淺談船體分段建造的精度管理與控制

宋偉偉

摘要：船體分段精度控制技術作為精度造船工藝上的一項重要的技術，得到了各船舶企業的重視，本文從生產和管理的角度，結合分段建造的流程，介紹了分段各施工工序的精度控制要點和常見精度問題，并從船廠生產組織管理的方面給出幾點建議。

關鍵詞：船體分段；精度管理；精度控制；建議

中圖分類號：U673.2

文獻識別碼：A

文章編號：1001-828X（2016）036-000334-02

一、引言

近年來，受全球經濟不景氣的影響，中國的一些中小型造船企業，因缺少先進的工藝技術和優質的管理機制紛紛倒閉，整個造船市場被迫進行了結構重組與優化。雖然我國的造船完工量依然位居世界第一，但是造船總體技術水平與日韓相比還是有不小的差距。從長遠發展看，中國造船依賴的勞動力優勢在生產效率低下、勞動力成本高漲和原材料上漲等多重壓力下將逐漸喪失競爭優勢。因此，為了適應市場，必須提高中國船舶工業的競爭實力，唯一出路就是提高生產效率與造船質量。

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。是保證船舶質量、縮短建造周期、降低造船成本的重要手段，是實施先進造船工藝和科學管理的基礎。而船體分段精度控制技術作為精度造船工藝上的一項重要的技術，其直接關系到船舶產品的精度控制能否順利實施和逐步提高。因此，研究船體分段建造精度管理與控制技術對于整個造船行業來說都是非常必要的。

下面結合分段建造的流程，簡要闡述一下分段各施工工序的精度控制要點和常見精度問題，并從船廠生產組織管理的方面給出幾點建議。

二、船體分段建造精度管理的控制要點

船體分段建造精度管理主要包含板材、型材下料和加工階段，板材拼板、劃線階段，部件小組立階段，胎架制作階段，基準板上胎階段，分段焊前階段，分段焊接階段，分段焊后階段，分段完整性階段的精度管理。

1.板材、型材下料階段精度控制要點

（1）每日對切割機組進行精度檢測和噴粉模擬切割，測量模擬切割板材尺寸確保切割精度達標，并對切割機進行定期維護，確保切割機組運行穩定。

（2）切割下料過程中，自查端口切割質量：包括坡口樣式，企口上下、艏艉、正反、左右等零件加工符號，邊緣直線度、割渣、粗糙度、毛刺等；檢測板材、型材主尺度，將理論尺寸和實測尺寸標注于板材和型材上。

（3）零件編碼齊全，對合線、矯正線、結構線、數控噴粉線清晰準確。

（4）下料后零件的減輕孔、人孔、透氣孔、漏水孔、切口、面板自由邊需打磨，對切割表面質量不佳的零件進行處理后，方可流入下道工序。

（5）所有板材（板厚≤12mm）下料后都需矯平處理，消除板材內部應力。

（6）切割下料零件，嚴格按分段小組立、中組立、大組立、散裝件、標準件等，分階段配套、堆放。

2.板材、型材加工精度控制要點

（1）檢查型材彎曲后的長度、彎曲后的逆直線和型材平面度，需控制在精度標準范圍內。

（2）對于零件加工，檢查折邊寬度和角度、腹板高度、折邊方向直線度、腹板方向直線度等，使之達到標準要求。

（3）對樣板、樣箱制作精度控制在精度標準范圍內。

（4）熱加工過程中需根據不同材質，按照標準規定溫度進行加熱和冷卻。液壓加工后，檢測折邊寬度、角度、折邊方向直線度、腹板方向直線度、腹板高度等。

（5）對加工成型的型板檢查曲面與樣板空隙、三角樣板檢驗線的直線度、樣板上基準線偏差、肋位方向與樣箱空隙、長度方向與樣箱的空隙等，并控制在精度標準范圍內。

（6）板材、型材加工后線型和尺寸需控制在規定加工誤差范圍內，方可流入下道工序，并做到托盤完整，標識明確。

3.拼板精度控制要點

（1）拼板前對板材編號、尺寸、材質、坡口等確認，對不合格或未經過矯平的板材退回下料階段處理。

（2）拼板焊前檢查板材無余量端口平齊度、坡口樣式和角度、板邊直線度、對接縫間隙等，檢測拼板主尺度，記錄好數據，并標注到板材上。

（3）拼板焊接過程，嚴格按照船級社認可的焊接工藝規程選用焊材和施焊，控制好焊縫質量，預防減小焊接變形和收縮。

（4）拼板焊接后，檢查板材的平整度、焊縫兩側折角偏差、板邊直線度、主尺寸精度偏差和變形情況，及時整改合格后方可進入下道工序。

（5）拼板完工后的板材吊運和堆放合理，防止二次變形。

4.劃線精度控制要點

（1）劃線前熟悉圖紙并確認主板的坐標、艏艉方向、尺寸、主板編號以及坡口方向，對拼板不合格或放置不平整的板材要求退回拼板階段處理。

（2）劃線時先確認“十”字劃線基準線，確認沒有問題按照正常劃線流程施工。如有問題在誤差控制范圍內進行偏移后劃線。戈q線時必須將圖紙上所有部材的理論線劃出，并劃出余量線和焊接保留線，標注構件號、板厚朝向，所有相關的檢驗線等，并相應的進行樣沖標記。

