船舶關鍵節點處通用模板的應用

吳 紅，包冬進，馬蔣永，吳國妹

(1.江蘇新世紀造船有限公司，江蘇 靖江 214500；2.江蘇新揚子造船有限公司，江蘇 靖江 214500；3. 中海工業(江蘇)有限公司，江蘇 江都 225200)

船舶關鍵節點處通用模板的應用

吳 紅1，包冬進1，馬蔣永2，吳國妹3

(1.江蘇新世紀造船有限公司，江蘇 靖江 214500；2.江蘇新揚子造船有限公司，江蘇 靖江 214500；3. 中海工業(江蘇)有限公司，江蘇 江都 225200)

為了確保船舶關鍵的區域處中心線對正，研制了在船舶建造時使用一種叫做“模板”的定位和檢測工具。以74 500 DWT化學品船為例，探討一種通用型模板，使某個節點在多種板厚情況下，僅用一塊模板就可進行焊前定位與焊后檢測，達到方便攜帶且節省成本的效果。

船舶節點；板厚；模板

0 引言

船舶在航運時局部結構產生較大的應力，這些關鍵區域產生的應力必須得到有效的傳遞和釋放，因此在船體建造過程中盡量保持結構對正。國內某船廠新建的一艘散貨船曾發生一事故，壓載艙強度試驗時發現內底板存在細小裂縫。經過測量和分析發現：由于內底板上下結構錯位產生剪力，使得焊縫缺陷延伸到內底板上使其裂開。由此可見，應力高的關鍵區域的結構焊接必須得到嚴格監控，這些關鍵點位置稱為CM節點(CONSTRUCTION MONITORING的縮寫)。目前，有些船級社在監造時已將這些關鍵區域節點作為必檢的重要項目逐個檢查，以確保結構的合理對正。

1 基本要求

為確保CM節點區域的結構對正偏差在規范值以內,傳統的焊前和焊后檢測方法為檢驗線劃線方法，檢驗劃線見圖1。例如在平板上駁移114.3 mm打檢驗點，斜板安裝時檢查斜板下口到檢驗線的距離是否為100 mm，以此判斷裝配是否到位。這種檢測方法會存在累計誤差，且焊后由于下口焊肉堆積，需另借用角度樣板檢查裝配精度。通常這些CM節點處板厚變化多，尤其是散貨船，按1:1比例制作的角度樣板多達十余個，不但浪費時間和成本，而且攜帶不便。因此，有必要對CM節點模板進行研究。

本文以入級LR(英國勞氏)船級社74 500 DWT化學品船為研究對象，對存在較多板厚CM節點只做一個模板，就能達到既可以焊前檢查又能焊后檢查的目的。

圖1 使用檢驗線焊前檢驗裝配精度(單位：mm)

LR船級社對CM節點的規范要求，如圖2所示。結構對正方式有2種：理論線對正與中心線對正，前者要求理論線的最大錯位量M為最小板厚t的1/3；后者要求中心線最大錯位量M為最小板厚t的1/3與5 mm，取2個數值中的較小者。具體操作中采用何種對正方式，主要依據這些關鍵區域所處船舶的位置和考慮施工便利，最終的對正要求也需得到船級社的確認。該船在詳細設計時送審了CM圖，各CM模板的制作需參考此船級社認可的圖紙。

2 模板制作

圖3為74 500 DWT化學品船部分CM節點位置?，F以CM1為例說明模板制作方式。該船CM1節點采用中心線對正的方式，見圖4。本例中根據工廠的裝配順序，邊縱桁、內底板進行裝配焊接完成后，再裝配斜板，故圖4中模板是采用平行于肋位方向，貼靠邊縱桁和內底板來檢測斜板的安裝精度。

圖2 船級社對CM節點板厚對正的要求

圖3 74 500 DWT化學品船部分CM節點位置示意

第1步：從邊縱桁理論線向舷側任意長度L取2點，為圖中標記點3和標記點4。兩點確定一條直線，相交內底板于A點。

第2步：從A點向斜板做垂線，交與B點，垂線AB長度設定為Y。

圖4 適用CM1節點的通用模板

第3步：斜板與內底板夾角為θ，依據三角函數可計算出這時Y值所對應的公式：

Y=(L+0.5t1)sinθ+0.5t3cosθ-0.5t2

第4步：為測量方便，Y值減去一個定值X得到較小的變量b值，X為A點到模板檢測邊的垂直距離。為定位X值，從A點作斜板平行線，在平行線上任取兩標記點1和2。

第5步：根據此CM節點在不同肋位處t1、t2、t3值，就可分別計算出這些肋位對應的Y值，見表1。

表1 部分CM1節點的計算表格

第6步：為確保使用過程中通用模板的精確度，在模板制作時繪制標記點1～4，并如圖4中連成直線。每次使用前，只需檢查這2條直線距離模板邊的L值、X值是否為表1中給定的定值，即可確定此模板的準確性。

通用模板高度在200 mm左右，使用薄板下料即可。焊前和焊后檢查時，拿通用模板及這份檢查表格，就可進行節點對正的快速檢測。表格可以貼在模板上。上述涉及到的公式，可以運用Excel快速計算出結果來。

根據上面的方法，對于該船CM5節點與CM6節點也可快速繪制出這兩個節點位置的通用模板，見圖5，然后再通過套料軟件將模板轉換成切割機代碼，下料之后即可使用。

3 結語

本文研制的通用模板已在74 500 DWT化學品船、82 000 DWT散貨船、176 000 DWT散貨船等中得到應用。經實際證明，此模板的運用使工人在焊前對關鍵區域結構對正得到有效控制，同時又便于船檢人員在焊后可使用模板進行檢查。通用模板化繁為簡，不僅使模板得到了重復利用，也有效提高了船體的建造精度和產品質量。

圖5 CM5、CM6節點的通用模板

2013-05-09

吳紅(1979-)，男，工程師，主要從事船體設計工作；包冬進(1986-)，男，助理工程師，主要從事船體設計工作；馬蔣永(1988-)，男，助理工程師，主要從事船體設計工作；吳國妹(1981-)，女，助理工程師，工程碩士研究生，主要從事船體設計工作。

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