搭載階段外板不搭腳手架研究與應用

薛紹龍，阮 磊，段威威

（舟山中遠船務技術中心， 舟山 316131）

1 引言

2011年前,我司與國內絕大多數船廠一樣,船臺搭載階段船體外板一直采取腳手架“滿搭”模式，用來焊接、裝配、修補焊縫、裝焊各種舾裝件、報驗檢查等工作，耗費大量的人工及材料，腳手架費用一直居高不下，浪費嚴重。基于此原因，我們研究采取工藝措施減免腳手架的搭設,以期降低造船生產成本。

圖1、圖2分別是外板區域工藝改進前后的腳手架狀況。

圖1 工藝改進前,外板區域到處都是腳手架

圖2 工藝改進后，外板區域幾乎無腳手架

2 腳手架的說明

2.1 腳手架定義

指施工現場為工人操作并解決垂直和水平運輸而搭設的各種支架。主要為了施工人員上下工作或外圍安全網維護及高空安裝構件等，腳手架制作材料通常有：竹、木、鋼管或合成材料等，我們使用鋼管等搭設腳手架。

2.2 腳手架設計與施工有專門企業標準

艙室內已經采用掛式腳手架對常規滿搭式腳手架進行了優化，所以本文僅針對外板區域腳手架進行優化介紹。

2.2.1 腳手架由基礎零件、架體部件和安全防護件組成

（1）基礎零件包括：耳板、吊環、吊耳、板卡和球頭卡；

（2）架體部件包括：肘板、掛件、支柱、梯蓋、中間托架、支柱托架、腳手板、梯子、吊鉤、欄桿、腳手管、鏈條和鋼絲繩；

（3）安全防護件包括：安全網和繩索等。

2.2.2 腳手架零部件制作的技術要求

（1）零部件制作后，邊沿打磨至R2,噴砂Sa2，涂一度底漆，一度面漆，支柱和欄桿的面漆顏色為黑黃相間，間距為150 mm，其余零部件面漆顏色為黃色；

（2）每個零部件均需在指定位置做標記，標記內容為零部件的代號，顏色為黑色；

（3）一些特殊尺寸的允許偏差為±1.0 mm。

基礎零件用于連接或固定腳手架架體部件；

2.2.3 架體部件

（1）肘板是腳手板的支撐部件；

（2）掛件是連接肘板或吊鉤的部件；

（3）支柱是支撐欄桿的部件；

（4）梯蓋是設置在樓梯口或焊機升降處的開閉式腳手板；

（5）中間托架通常與梯蓋和腳手板配合使用，是支撐腳手板和梯蓋的部件；

（6）腳手板單塊最大承重為200 kg,結構尺寸為3 000x300 mm；

（7）梯子分為短直梯和三角梯兩種；

（8）吊鉤通常與掛件及腳手管配合使用，主要用于艙室內甲板、平臺的結構下；

（9）欄桿選用?34×3 GB/T 8162的鋼管；

（10）腳手管規格為?48×3 GB/T 8162的鋼管；

（11）鏈條選用直徑8 mm起重用短環鏈，安全系數不小于4.0，用于鏈條腳手架；

（12）鋼絲繩選用直徑8 mm GB 8918的鍍鋅無油鋼絲繩，用于捆綁鏈條和腳手管。

2.2.4 安全防護件

（1）安全網是防止墜落的防護裝置，安全網CB/T 3749 《船用阻燃安全網》 ；

（2）繩索選用直徑?16 mm的合成化纖繩或等強度的麻繩。繩索的安全工作載荷為50 kg.

3 問題分析及解決方案

3.1 問題分析及解決方案

為達到“外板不搭腳手架”的預期目標，我們經過多次設計研討，概括出外板不搭設腳手架需要解決的主要問題及方案。

3.1.1 分段/總段封焊問題

分段吊裝到位，調整完畢就涉及封焊，封焊分為焊段和碼板兩種，外板區域封焊焊段和碼板都要求在結構面燒焊，外板不需要搭設腳手架，結構面需及時搭設新式工裝腳手架服務于封焊，腳手架眼板提前到分段階段安裝完畢。

3.1.2 分段/總段裝配和余量問題

為做到裝配碼板全部安裝在結構面，減少外板面工作量，需要控制好分段/總段精度，外板基本無嚴重變形，我們使用全站儀開展模擬搭載工作；另外，模擬搭載工作的開展，實現了船體分段無余量搭載，總組階段一次把分段切割到位，使高空作業地面做，避免了高空修割余量困難等阻礙。模擬搭載具有在外板無腳手架條件下吊裝定位作業工作量小，占用吊車時間短等優勢。