（3）劃線結束后檢查端口100M.K線，余量線切割符號和坡口朝向，特別注意端口是否留補償量，即檢驗線做成105mm，檢測板材劃線主尺度，記錄數據并標注于板材上。

（4）劃線精度檢驗合格后，方可進行余量切割或吊運。

5.小組立精度控制主要控制要點

（1）對于板材、型材下料尺寸偏差以及加工不到位等，小組立人員有權拒收，并要求退回下料、加工階段處理。

（2）縱，橫壁板劃線需開設“十”字中線，檢查小組立端口節點形式、端差、坡口形式、端口100mm檢驗線（端口留5mm補償量的位置需做成105mm檢驗線）、定位基準線布置、直線度、平面度、垂直度等，檢測其主尺度，并將自檢數據標注于板上。

（3）對于有線型的或易變形小組立，應在焊前做好預防工作。

6.胎架制作精度控制要點

（1）通用水平胎架制作，檢查立柱強度、間距、垂直度，水平檢驗面情況等，檢測加高立柱水平度。

（2）曲線胎架制作，檢查立柱強度、間距、垂直度，水平檢驗面情況，檢測曲線胎架高度。

（3）分段脫胎后至下一個分段上胎前，進行場地和設備清理、歸位，同時確保胎架水平、線型理論高度正確，對強度不夠或已破損的胎架需及時修復。

7.基準板上胎架精度控制要點

（1）合理規劃基準板鋪設位置，基準板四周需伸出立柱300mm左右，方便加活動馬排等。檢查基準板與立柱的接觸率是否達到90%以上。

（2）基準板鋪胎后，使用水準儀或水平軟管對其檢測、調節水平，及時點胎，才允許上結構。結構裝配結束后四周卡上活動碼排。

8.分段焊前精度控制要點

（1）分段或片體裝配過程中，檢查拼板焊縫余高打磨，材料使用，結構對線，端口節點形式，無余量端口平齊，無余量端口坡口朝向，縱/橫壁板垂直度以及待焊區預留標記情況等。

（2）所有分段焊前，施工隊需根據精控室提供的相應圖紙中的精控位置控制好主尺度，安裝好所有反變形工裝。確定合格后，提交合格自檢數據，并向作業課精控組申請精度報驗。

9.分段焊接精度控制要點

（1）分段或片體焊接之前，施工隊需在大合攏端口上標識待焊區，焊接工藝規程中的焊接要求、焊接參數、焊接順序，同時標明焊腳、焊喉大小。

（2）分段或片體焊接過程，作業課施工隊需自控自檢，檢查是否按照焊接工藝規程中的焊接要求進行，例如焊接參數、焊接順序、及時敲渣、清理焊縫等。

10.分段焊后精度控制要點

（1）分段或片體焊接后需自檢，檢查結構端口節點形式，無余量端口端差，無余量端口坡口朝向，縱，橫壁板垂直度以及待焊區預留情況等。

（2）所有分段焊后，需根據精控管理部門提供的相關圖紙進行自檢，發現問題及時處理，并做好記錄，及時向作業課精控人員申請精度報驗。

11.分段完整性精度控制要點

經確認符合基本測量條件后，對分段依托全站儀測量，并利用全站儀軟件進行分析，將測量分析結果以《分段精度分析報表》和《分段精度整改意見及確認單》的形式呈現給施工單位。

三、船體分段建造的常見精度問題

以某船廠某深海采礦船的典型分段為例，探討一下該船分段問題的類型、產生的原因以及整改的措施，詳見下表1。

在造船企業，精度控制技術要點，需要精控管理部門的精度檢驗員、作業課精度人員和施工單位共同配合完成，才能順利達到船體分段建造精度管理的目的。但事實上很多分段的精度控制并未做到位，存在著大大小小的問題。從上述可以看出，船體分段的主要問題是分段變形、無余量面端差以及結構偏差。

四、對船體分段精度管理和控制的幾點建議

船體分段的精度問題的產生原因不管涉及到哪道工序，都需要花費人力物力來進行整改，這無疑增加了分段的制作成本。但所有問題的產生只要有合理的預防措施都是可以避免的。下面，我從船廠的精度管理方面提出幾點建議：

1.完善精度管理指導性文件，例如精度管理流程、精度獎罰措施等，并監督實施到位；

2.制定合理有效的船體分段建造精度控制方案——精度施工策劃書，用于指導現場精度管理作業的實行，并根據現場反饋的問題實施跟蹤改進；

3.加大分段建造各工序精度控制的力度，使精度巡檢常態化，固定化，并將巡檢結果以報告的形式公示；

4.施工單位做好圖紙消化，認真研究圖紙預估分段可能產生的問題，制定有效應對的措施；

5.精度管理人員多與施工單位交流，運用精度數據庫為分段建造提供數據支持和工藝上的指導；

6.施工單位應堅決整改當道工序發現的精度問題，不允許隨意流入下道工序；

7.精度管理人員認真做好數據收集和整理的工作，完善數據庫；

8.做好精度宣傳和培訓工作，不斷提高管理人員和施工人員的精度意識和工藝水平。

五、結語

船體分段的精度管理和控制是船體建造的一道重要工序，可以減少實際生產中人員、材料、能源的重復使用，保證建造質量得同時有效縮短造船周期，降低造船成本，做到生產進度與產品質量的雙贏。如何更好的做好船體分段的精度管理和控制應得到大家的重視。