散货船舱口围舱口盖一体化建造技术研究

姜旭枫， 姬夫强， 刘　磊， 刘保华

(上海江南长兴重工有限责任公司， 上海 201913)



散货船舱口围舱口盖一体化建造技术研究

姜旭枫， 姬夫强， 刘磊， 刘保华

(上海江南长兴重工有限责任公司， 上海 201913)

摘要本文围绕大型散货船舱口围搭载、舱口盖系统安装工艺技术革新，介绍了舱口围舱口盖一体化建造方法。通过对一体化建造技术进行研究分析，阐述了一体化建造技术工艺要点，涉及货舱舱口精度控制、一体化单元建造精度控制和吊装变形控制，并根据实际运用效果分析了此工艺应用带来的经济和社会效益。

关键词技术革新一体化建造精度控制

0引言

随着精度管理工作的不断推进和深入，国内船厂的精度控制技术水平稳步提升，散货船建造能力得到大幅度提高。尽管在工艺上与世界先进技术水平仍存在较大的差距，但已为技术工艺改善打下了良好的精度基础。散货船市场多年来由于运力过剩而持续低迷，致使市场竞争日益激烈，生产节奏逐步加快，船坞及码头压力也越来越大。在现有的散货船船坞及码头生产中，舱口围搭载均是在货舱分段搭载结束、舱口形成后进行，舱口围焊接结束、精度合格后方可进行舱口盖及附件安装工作，最后在码头进行舱口盖调试工作。这一过程施工周期长，占据了大量工时，对船舶出坞舾装完整性和船坞及码头周期有着直接影响。然而，在日韩先进船厂，舱口围、舱口盖及附件实施平台一体化建造，将后续大量工作前移，显著缩短了船坞及码头周期。为缩短与世界先进船厂之间的差距，在激烈的市场竞争中赢得主动，江南造船(集团)有限责任公司、广州中船龙穴造船有限公司、上海外高桥造船有限公司等国内多家船厂均已开始进行舱口围搭载、舱口盖及附件安装工艺的技术革新，积极研究散货船舱口围舱口盖一体化建造技术。

1一体化建造技术研究内容

1.1工艺流程对比分析

目前国内建造的大型散货船舱口盖形式一般采用侧移式，现有舱口围搭载、舱口盖及附件安装工艺流程如图1所示。

图1　现有舱口围搭载、舱口盖及附件安装工艺流程

该工艺工序主要集中于船坞搭载阶段，施工环境复杂、交叉作业多，施工作业效率比较低，致使生产进度难以保证，经常在船舶出坞后舱口围施工尚未结束。舱口盖及相关附件只能在码头阶段安装，直接影响舱口围液压管系投油、舱口盖调试等工作的进行。

舱口围舱口盖一体化建造工艺是根据现代造船模式“空间多道、时间有序”的原则和一体化理念，将舱口围、舱口盖及附件安装工序提前至平台阶段，把舱口围舱口盖作为一个区域单元，实施一体化建造。在平台上进行舱口围附件和管系安装及液压管路泵压投油工作，以提高舱口围舱口盖单元舾装完整性，进而提高船坞生产效率、保证生产计划进度，从而达到缩短船坞及码头周期的目的。具体工艺流程如图2所示。

图2　一体化建造工艺流程

1.2一体化技术工序优化分析

对比图1与图2，一体化建造技术主要是从后道工序前移、船坞工作平台做、提高舾装完整性三个方面，对舱口围搭载、舱口盖及附件安装工艺进行优化，从而达到减少船坞工作量、缓解船坞压力的目的。从表1可以看出，舱口围舱口盖一体化建造工艺将至少3/4的船坞工作量移至到了平台总组阶段来完成。

表1　平台与船坞工作量对比

1.3一体化技术关键因素分析

舱口围舱口盖一体化建造是一项较为复杂的工艺技术，影响其顺利实施的因素很多，主要涉及生产计划安排、生产安全性和建造精度控制三个方面。

1.3.1生产计划安排

生产计划对现场生产有着重要的指导作用。由于施工流程的改变，生产计划必须做出相应的改变以满足生产工艺的需要。生产施工场地布置、舱口围总组施工时间节点、总组胎架的数量需求、舱口盖及附件的纳期等都是生产计划的重要组成部分，必须在公司的生产计划中做出合理安排，以保证在缓解船坞压力的同时，不影响整体的生产进度和节奏。各部门之间也要协调配合，以保证生产计划顺利执行。

