LPG船雙層底現校管改為預埋管的優化方法

張立敏　王國旭

摘要：舾裝周期在船舶建造中占比很大，其中管舾裝在整個舾裝作業中占比最大。由于管件制造精度、分段總組變形及安裝誤差等因素，導致在管舾裝中，普遍利用現校管來實現整個管路系統的貫通，增加了管舾裝的工作量。通過對某系列LPG船雙層底分段合攏處的現校管問題進行分析，利用OTS系統進行模擬分段總組，通過模型分析確定搭載線，計算得出所需加工預埋管尺寸，并通過三維測量方法監控管件制作的軸向偏差和曲折偏差，從而實現將雙層底區域的現校管優化為成品預埋管，提高船舶建造先行舾裝率，縮短建造周期。

關鍵詞：現校管；預埋管；分段合攏

中圖分類號：TH13733文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.05.008

Abstract： In the process of shipbuilding outfitting period accounted for the largest， which in the whole pipe outfitting .Due to the manufacturing accuracy of pipe fittings， the deformation of the total block and the installation error and other factors，Lead in pipe outfitting， adjusting pipes are widely used to realize the transfixion of the whole pipeline system， increase the workload of outfitting tube.In this paper， the problem of the adjusting pipe in the double bottom section closure of a series of LPG ships is analyzed，using OTS system to simulate segmented general group，through model analysis to determine the carrying line，the size of the pipe to be machined is calculated，The axial deviation and twist deviation of pipe fittings are monitored by 3D measuring method，In order to achieve the double bottom area of the adjusting pipe optimization for finished product pre buried pipe，improve shipbuilding outfitting advance rate and shorten the construction period.

Keywords： existing pipe； pre buried pipe； segment closure

0引言

精度造船一直是困擾著整個造船業的主要問題。把控造船精度，在分段總組前就將舾裝件安裝誤差和分段變形偏差控制在精度允許范圍之內，不僅可以提高船舶總組搭載效率，還可以縮短船舶建造周期。而在船舶舾裝方面，因為各系統的運行均是通過管路來實現的，所以管舾裝是船舶舾裝中的重要部分。在滿足船體精度要求的前提下，加強管舾件的安裝精度將對造船精度水平的提高起到重要作用。國內各造船廠在重視精度造船的同時借鑒國外精度造船經驗，使造船精度控制技術不斷提高，但是有些精度頑疾仍困擾著造船行業。在分段合攏時，由于分段變形、管舾件制造誤差和安裝誤差等，經常會出現分段合攏處的預裝管無法正常安裝，從而需要根據現場尺寸制作成現校管來實現管件合攏。致使效率低下，成本劇增，還會衍生出管件在搬運過程中法蘭附件損傷、管體損傷和安裝效果不佳等質量問題。因此，減少現校管的使用，是提高精度造船的重要手段。本文通過對某系列LPG在建船只舾裝件安裝進行研究，選擇搭載過程中分段變形較小、管舾裝精度相對容易控制的雙層底為載體，通過對雙層底分段進行預搭載分析，計算出預埋管的加工尺寸，并通過科學的測量方法，控制管子的加工尺寸，從而實現將雙層底區域的現校管完全替換為成品預埋管，縮短船舶建造周期，降低勞動強度，同時也避免了因現場校管而產生的諸多問題，達到對船舶管舾裝優化目的。

1安裝過程

該系列LPG船雙層底壓載系統的管子在分段合攏處設計成現校管和預裝管兩種類型，在有支管的一端布置的是現校管，在沒有支管的一端布置的是預裝管。如圖1所示，201分段至203分段之間一共布置有1對預裝管和2對現校管。

成品管在分段總組完成，在安裝位置進行定位安裝。安裝中如出現前后管子安裝精度不良導致成品管無法安裝情況時，一般通過調整前后分段內預裝管的位置，優先實現成品管的安裝。因此，在安裝過程中都是先把成品管安裝到位，實現壓載系統的貫通之后再對現校管進行放樣。在現校管放樣之后再進行管子焊接處理，待現校管制作完成后搬至合攏位置進行安裝。此過程致使軸向偏差和曲折偏差增大[1]（如圖2）。

