300TEU多用途集裝箱船船體生產設計

摘 要：船體建造是船舶制造系統的主要組成部分，通過制定合理的工藝及質量標準，可以起到縮短船舶建造周期，提高制造質量，降低造船成本的作用。文章針對300TEU多用途集裝箱船這一產品，以船體建造過程中的幾個重要組成部分：船體建造方案選擇及船體分段劃分、典型總段的建造工藝、船臺裝焊工藝和分段生產設計等為重點，對每個過程遇到的問題進行分析、論證。

關鍵詞：船體建造;分段劃分;建造工藝;生產設計

船體建造是整個船舶建造的基礎，特別是隨著現代造船技術的發展，船體建造方法應包括船體建造階段的具體劃分、船體分（總）段的制造方法、部件和組合件的制作方式、船體在船臺上的建造方法、船舶舾裝階段和內容的劃分以及應采取的各項技術組織措施等[1]，也就是根據產品的要求（建造批量、交貨時間、技術要求）和特點，結合船廠的生產能力，確定出多、快、好、省的建造該產品的基本方案。

1 設計產品概述

1.1 船型

該船為單漿、單舵、單甲板、方尾、球鼻首、帶首樓和尾樓的由中速柴油機驅動的多用途集裝箱貨船，其結構形式采用混合結構，貨艙部分甲板和雙層底及抗扭箱內采用縱骨架式，其余部分采用橫骨架式。

結構設計滿足中國船級社（China Classification Society，CCS）鋼制海船入級與建造規范及規范修改通報的要求（見表1）。

1.2 生產條件

工廠生產建筑面積14.1萬m2，碼頭岸線2 200 m，共有泊試工作碼頭9座;萬噸級水平船臺10座，下水斜船架17座，總舉里達8 500 t;高架吊車8臺，最大單臺起重能力60 t，聯合最大起重能力為120 t;全廠設備總臺數達1 100臺套;同時可建造多艘5 000～20 000噸級船舶。

2 船體建造方案論證

選擇船體建造方案時，進行調查研究，充分熟悉設計圖紙、船廠生產能力和設備狀況，全面考慮各種因素的影響，正確處理方案的先進性與現實性、局部性與全局性等矛盾，制定合理的解決措施，使之符合多、快、好、省的原則。

由于船舶建造方案對船體分段的尺寸、重量、形狀及建造周期、成本、質量有很大的影響，故綜合考慮船廠的生產能力、船廠的總布置及生產場地、船廠勞動力負荷及勞動組織形式、船廠與其他廠的協作情況、船廠的技術改造規劃、所建船舶的類型、尺度和結構特點、所建船舶的生產批量等影響因素，根據工廠生產條件、船舶建造工藝和船體結構特點等多方面因素進行認真研究、全面比較后予以抉擇[2]。

下面將采用綜合評價方法的常用形式“基數評價法”予以評估（見表2）。評分標準為：優3，良2，一般1。

綜上可知，對于所擬定的幾個建造方案，考慮列表各項因素（評價項目）后，在承造廠的具體條件下，以采用總段建造的串聯造船法較好。

采用總段建造的串聯造船法可同時擁有此兩種建造方法的優點：大大提高船臺利用率;使船臺工作量均衡，縮短船臺周期，船體焊接總變形最小，且變形最易控制;可提前進行密性試驗，充分擴大預裝工作面，有利于開展平行作業。

3 全船分段劃分方案論證

船舶分段劃分是否合理，直接影響產品質量、生產效率、生產成本、發揮船廠設備潛力和改善勞動條件等技術經濟指標，其受到船舶特點和船廠生產條件等許多因素的影響。分段劃分應遵守如下原則：根據承造廠的起重能力和板材規格的限制確定分段重量和尺寸;所劃分的分段應能保持各工藝階段生產負荷的均衡;滿足船體結構特點對分段大接頭提出的強度要求;分段劃分應為船舶建造創造良好的施工條件。