1.3.2生产安全性

安全性对生产施工至关重要，任何时间、任何情况下都不能放松一丝一毫。舱口围舱口盖一体化平台建造避免了船上的高空作业、交叉作业，极大程度减少了危险作业状况。但在舱口围舱口盖整体吊装时，必须避免舱口围舱口盖非焊接连接带来的生产安全问题。另外，平台作业也存在交叉作业，要保持警惕，避免意外发生。

1.3.3建造精度控制

建造精度控制是舱口盖及附件安装工序前移，实施舱口围舱口盖一体化建造的技术基础。一体化建造精度控制主要包含货舱舱口精度、舱口围总组精度、舱口盖及附件安装精度和一体化单元搭载精度四个方面的精度控制。其中一体化单元搭载精度是舱口围舱口盖一体化建造精度控制的重中之重，它是检验舱口围是否正确装配和舱口盖能否正常使用的重要基准。

如图3所示，一体化单元搭载精度主要受货舱舱口精度、一体化单元建造精度和吊装变形三个方面因素的影响，而一体化单元建造精度直接由舱口围总组精度和舱口盖及附件安装精度决定。因此在一体化建造实施过程中，要加强船体建造过程的精度管理，重点跟踪监控与一体化单元搭载精度直接相关的阶段精度。此外采取合理必要的吊装控制方案来减少或消除搭载吊装带来的不良影响，也是提高一体化单元搭载精度的必要手段。

图3　一体化单元精度控制图

1.4一体化建造工艺要点

1.4.1货舱舱口精度控制

货舱舱口精度是影响一体化单元搭载精度的关键因素之一，重点精度管理项目有舱口主尺度和水平度等，如图4所示。舱口精度主要受分段建造、总组和搭载阶段精度的影响，因此对分段建造过程进行严格控制是保证舱口精度最根本的方法。

图4　货舱舱口精度管理要点

1.4.2一体化单元建造精度控制

一体化单元建造精度包括舱口围总组精度、舱口盖及附件安装精度。舱口围总组精度良好既能为一体化单元搭载奠定基础，又能为舱口盖及附件安装提供有利条件。因此舱口围总组精度控制是一体化平台建造管理的重中之重。

一体化单元建造精度的控制要点：

(1) 制作舱口围总组胎架，为舱口围总组提供有利胎架基础；

(2) 控制舱口围总组精度，重点保证舱口围下口精度、舱口围面板水平度、舱口围开口尺寸，如图5所示；

(3) 在舱口围总组精度合格后方可进行舱口围面板划线开孔、舱口盖吊装、附件安装等工作；

图5　舱口围总组精度控制要点

(4) 重点控制的附件精度有导轨精度、支承块精度、限位装置精度等。

1.4.3吊装变形控制

舱口围和舱口盖的结构强度均较弱，吊装时容易因受力分布不均产生变形， 从而对一体化单元搭载精度造成不良影响，所以要尽可能地减小或消除吊装变形。吊装变形主要受吊马布置位置及加强方式的影响，因此一体化单元吊装吊马的位置要布置合理，尽可能保证一体化单元受力均匀。然后根据吊马的布置方式确定相应的吊装加强方案，从而保证吊装变形不对一体化单元的搭载精度产生太大影响。除此之外，对吊装前后一体化单元的精度数据进行分析，找出吊装变形产生的区域和大小，在一体化平台建造阶段予以合适反变形量，也是减小吊装变形的方法之一。

2实施应用

我们以在建的180万吨散货船为试验对象，实施舱口围舱口盖一体化建造。在充分的事前准备和严格的过程控制下，一体化安装方法取得了良好的应用效果，实现舱口围舱口盖单元整吊一次成功。图6为舱口围舱口盖一体化吊装搭载定位过程。

图6　舱口围舱口盖一体化吊装搭载

在实施应用中我们严格按照舱口围舱口盖一体化建造技术工艺流程进行，重点把握一体化建造技术工艺要点，对货舱舱口建造过程精度和舱口围舱口盖一体化单元建造精度进行密切跟踪监控。最终一体化单元搭载精度满足要求，舱口围肘板构架无开刀，舱口围附件无修改，舱口盖及附件能够正常使用，实现了舱口围舱口盖一体化建造。为确保吊装的安全性和减少吊装变形，我们根据舱口围舱口盖上锁紧装置的特点，制定了合理的吊装及加强方案。

