散貨船底部分段平面度精度控制

汪戰沖

摘 要：本文通過散貨船底部分段平面度精度控制研究，了解底部分段建造精度控制重點及難點。針對底部分段平面度控制設計出合理反變形值，完善及優化工藝方案，通過不斷的改進，散貨船底部分段平面度均達到要求，提高了船塢搭載工作效率，減少船塢搭載的修割量和開刀率，并減少環境的污染。

關鍵詞：平面度；反變形；精度；底部

中圖分類號：U671.4 文獻標識碼：A

Abstract： By expounding the key and difficulty of the accuracy control for the bottom section planeness during the construction of a bulk carrier， this paper designs a reasonable reverse deformation value for the bottom section planeness control， improves and optimizes the process scheme， achieves the planeness within standard range， which will meet the demand of shipbuilding precision， improve the working efficiency at erection stage， reduce the cutting， cutting rate of the dock erection and reduce the environmental pollution.

Key words： Planeness， Reverse deformation， Precision， Bottom

1 前言

散貨船底部分段處于船舶底層，是船舶龍骨所在位置，在船舶建造過程中至關重要。為了適應船舶行業的發展，需要提高船舶建造精度，從工藝方案的策劃、現場工藝的落實、施工方法的準確性等逐步落實。底部分段平面度受到焊接、板件來料、裝配精度等因素影響，所以為控制底部分段平面度制定工藝方案，使其建造精度滿足要求。

2 底部分段建造特點

（1）我司建造的散貨船一般均為30 000 DWT左右，底部分段是縱骨架式雙殼結構，主要由外底板、內底板、內外底板上縱骨、肋板和縱桁等組成。單個底部分段左右分開建造，以內底板為基面在胎架面進行反造，內部結構框架在小組車間單獨制作，再反扣到內底板上；分段完工后單獨吊離，翻身后三個單邊底部分段進行前后總組，涂裝后吊裝至塢內進行搭載定位。圖1為底部分段建造工藝流程圖。

（2）底部精度要求高，特別是內底板水平精度控制尤為重要。在底部分段中間位置是管弄區域，左右合攏口位置剛好在該處。圖2為散貨船底部分段典型結構圖，中間無結構支撐，容易變形下凹。

3 底部分段平面度存在的問題

（1）底部分段在胎架建造完工后，在管弄及邊縱桁位置呈現下凹趨勢，整個底部分段呈現中拱的趨勢，不滿足精度要求，需要進行大量的開刀及火調工作，影響生產進度；

（2）對建造過程進行分析研究：底部分段上胎階段，隨著底部分段上結構安裝焊接，在管弄區域的內底板呈現下凹趨勢，焊接后管弄區域水平度偏低達8～13 mm；邊縱桁處內底板水平焊接后呈下凹趨勢，下沉量達5-13 mm，整體平面度不滿足要求：底部分段總組后，底部分段管弄區域進一步下沉，底部分段總段搭載時，中間合攏口下凹嚴重，在邊縱絎處同樣下凹；橫艙壁分段搭載時，其下口在管弄區域呈現離空現象，需要進行開刀矯正，耗費大量的時間及精力。

為了改變這些情況，對現場數據進行收集，確定在底部分段建造時設置反變形工藝，以減少管弄及邊縱絎處變形量。

4 改進優化方案

（1）編制后續船JNS150船底部分段反變形方案：針對39K系列船底部分段223/233、224/234、225/235、226/236、227/237、228/238、229/239、241/251、242/252分段，在L16至舷外區域胎架加放3‰B（7 mm）的反變形量，控制分段管弄區域和外板舭部區域的焊接變形；

（2）分段胎架設置時就按照上述反變形工藝要求制作，對胎架精度進行自檢、互檢、精度部門進行專檢，底部分段內底板上胎后，進行上胎板固定，測量內底板水平，要求水平控制在6 mm以內，不滿足要求就返工處理；

