特大型艙口蓋結構制作工藝探討

(南通中遠重工有限公司，江蘇 南通 226000)

側移式艙口蓋的操作是將艙口蓋向船兩側移動以便空出貨倉。操作機械可以是導軌、齒輪或者鏈條傳動，基本的設置方式是：單蓋式，艙口蓋在艙口的一側；雙蓋式，艙口蓋在艙口的相對兩側。這種艙口蓋的優點是蓋板塊數少,結構簡單,開關可靠及操作方便[1-4]。

隨著船舶載重量的逐漸增大，特大型艙口蓋逐漸進入市場。特大型艙口蓋單塊重量約150 t，外形尺寸約32 m×22 m×1.6 m，一般生產車間內的場地及吊機資源很難滿足艙口蓋的整體制作要求，所以主體結構多采用先分段制作再整體合攏的方式進行制作。

此套艙口蓋為重型艙口蓋，單蓋重量超過100 t、尺寸超長，受自重的影響，下垂量較大，同時考慮到齒條配合的精度要求很高。為了更好地控制艙口蓋拱度，分段采用“直角梯形法”制作，并在合攏口處加放裝配余量。

1 艙口蓋預拱度取值

1)根據艙口蓋結構型式及橫梁分配情況，整體劃分為4段，每段重量約40 t。

2)確定艙口蓋在胎架制作時預拱度F及各分段的補償量A。

F胎架=F自重+F拱度+F焊接收縮

(1)

式中：F自重——艙口蓋滾輪支撐下的自重下撓度，30 mm;

F拱度——艙口蓋滾輪支撐下成型拱度，10 mm;

F焊接收縮——艙口蓋分段合攏焊接變形引起的拱度損失，4 mm。

焊接收縮余量根據制造經驗一般取 (F自重+F拱度)的10%～15%，大艙口蓋取小值，此套艙口蓋實取10%即4 mm,F胎架=44 mm。

2 艙口蓋折線形拱度線放樣

艙口蓋采用二次拋物線預拱，頂板及相應的橫梁理論上也是二次拋物線，不便于板材下料和埋弧自動焊拼板。艙口蓋分段組裝合攏時，各分段范圍內的胎架上口線按二次拋物線分布，不利于胎架制作和檢測。目前根據大型龍門吊主梁制作的經驗，艙口蓋分段拱度線用折線代替二次拋物線預拱，見圖1。

圖1 折線型預拱度示意

3 艙口蓋分段“直角梯形”放樣

1)根據折線預拱放樣確定各分段頂板補償長度。分段頂板長度向艙蓋中心線方向補償，補償長度由折線預拱值決定，見圖2。

圖2 頂板補償長度

2)艙口蓋折線放樣后，頂板及橫梁的腹板、面板等理論上也是折線長度。由于所有的縱、橫梁均需要垂直于頂板安裝，若都采用折線長度制作，不利于制作和最終的檢測。目前根據大型龍門吊主梁分段制作經驗，艙口蓋分段采用“直角梯形”方法制作，見圖3。

圖3 “直角梯形”分段

艙口蓋主尺寸檢測對比情況見表1。

表1 制作結果對比 mm

4 結論

大型艙口蓋分段制作的關鍵是通過確定預拱度并根據預拱度確定分段的補償量，以此來確定艙口蓋各“直角梯形”分段的外形尺寸。艙口蓋自重下撓度可以通過計算求出，焊接變形引起的拱度損失是根據經驗取值，合理地確定焊接變形引起的拱度損失是分段預拱度放樣的首要工作。此套艙口蓋的成功制作，證實了大型艙口蓋“直角梯形法”分段制作工藝合理有效，同時積累了拱度損失經驗值，可供后續此類型大艙口蓋或類似鋼結構產品的制作參考。

[1] 粱 貴.淺析艙口蓋結構的加工及安裝[J].中國水運，2012(6)：105-106,264.

[2] 田勤國．艙口蓋結構的加工與安裝[J]．造船技術，2001(1)：18-20．

[3] 吳仁元．船體結構[M]．北京：國防工業出版社，2001．

[4] 李忠林．船舶建造工藝學[M]．哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2006．