船體建造精度控制方法研究

摘 要：為了達到精益造船的具體要求，需要對船體分段建造現場的相關工藝嚴格控制，最大限度地減少不確定因素的影響，增強工藝技術的適用性。船體分段建造的過程中，不同結構部件的精度要求非常高，客觀地決定了做好現場控制工藝工作的必要性。船舶精度控制技術是研究在船體建造過程中如何加放尺寸精度補償量取代余量，通過合理的建造公差，有效的工藝技術與管理技術，對船體零部件結構進行尺寸精度控制，以提高建造質量。船舶在建造過程中的精度控制是一項十分重要的技術，不僅是保證船舶質量、縮短建造周期、降低造船成本的重要手段，而且是實施盆舾裝等先進造船工藝和科學管理的基礎。文章介紹了船舶建造的特點和船舶建造精度控制的內容，說明了船體建造精度控制的具體方法。

關鍵詞：船舶建造；精度控制；補償量；對合基準線

一、船舶建造與船舶精度管理

（一）船舶建造的特點。船舶建造具有以下特點：1.船體建造的周期長、工序多，導致累計誤差較大；2.船體構件大，其形狀尺寸允許的偏差，相對構件本身尺寸的比例很小；3.船體建造過程中受力、受熱情況復雜，導致變形情況無法預測，想要掌握構件在切割、冷熱加工、焊接、矯正、轉運和沖砂過程中的彈塑性與熱塑性變形規律更加困難；4.建造過程中自動化程度不高，導致人為操作誤差難以控制。

（二）船體建造精度管理。船體建造精度管理是以科學的管理方法和先進的建造工藝相結合，以先進的建造工藝為基礎，通過科學的管理對船體建造進行全過程的尺寸精度分析和控制，以最大限度地減少現場修整工作量，縮短建造周期，降低建造成本。

二、船舶建造的精度控制

（一）船舶建造精度控制的內容。船體精度控制只要包括船舶建造前技術準備和建造過程控制，技術準備是指在船舶生產設計時充分考慮船舶建造過程中的收縮和變形，通過添加收縮補償量和反變形量來減小焊接收縮及變形對船體精度的影響；建造過程控制是指對板材下料、零件加工、構件裝配、分段總組、總段合攏每一個制作工位，按照精度控制的要求進行數據檢測和統計，并將上一道工位數據提供給下道工位，以作為下道工位正確施工的依據，尤其是在總組及合攏階段達到模擬搭載和快速脫鉤的目的。

（二）船舶精度控制在船舶建造中的意義。船舶精度控制在船舶建造中的意義主要有：第一，通過對構件添加反變形，減少構件因加工、焊接和吊裝產生變形而進行矯正的工作量；第二通過補合理的補償量的設置，減少加工和建造過程中的二次切割、打磨、開坡口等工作，從而提高生產效率、降低生產成本；第三通過設置檢驗線方便現場施工，同時提高施工準確度；第四通過對施工數據全面的檢測，及時發現問題，及時處理問題，減小對后道工序的影響，降低處理問題的施工難度；第五通過對施工數據的統計和分析，為下道工序提供施工依據，降低施工差錯的出現，提高施工效率；第六通過精度控制的積累為先進的工藝技術的推廣打好基礎。

三、精度控制的具體方法

（一）增加反變形。增加反變形主要有兩個方面：一是在易產生較大變形區域的構件下料時添加反變形量，利用反變形量來補償變形所帶來的誤差；二是在分段胎架數據中添加反變形，即在分段易產生變形的區域的胎架數據中增加一定與變形反方向的量，從而抵消此區域的變形。

（二）加放補償量。補償量是指對零件、工件和小分段由于加工、裝焊以及火工矯正等多道工序，所產生的辨析及收縮進行定量分析后，加放的工藝量值，補償量不需要在分段建造過程中割除，它將在船舶建造過程中消耗。補償量的確定是船體精度控制技術中的核心內容，精度控制的最終目的就是用補償量來代替余量，補償量的加放恰當與否，將直接關系到船體精度控制的成敗。

