船舶漂浮状态下舱口围安装工艺研究

闫海国，李剑博(山海关造船重工有限责任公司，河北 秦皇岛 066206)

船舶漂浮状态下舱口围安装工艺研究

闫海国，李剑博
(山海关造船重工有限责任公司，河北 秦皇岛 066206)

文章介绍了VLCC改装为VLOC的过程中，船舶在漂浮状态下舱口围安装的相关技术要求和工艺，有利于缩短改装周期并确保产品质量，为后续相似改造及新造工程提供借鉴经验。

舱口围；漂浮装态；安装工艺

随着全球金融危机的推移，船舶修理主要以短周期为主，大工程量的改装业务订单显得弥足珍贵。VLCC改VLOC的绝大部分工程在码头漂浮状态下完成，面对整船工程量宏大、分段制作精度要求高、现场施工困难等因素，我公司凭借多年积累的改装经验，圆满解决了船舶整体稳性、总纵强度在全面施工时，不受强力甲板大开口和大范围区域工艺孔及舱内分段吊运、安装的牵引拉力影响，以及船舶在漂浮状态下新加舱口围的准确定位安装等诸多技术难题。

1 工程概况

近几年的改装船市异常火爆，公司在国内各大修船厂中，特别是单壳油轮改装领域始终占据着主导地位，已成功完成30多条单壳VLCC油轮改装，其中在单壳VLCC改VLOC项目中不断地积累经验，通过技术创新、工艺创新等手段，大幅度缩短改造周期，并提高经济效益。尤其在改装过程中舱口盖、舱口围工程是工作量较大、施工周期较长，提交又比较困难，计划较难控制的一项工程，我公司项目组通过不断的总结经验，摸索出一套船舶漂浮状态下舱口围安装工艺方法，使得施工周期明显缩短并且达到了精度控制的公差要求。

散货船舱口围板在主船体改装以后开始安装，由于主船体各种分段安装时的误差往往会造成舱口围板的安装偏差，这种偏差主要有舱口围板与舱口纵桁或舱口横梁错位影响强度，舱口围板合龙后其长度和宽度偏差超出质量标准的要求，影响与舱口盖的配合，此外舱口围水平板不平将直接影响到舱口盖的水密性等。由于以往改装船舱口盖及舱口围的工艺研究都仅仅局限于传统的安装模式，那就是控制制造变形、控制制造公差、控制舱口围船上安装公差，舱口盖吊装上船调整，控制零部件安装公差，然后调试提交。为了达到安装精度的要求，一般采用保守的工艺方案，即全部工作要在船舶进坞状态下进行，这样的施工方式已不适合改装船新形势的需要。为了加快施工进度及考虑脚手架搭设的工作量，项目组提出舱口围分段要在船舶码头漂浮状态下安装并焊接完毕。

2 改装工艺介绍

2.1改装工艺技术分析

经过技术部门仔细分析，提出2个工艺阶段需要技术攻关：①在陆地预制阶段，实行精度控制满足舱口盖、舱口围制造和安装的要求；②通过有效的精度控制方案，采用先进的激光经纬仪设备，在船舶漂浮状态下对舱口围安装位置进行反复测量，并对测量数据进行有针对性的研究，制定合理地焊接合龙方案，达到精度控制的目的。由于改装船舶的特殊性，舱口围的船上安装定位是在原船主甲板实际开口位置进行的，将舱口围结构分为前后左右共4个片体吊装上船进行组装，舱口围实际尺寸和安装位置与图纸中要求的相差较大，特别是舱口围的纵向和横向中心线都不一致，简单的讲全船共6个货舱10个货舱口，每个货舱口的中心线与船体中心线都不一致。产生这样状况的主要原因是由于船舶在码头漂浮状态下改装，压载系统需要改造，没有压载水进行配载调平，船舶纵向产生中拱变形。施工前原船主体结构开设较多工艺孔来方便新加分段入舱施工，再加上原船中部系泊设备的重新布置，船舶只能靠首部及尾部两端且单舷侧的码头系缆，以上情况都无形之中减小了船舶本身抵抗纵向中拱变形和横向局部变形的能力，使得原船改装状态不断处于变化的状况。正由于船舶改装状态的不断变化，就需要摸索出一套针对改装船在这种状况下精度控制的方案，通过实时测量监控原船变形状况或对原船局部采取加强措施等手段，分析新加结构安装过程中的主要基础数据，合理选择安装顺序进而确保焊接完工后满足公差尺寸的要求。实施一系列船上大合龙相关分段的精度控制以后，重点分析原船状态的测量数据，这样所有的货舱口中心线与舱口围中心在可控公差范围之内，使得改装船漂浮状态下舱口围安装得以实现。