（3）分段裝配完成后，焊前要進行自檢、互檢；焊接過程中嚴格按照焊接工藝進行施工，先焊立焊、再焊平角焊，做好焊接可視化管理，減少焊接變形；

（4）分段脫胎后，分段堆場堆放時增加鋼凳支撐點，在靠近中間合攏口強檔位置擺放兩個鋼凳（首尾口處），減少管弄的下沉量。

5 方案實施情況

（1）前期船分段胎架未實施反變形，后續船優化方案實施了反變形，現場根據工藝要求落實。圖3為未加放反變形工藝圖，圖4為實施胎架加放反變形工藝圖。

（2）分段上胎板測量檢驗平面度，查看管弄區域加放反變形數量，同時檢查胎架板與胎架的貼胎情況，原則上上胎板應與胎架貼胎；驗證胎架的制作是否滿總精度要求。胎架實施反變形工藝前、后測量數據對比見圖5、圖6。

（3）前期船底部分段脫胎管弄區域呈現上翹趨勢，主要是由于管弄區域T梁焊接因素導致板件上翹，現場焊接不規范，未按照焊接工藝要求順序焊接；后續船根據反變形工藝施工后脫胎階段，管弄區域水平數據良好，無下沉趨勢，因加放的反變形量反彈抵消了燒焊的變形量。加放反變形前后數據對比見圖7、圖8。

由圖7、圖8數據對比發現，后續船明顯比前期船數據良好，因此反變形工藝的實施起到了一定的效果，管弄區域下沉趨勢明顯減小。

（4）分段堆場階段，由于管弄區域外板與結構焊接是在分段翻身后堆場階段施焊，外板焊接造成管弄區域下沉量變形因素較小，而分段長期堆放因素也造成下沉影響，因此為了防止堆放及翻身后焊接因素影響管弄區域下沉量，后續船堆場分段堆放階段管弄位置增加鋼凳，以減少下沉量。增加鋼凳支撐后，管弄區域下沉量減少3～5 mm，如圖9所示。

6 數據分析

（1）根據分段脫胎階段數據對比分析，前期船JNS146系列船底部分段平面度數據較差，平面度呈現中拱趨勢，整體分段平面度誤差達10～20 mm，管弄區域下沉8～15 mm，嚴重影響了分段總組及搭載的精度，增加了施工的工作量。對現場數據偏差較大處進行開刀處理；根據前期船出現的問題，后續船JNS150系列船進行了反變形工藝優化，平面度精度有很大的提高。中拱趨勢明顯降低，管弄區域下沉量減少，JNS150系列船底部分段管弄區域下沉量在3～5 mm。JNS146系列船分段平面度在[-4， +6]區間比例在74%左右，JNS150系列船分段平面度在[-4， +6]區間比例在95%左右。

JNS146系列船搭載時，分段管弄區域管弄下沉量較大，中間合攏口位置需開刀，加長排矯平處理，造成內部涂層的破壞和增加了大量的搭載工時；實施反變形后JNS150船搭載時，管弄區域合攏較好，拉粉線檢查中間合攏口幾乎成水平狀態，現場無需開刀，可直接裝碼板焊接。JNS150船底部分段搭載裝配時間相對JNS146系列船約減少了48小時。

（2）后續船JNS150船管弄區域水平良好，使槽壁分段總組時下口修割量減少；前期船JNS146船管弄區域偏低，為保證槽壁搭載層高和下口裝配間隙，每個槽壁下口需進行局部修割；后續船JNS150船底部分段平面度改觀后，JNS150船相對JNS146船船塢搭載節省了約16小時。

（3）船塢管弄區域開刀量的減少，減少了對環境的污染量，動能的使用量減少。

（4）管弄區域開刀量及修割的減少，保護了原有油漆涂層，減少了PSPC區域的破壞。

7 小結

此項目研究取得了較好的成效，船塢搭載的效率和搭載的精度得以提高，減少了許多不必要的開刀和修割；后續船按照現在執行的控制方案，對分段建造精度進行控制、過程監督檢查，在保證現在良好的狀態下，繼續穩步提升，給后續船的搭載提供有利的條件，減少塢內的搭載周期。

參考文獻

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[2] JNS船舶建造精度標準. 江門市南洋船舶工程有限公司， 2017.

[3] 黃浩. 船體工藝手冊（第三版）[M].國防工業出版社，2013.