1.船體分段補償量加放原則（以我公司64000散貨船為例）

（1）船塢基準定位分段的艏、艉環形接縫端頭全部正足，縱骨、縱桁同樣正足。（2）船塢搭載的其它分段艏、艉端，以基準定位分段為界。向艏的分段前端正足，后端有補償量；向艉的分段前端有補償量，后端為正足；縱骨、縱桁與分段端頭一致，補償量一般為5mm。（3）艏艉端機艙半立體分段要求傍板下口加放7mm的補償量，前后接縫的一端加放5mm補償量，如線型曲率大的根椐工藝要求再加放30mm余量。（4）貨艙區舷側分段，上企口全部正足、下企口加放7mm補償量。（5）散貨船的貨艙區舷側“P”、“D”型分段一端補償量為7mm，另一端為正足。（6）上頂邊水艙分段，外板下口加放7mm接縫補償量。（7）下邊水艙分段外板上口正足，內口加放7mm補償量。（8）貨艙區甲板分段、左右舷端頭，加放7mm補償量；甲板上墩座下口加放7mm補償量。（9）貨艙下墩座分段，下口加放7mm補償量。（10）貨艙隔艙分段：左右分段向舯企口正足，向舷側加放10mm余量；上口斜旁正足；下口斜旁加放15mm余量，下口平直加放5mm補償量。（11）貨艙隔艙中間分段：左右向企口正足，上口正足，下口加放7mm補償量。（12）貨艙雙層底左右分段四周企口正足。

2.船體焊接收縮補償量加放原則。（1）主船體對接縫14mm以下，加放1mm～1.5mm，14mm以上加放0.5mm～1mm。（2）主船體角焊縫，板厚14mm以下，加放0.35mm～0.5mm，板厚14mm以上加放0.2mm～0.35mm。（3）上層建筑、機艙棚、煙囪、艙口圍、艙口蓋等12mm以下薄板，每檔肋距、每檔縱骨間距，加放0.5mm收縮補償量；橫向薄板每1000mm寬度加放0.5mm收縮補償量。高度方向不加收縮補償量，下端企口加放10mm余量，與主甲板相接的分段加放30mm。

（三）檢驗線設置。檢驗線是船舶建造過程中定位的基準線，包括分段肋檢線、縱向對合線、水平檢驗線、合攏口100mm檢驗線等，在分段建造和檢測過程中，檢驗線降低了施工難度，提高了施工精確度。檢驗線一般設置在分段殼板上，在劃線后確定檢驗線后，用洋銃打點膠帶保護的形式將檢驗線保護起來，作為后續分段定位檢測的依據，在必要時需用雙面尺將結構面檢驗線反到便于測量的一面。

（四）現場數據檢測及分析。通過精度控制人員對現場施工各零件外形尺寸、定位尺寸、焊后尺寸、平整度、垂直度等船舶精度參數的檢測、記錄，在發現和解決施工中存在的問題的同時，將造成問題的原因查找出來，避免類似問題的重復出現。另外通過對現場施工數據的整理分析，制作出船臺合攏模擬搭載圖，在分段合攏時可以在上船臺前將分段余量切割并開設好坡口，達到無余量上船臺快速合攏的目的。

四、結語

精度控制根據每一個船廠實際情況有它的獨特性，需要大量的現場實際測量數據的積累，通過對數據的分析總結，制定合理的船舶建造工藝以及科學的管理方法，并嚴格按照建造工藝及規定流程進行現場施工，才能達到精度控制的目的。一套完整的精度控制方法是一個不斷完善和長期堅持的過程，只有通過現場實際施工的檢驗，并不斷對精度控制方法進行完善，才能使得精度控制更適合現場施工要求；也只有長期的堅持精度控制，才能達到提高生產效益，降低生產成本，為先進的造船工藝提供基礎。

參考文獻：

[1]王孝海.船體分段建造的精度控制研究[D].哈爾濱工程大學，2011，（02）.

[2]周秀琴.船體建造精度控制方法研究[D].江蘇科技大學，2011，（03）.