根據船舶特點和船廠生產條件等因素的影響，本船的劃分方案如圖1所示。全船分段劃分明細表如表3所示。

4 船臺裝焊工藝

船舶總裝的準備工作，是保證施工進度和產品質量的重要措施，分為船臺上和船體上兩部分準備工作。船臺上的準備工作包括：船臺中心線的繪制;肋骨檢驗線繪制;繪制高度標桿上的高度線。船體上的準備工作包括：劃出總段的船臺安裝定位線和對合線;安裝吊環;船臺裝配臨時支撐材的準備;臨時支撐是船舶總裝時分段的支撐裝置，假艙壁一般用廢舊鋼材制成，根據需要可以制作半假艙壁和整體假艙壁[3]。

船臺安裝程序（見圖2）采用網絡框圖形式表示，圓圈和箭頭反映分段吊裝關系，箭頭旁的數字反映吊裝順序。基準段用雙圓圈表示，其他分段用單圓圈表示。

A：該分段編碼。

B：安裝該分段的工人數，兩人/工組，大型分（總）段可由3～4組完成。

C：安裝該分段所需天數。天數=該分段船臺安裝工時÷8÷安裝該分段的工人數;船臺散裝件工時=該散裝件在分段裝配時的工時×（1+50%），但在本文中作平行作業處理，不必另行表示。

承造廠實施精度管理，采用對分段大接頭修割正確后上船臺的方式，以適應船臺裝配的尺寸精度要求，即采用無余量上船臺裝配工藝，此時分段大接頭部保留余量。精度管理的實施，在生產技術上是為了減小裝配工序的現場修正，縮短建造周期，提高造船生產效率;在質量上則是通過提高精度使生產穩定，以確保造船質量。

5 密性試驗方案

密性試驗的目的是檢查外板、艙壁等的焊縫有無滲透現象，以保證船舶的航行安全。通過密性試驗，還可分析焊接缺陷產生的原因，為某些工序提供改進意見。對于船舶設計上要求作強度試驗的船體結構，還具有檢驗其在靜載荷作用下，船體結構強度好壞的作用。

首先，船體密性試驗階段的提前，可以將大部分在船臺上或船塢內進行難度較大的密性試驗作業移至分段裝配階段中進行，大幅度減小船臺密性試驗的范圍，對縮短船臺周期極為有利。其次，由于密性試驗在工作條件良好的內場或平臺中進行，所以能夠提高密性試驗的質量，減輕勞動強度。最后，在分段裝配過程中已經完成密性試驗的地方即可進行艙室涂裝，所以能使艙室的涂裝質量得到提高，而且涂裝工作的生產效率也可得到提高。

6 結語

通過結合船舶產品的特點、承造廠的生產條件和有效利用承造廠現有制造水平、設備能力等制定船舶建造方案、船體分段劃分工藝、船臺裝焊工藝等，采用先進的造船方法和管理技術，降低造船成本、提高船舶產品質量，同時實施先進的船體生產設計、推廣造船新技術、新工藝，改進了生產工藝流程，縮短了中間產品的運輸路線，從而大大縮短了造船周期，降低了單位產品工時和管理成本，減少了材料和能源消耗，提高了生產效率。

作者簡介：謝坤（1985— ），男，湖北天門人，工程師，碩士;研究方向：船舶技術管理，機務成本管控。

[參考文獻]

[1]黃浩.船舶工藝手冊（修訂本）[M].北京：國防工業出版社，1989.

[2]徐兆康.船體建造工藝學[M].北京：人民交通出版社 2000.

[3]楊永祥，茆文玉，翁士綱.船體制圖[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，1992.

Production design of 300TEU multipurpose container ship hull

Xie Kun

（Cosco Shipping Bulk Transportation Co.， Ltd.， Guangzhou 510220， China）

Abstract：Shipbuilding is a complex system project，it can shorten building period， improve building quality and reduce the cost by making reasonable procedure and quality standard. This article studies several important aspects during ship construction through the building of 300TEU multi purposes containership： hull construction plan， hull sections division， typical sections building technology， shipberth assemble and welding technology and sections production design， which base on substantiality design， and analyze the problems encountered in each process.

Key words：hull building; sections division; the technology of shipbuilding; produce design