3.1.3 分段/總段焊接及密試問題

技術中心組織改進焊接工藝流程，分區域采用不同的工藝流程。船體貨艙區采取“C”型總段合攏方式，船臺合攏焊縫為垂直方向，避免了橫向合攏焊縫焊接作業，為機械吊籠和合攏吊籠在貨艙區外板外側使用創造了條件，后期外板合攏焊縫采用GOVN垂直氣電焊坡口進行；貨艙區合攏口型材與曲面部分采用COVS坡口，外板內側使用新型腳手架工裝平臺進行裝配焊接作業，這些措施使船體貨艙區外板不搭架腳手架成為現實。首尾部外板合攏焊縫采用COVS或CO1/2VS坡口，在外板外側利用高架車輔助完成貼揭襯墊工作，在結構面利用船體平臺或新型腳手架工裝完成焊接作業；另外，首尾部外板不搭設腳手的情況下，高架車被廣泛應用于焊縫修補打磨、焊后報驗船東船檢、抽真空試驗和報驗等工作。

3.1.4 分段/總段涂裝問題

首尾外板船臺合攏焊縫抽真空交艙試驗后，需要用高架車完成焊縫涂裝工作；貨艙區外板焊縫可以不再用高架車配合，還是使用吊籠。

3.1.5 錨臺安裝問題

錨臺提前安裝到80E總段上，保障總組階段報檢完畢。

3.1.6 船名港籍、分艙標識安裝問題

首尾船名和港籍名提前到總組階段安裝；分艙及頂推標識標志提前到分段階段完成，不需要船臺搭架或使用高架車。

3.1.7 水尺標記、載重線標記安裝問題

由于水尺標記和載重線標記按要求需在合攏后完成，所以必須采用工裝進行。其中位于船舯處的2組水尺標記和載重線標記，使用吊籠完成安裝；位于首尾部的4組水尺標記，均需要用高架車輔助完成安裝。

3.1.8 船臺滑道兩側場地準備

由于外板工程主要采用高架車來完成，要求船臺滑道兩側留出適當場地供高架車行走，船臺墩等要提前移位擺放。

3.2 其他推進方案

解決上述所有外板不搭設腳手架問題的同時，我們還從以下方面進行了推進。

3.2.1 優化總組方案

根據生產條件和搭載效果，對前期57 000 DWT、9 2500 DWT等系列散貨船分段劃分和總組方式進行認真總結、分析和對比， 82 000DWT船舶最終形成了貨艙區以“C型”總段、首尾機艙以半立體總段為主的總組方式。加大82 000DWT項目船體總組分段噸位，其中80A總段噸位已達560 t，接近我司吊車極限。主船體分段總數140個，實現總組分段134個，分段總組率約為96%，搭載吊裝次數減少到42吊次。通過分段總組，減少了船臺搭載時合攏焊縫長度數量，同時減少船體外板合攏焊縫船臺裝配、焊接、打磨、密性試驗及補涂等工作量。

3.2.2 優化吊裝方案

制定總段吊裝前船臺準備工作檢驗制度，制定準備工作的具體內容。檢驗已搭載的總段上面安裝和即將搭載總段相對應的工裝、限位等。此類工裝的加放，明顯縮短搭載靠攏時間。

3.2.3 制定實施分段建造精控管理制度

用于控制各道工序，提高合攏精度。技術中心、分段工區、搭載工區及制造部等部門每周召開精控管理例會，解決精控管理中突出問題，布置精控管理工作任務，強調精控管理要點。技術中心從分段吊裝防變形和分段擺放防變形方面精心策劃，保證分段線型尺寸擴大精控管理工作取得的成果，大幅減少分段合攏焊縫錯位，尤其是外板合攏焊縫線型不順引起的修割工作量。

3.2.4 外板不搭腳手架使許多外板輔助工程無法開展

為解決以前這一作業瓶頸，除了采用高架車外，我們設計制作了2種2.6 m舭部焊接作業平臺，具有簡單輕便，安全可移動，適用范圍廣，使用舒適，不易損壞等優點，現已廣泛應用于船臺船體外板合攏作業，取得了良好的使用效果；完善了適用垂直氣電焊作業的合攏吊籠和機械吊籠，上下貫通，方便簡捷，一次搭設，全程使用，有效替代了外板搭滿地腳手架的的落后方式，也促進了焊接工藝的提升和焊接效率的提高。

4 結論

船臺搭載外板不搭腳手架在 82 000 DWT船舶上的成功實現，根本上優化了外板搭架模式工藝，大幅降低了船舶建造搭架成本，使我們船舶建造工藝水平有了質的提升，對我司船舶建造具有轉折性意義。船臺搭載外板不搭腳手架的各項舉措在后續船舶上的應用同樣有著廣闊空間。