在管系制造質量標準中規定允許軸向偏差在0～15 mm，曲折偏差在0～3 mm。對于雙層底區域管子通徑的壓載水系統的合攏管，微小誤差即可造成預埋管的安裝失敗。

2優化設計

針對上述雙層底現校管問題，對管路舾裝優化。利用預搭載分析軟件（OTS）對雙層底201/202/203分段進行預搭載，設置預搭載合攏線，根據合攏線的位置計算出預埋管的加工尺寸。在預埋管加工制作時，利用全站儀進行三維測量，減少管子的軸向偏差和曲折偏差，從而實現將雙層底區域分段合攏處的現校管和預裝管全部優化為預埋管。在分段總組之前把預埋管提前預埋在分段合攏端頭內，待分段定位完成后直接進行安裝。

21分段預搭載

待各分段區域內壓載水系統成品管安裝結束后利用OTS系統將201/202/203三個分段進行模擬預搭載，通過預搭載分析模型，確定搭載合攏線位置，則搭載結果如圖3所示。

22預埋管取樣

（1）控制軸向偏差

通過模擬搭載對分段成品管總組搭載情況進行分析，計算兩分段端頭已安裝成品管法蘭之間的三維尺寸，對比兩法蘭中心Y、Z方向上的偏差，當數據偏差較大時，通過對已安裝成品管支架進行微調，保證待合攏的成品管兩端法蘭在Y、Z方向上的偏差在±1 mm范圍之內，減小軸向偏差。

（2）預埋管數據提取

預埋管長度尺寸包含端頭法蘭尺寸，不包含墊片尺寸。管子制作時需減去3 mm墊片尺寸和因總組搭載焊縫在焊接時的收縮量3 mm，管子做-2～0 mm負公差管理。則管子需加工長度為B=a+b-3×2-3，其中a、b為根據OTS模型分析的預搭載合攏線距兩分段端頭處成品管法蘭面的距離，B為預埋管取樣數據，如圖4所示。

23預埋管制作

（1）校管平臺精度控制

校管平臺是預埋管制作的基準，因此控制管子的制作精度首先要控制好校管平臺，減小管子的軸向誤差，如圖5所示，具體操作方法如下：

①在管子制作前，需對校管平臺水平狀態進行測量；

②對偏差較大的區域進行調整；

③對平臺進行復測，達到理想校管狀態。

（2）管子制作精度監控

在管子校管完成后，需對成品管進行精度控制測量，利用三維測量方法，在預埋管安裝前對其進行精度判斷，主要控制管子前后端頭法蘭的曲折偏差。如圖6所示。

利用全站儀測量，選取一基準平面后，利用螺栓孔測量工裝，分別在管子端頭法蘭面上選取四個點，使選取的四個點在法蘭面上均勻分布，并要求每兩個點一一對應，如點1與點7對應。測量點選取后，利用全站儀進行打點測量，同時要注意在測量時是否包含管子端頭法蘭線在內，如果未測量到法蘭線，則后續計算需考慮增加法蘭線尺寸。

圖6所示，X表示長度、Y表示寬度、Z表示高度。通過移動如1、7、4把測量數據調整為水平狀態，使1、2、3、4端面值為0，使法蘭端面處于一個垂直面，使1、4兩點的Z值為0。然后測量另一端管子數據：當7、10點Z值相同時，表示管子無軸向偏差；當7、8、9、10四個位置X值相同時表示法蘭端面垂直度良好；當1、2、3、4四點X值為0時，則利用全站儀測量的7、8、9、10四點顯示的X值即為管子長度數據。

（3）預埋管預埋

記錄管件測量數據，根據測量結果，對管件的實測數據與預搭載時的預埋管取樣數據進行對比分析，對滿足合理公差范圍之內的管件提前預埋在分段合攏區域，在分段總組及搭載定位后，對其進行定位安裝。

（4）預埋管安裝

在管子預裝階段，通過對管子支架定位尺寸對管子安裝精度進行控制，控制管子預裝尺寸（Y/Z）在±3mm以內，完成對預埋管的安裝。

3結論

本文研究方法在某系列船只進行實施，雙層底分段，總組過程中的變形量在精度允許范圍內，從雙層底分段OTS分析及總組對合線設置，預埋管取樣、制作及監控，預埋管預埋，分段總組定位，最后到預埋管安裝，共五個階段。由前船的近三個月的時間縮短至兩個月時間，順利把三個分段接頭預埋管安裝完成，并滿足管舾裝精度要求。該預埋管替換現校管的優化方法得以在LPG系列船的后續船只實施，能夠避免了現校管現場放樣工作，還改善了操作者的施工環境。在降低了勞動強度的同時，也極大的提升了雙層底壓載管系的完工效率。

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