危險區域節點裝配檢驗線設計優化

高鵬，周琦，吳傳偉

(上海外高橋造船有限公司，上海 200137)

船廠在詳細設計階段繪制《結構危險區域監控圖》，對危險區域節點CM的檢驗、控制及修正方案做出了詳細的說明。驗船師可以根據圖紙對危險區域節點CM進行檢驗。危險區域節點CM不僅在分段建造中有應用，同時在分段搭載總組階段也有應用，例如舭部等總組分段對接處的危險區域節點CM只有在總組搭載階段才能夠檢驗，為保證CM節點的正確性需要對搭載總組的精度進行控制。生產設計根據《全船分段、總段劃分圖》把危險區域節點CM拆分至各分段及總段中，同時在分段裝配圖中制作危險區域節點CM檢驗線圖紙，在分段建造階段制作檢驗線。實船建造過程中，以下問題需要商榷。

1)詳細設計是按照板厚中心線對齊來設計裝配檢驗線，而實際生產設計模型是以板厚理論線對齊，因此，詳細設計的檢驗線無法直接運用到生產建造中。

2)實船設計中同一節點處的板厚有變化，按照中心線對齊設計，存在多根裝配檢驗線，生產檢驗困難。

為此，考慮以18萬t散貨船危險區域節點為例，通過與實際生產設計模型相結合，對實際檢驗公差要求進行分析，在分析的基礎上優化裝配檢驗線設計，經過實船建造驗證該優化對于船舶建造的影響。

1 實際檢驗公差要求分析

1)對18萬t散貨船槽型艙壁區域下坐墩處危險區域節點EF的實際檢驗公差進行分析。節點按照規范要求設計為中心線對齊并規定了公差范圍,見圖1、2。

圖1 E節點結構示意

圖2 F節點結構示意

圖1中E節點通過以下公式計算，最終通過現場測量值是否在公差范圍之內來檢驗E節點的裝配是否符合要求。

=(-)2

(1)

=100-公差±5 mm

(2)

式中：為板厚中心線對齊時裝配板厚差，mm；為現場測量值，mm。

F節點計算如下。

=12(sin+-)

(3)

=100++-sin，公差±5 mm

(4)

F節點檢查結果見表2。

表1 E節點檢查表

表2 F節點檢查表

詳細設計中危險區域節點要求中心線對齊,而生產設計為滿足現場裝配需求實際模型中按照理論線對齊。按照生產設計《全船理論線布置圖》中下坐墩前后圍板的理論線是在下坐墩內部，板厚朝坐墩外。若按照詳細設計圖紙設計檢驗線，檢驗線將在下坐墩內部，不利于現場劃線施工及檢驗，見圖3。

圖3 下坐墩結構理論線

同時下坐墩圍板的板厚在同一節點處的板厚是變化的，按照詳細設計制作檢驗線將出現多根檢驗線，見圖4。

圖4 下坐墩圍板板厚差

為方便現場施工及檢驗，生產設計中優化檢驗線設計，設計為理論線對齊與生產設計圖紙保持一致，把檢驗線轉換至下坐墩外側，同時以構件的理論線面為檢驗線的起始測量端，簡化檢驗線的數量，整個圍板僅使用一根檢驗線，見圖5。

圖5 E、F優化后檢驗線的表達

通過優化按照理論線對齊方式重新計算測量表格的數據，修改中心線對齊情況下的值，變更為理論線對齊情況下的值。最終檢測的值的設計數值變更為理論線對齊情況下的數值，邊界的最大值和最小值仍然采用符合規范的要求的中心線對齊數值，現場在裝配檢驗時按照邊界值的范圍進行調整，保證最終現場建造結果滿足規范的需求，E節點與F節點優化后的檢查表見表3和表4。

表3 優化后E節點檢查表

表4 優化后F節點檢查表

3)對18萬t散貨船邊肋板趾端與頂邊艙、底邊艙肋板區域的危險節點B/C，艙口圍小甲板肋板趾端與頂邊艙肋板區域的危險節點D的實際檢驗公差要求進行分析，詳細設計圖紙按照規范采用中心線對齊方式設計提供測量值的設計值，邊肋板與頂邊艙、底邊艙肋板中間有斜板隔開，采用中心線對齊方式裝配非常困難，檢驗線的劃線檢查也不方便。生產設計為方便現場裝配施工檢驗對BCD節點檢驗線進行優化，采用理論線對齊方式在測量表格中增加了理論線對齊的值設計數據，的區間范圍值仍然按照中心線對齊方式提供，優化后的B節點及檢查表見圖6與表5。

表5 優化后B節點檢查表

圖6 優化后B節點詳圖

圖6的節點詳圖中危險區域節點檢驗線是從理論線一端量出不包含肋板板厚。實際分段建造過程中由于附近結構開孔的原因(污水井、頂邊壓載艙與底邊壓載艙連接通道開孔)，從理論線一側無法做出檢驗線，因此生產設計根據實際建造情況對此類檢驗線進行優化，并進一步優化數據表格，見圖7與表6。

圖7 優化檢驗線后B節點詳圖

表6 優化檢驗線后B節點檢查表

=120--(-)2

(5)

=120-

(6)

按照上述公式可以計算檢驗線不在理論線一側時的危險區域節點的裝配范圍。

2 實船建造驗證

18萬t散貨船下坐墩按照優化后的檢驗線進行裝配檢驗，見圖8。

圖8 節點檢驗線現場施工詳圖

1)在片段拼板階段制造部門按照加工部發送的鋼板確認結構面肋位理論線及板厚。

2)“E”節點按照施工圖紙中標注的130 mm或者121 mm在結構面劃出檢驗線，再反駁至非構架面,只使用一條檢驗線；檢驗線的測量起始點在構件的理論線一側。

3)生產部門按照重新計算后的測量表格測量值并確認在許可范圍之內，見表7。

表7 節點檢驗線現場施工檢驗表

4)現場最終測量結果由船東、船檢確認。

5)“F”節點操作方法同“E”節點。

是在上下構件理論線對齊的情況下計算所得值；、是在上下構件中心線對齊的情況下計算所得的范圍值，現場最終的測量結果滿足在范圍值之內即可。

=130--(-)2

(7)

18萬 t型散貨船共有8道槽型艙壁，每個艙壁下坐墩前后圍板共有18處危險區域節點需要進行裝配檢驗。檢驗線優化之前每處節點在搭載階段進行裝配檢驗需耗時2 h，每道艙壁共耗時36 h，全船僅該類型節點裝配檢驗需耗時288 h。檢驗線優化之后裝配檢驗耗時縮短至30 min，全船可節約時間216 h，該類型節點裝配均在船塢內進行，比之前同類型船建造可節省塢期2 d。

3 結論

1)按照理論線設計危險區域節點檢驗線，考慮到了實船建造裝配時施工慣例，方便現場快速施工。

2)實現了使用一根檢驗線檢驗同區域內的變板厚節點，避免了多段檢驗線造成的誤差。

3)全船所有的危險區域節點檢驗線設計均可以用此方法設計優化。