3效益分析

3.1经济效益

如表2所示，通过舱口围舱口盖传统安装方式与一体化建造方式的工时对比分析可知，实施舱口围舱口盖平台一体化建造，单舱可节省近400工时，具有相当可观的经济效益。舱口围搭载、舱口盖及附件安装、液压管系安装与投油等工作提前至平台完成，减少了船坞工作量，可缩短坞期2～3天。此外，舱口围舱口盖单元上船安装完整性提高，可提高船坞内的施工效率，进一步缩短坞期。相较传统舱口围舱口盖安装工艺，船舶出坞完整性也得到提高，使得码头周期也能缩短约3天。

表2　舱口围舱口盖传统安装方式与一体化建造方式工时分析

3.2社会效益

舱口围舱口盖一体化建造成功实施标志着船舶建造工艺完成了技术革新，打破了日韩船厂在此项工艺上的技术垄断，极大提高了国内船厂在全球船舶市场中的竞争力。一体化建造技术的关键在于船舶建造过程中良好的精度控制，此项新工艺的成功应用既检验了公司当前的精度控制能力和水平，也为精度水平的进一步提高打下了坚实的基础。一体化建造技术将船坞及码头工作移至平台做，减少了交叉作业，改善了施工条件，降低了劳动强度，促进了生产效率的提高，极大程度上缓解了船坞及码头的压力。

4结束语

工艺技术的革新是提高船厂船舶建造能力的快速途径，只有将新技术进一步推广应用，才能促进船厂不断发展，为船厂带来巨大经济效益。因此散货船舱口围舱口盖一体化建造工艺仍需深入研究、不断完善，最终实现此项工艺的普遍应用，从而真正提高散货船的建造能力。通过此项工艺改善可以看出，良好的精度控制水平是一体化建造技术顺利实施的重要保障。因此，在船舶建造过程中要注重精度数据的积累，从而促进精度控制水平的不断提升，才能促使船舶建造工艺的不断革新。

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纶编织绳索的对比，前者的绳索线密度和使用直径更小、原材料的消耗更少。在保持绳索强度优势的情况下，若以公称直径14 mm的乙纶八股编织绳索替代市面上公称直径16 mm的普通乙纶三股绳用作曳纲或者海锚绳，不仅降低了其密度和使用半径，且减少了对其材料的消耗。

2装置的应用

渔船一般在锚泊的情况下进行作业，甚至多数的远洋渔船大部分时间都是处于锚泊状态，当处于锚泊状态时渔船的用电就只有工作用电这一块。如果锚泊时的船舶能够利用其工作海域的潮流能，通过潮流能发电装置发电提供船舶工作用电，这样不仅能够解决船舶的工作用电，而且减少了能源的消耗保护了环境，然而如今船舶对潮流能的应用多采用直接在船艉安装潮流能发电装置的方法，虽然此种方式也能实现对潮流能的利用，但是船舶艉部的附加发电装置可能会影响到渔船的正常作业，减少船舶甲板作业空间，对船舶正常作业产生一定影响。

当船舶应用此装置，在船舶停驶作业时，锚体投入海水中，通过浮子控制锚体稳定于一定的海平面高度，使锚体处在相对稳定的海水环境中。锚体的聚流作用能将海水汇聚至锚体尾端，汇聚的海流通过潮流能发电装置，带动潮流能发电装置工作，潮流能发电装置发出的电通过电缆传输到船上。

3结语

伞锚可汇聚通过它的海流，聚集高速流动的海流驱动潮流能发电机运转，实现潮流能发电，对船上用电进行补充。本装置通过采用直驱式潮流能发电机，相对常规潮流能发电机省去了齿轮箱，与海锚的匹配度更佳，发电效率相对要高，在能源短缺的背景下，对渔业的发展有非常重要的意义。

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Research on Integrative Construction Technology of Hatch Coaming

and Hatch Cover in Bulk Carrier

JIANG Xu-feng, JI Fu-qiang, LIU Lei, LIU Bao-hua

(Shanghai Jiangnan Changxing Heavy Industry Co., Ltd., Shanghai 201913, China)

AbstractThis article mainly focuses on hatch coaming and hatch cover system building technology revolution of large bulk carrier, hatch coaming and hatch cover integrative building method is introduced. By analyzing the integrative building technology, the key points of the integrative building technology are expounded, accuracy control method of cargo hatch and the integrative cell building, the lifting deformation control are referred. The economic and social benefits of the application according to the practicing effect are analyzed at the same time.

KeywordsTechnology revolutionIntegrative building Accuracy control

中图分类号U671

文献标志码A

作者简介：姜旭枫(1973-)，男，工程师。