2.2改装工艺具体方案

经过以上分析，技术部门针对改装船漂浮状态下舱口围安装制定了以下工艺方案。

1)对新增舱口围板预制进行精度控制，满足舱口围板与主船体舱口尺寸和舱口盖尺寸的匹配精度要求。舱口围板尺寸的变化主要由焊接变形和火工校正以及装配误差产生，其中焊接及火工变形则是不可抗拒的因素，因此舱口围板预制过程中的部件制作应按上述情况，以控制舱口围侧板、端板制作的精度，在各部件组装时，以舱口围水平板为安装依据和基准，以保证舱口围板成形的垂直度和长宽尺寸，焊接上采用对称和均布焊工施焊等方法。必须预计焊接和火工变形的控制补偿量和舱口围侧、端板的制作，组装等的焊接变形的补偿量，推算出货舱开口的拟合尺寸，上甲板板变形的波浪度补偿量，以及其它部位的补偿量等，保证舱口围板地面预制后的下口尺寸和垂直度符合主船体的公差要求，上口尺寸和垂直度要符合舱口盖的公差要求。

2)原船主甲板在货舱口开孔前，在主甲板上表面开孔边缘采用20#工字钢或槽钢对纵向和横向进行加强，防止开孔后船体结构的局部变形，此加强结构要在主甲板以下舱口围纵桁和舱口端横梁焊接完毕后拆除。

3)根据船体结构改装施工顺序自下而上的原则，为了减小船舶变形量结构改装采用分期施工。舱口围安装的阶段应在以下结构改造工作结束后进行，中货舱新加斜坡板以下结构改造完成，边舱下部新加半肋位加强结构完成，中货舱新加顶边舱结构完成，甲板货舱开口舱口角隅加厚板完成。

4)由于船舶产生纵倾及横倾，故对船舶的实际状态进行测量，找出纵倾和横倾的相对变化趋势作为理论参考。再根据船舶结构形式特点，在每个货舱口端横梁与左右舷主甲板纵骨相交处(不与新加舱口围结构相冲突)，分别竖立4根永久性测量标杆。在船舶较强结构处(如横舱壁与纵舱壁的交点)竖立激光经纬仪分别对测量标杆进行望光测量(仅对单个舱进行举例说明)(如图1)。使用激光经纬仪和工艺装备等方法确保各舱口围水平面板在同一水平基准面上，通过测量标杆及预拉紧钢丝绳等手段确保舱口围安装的平面度，选用无折痕、无生锈的钢丝绳通过测量标杆，形成2对纵向、2对横向及2个对角线共6根钢丝绳参考线。用重块或花篮螺栓等方式将各钢丝绳拉紧后端部固定，通过滑动块调节2个对角线使之中心重合，2个对角线中心重合所形成的平面即为舱口围分段装配的水平安装面。由于钢丝绳自重及其间距越长会导致中间产生挠度越大，定位舱口围板时应注意修正钢丝绳的下沉量，下沉量的实际大小需要现场根据测量标杆间距及配重大小做试验确定，达到精度控制水平度的要求。

图1 主甲板新增舱口围水平安装基准面测量图

5)新增舱口围板片体分段在陆地预制完成后，在上船安装之前，要将舱口围板下口的余量切割掉，而如何划出舱口围板下口及其它构件的下口实料线是一个技术关键，也是我们在改装船上对舱口围分段实现无余量装配的一次创新突破。为了精确划出舱口围板下口实料线，主要问题是如何准确测量改装船主甲板货舱开口处的变形情况，此变形数据要相对舱口围分段装配的水平安装面而言。根据上一步得到的舱口围分段装配的水平安装面，以此水平面向下测量各舱口围板下口安装位置的主甲板变形值，在测量时一些点必须要测量，如折角点、板厚变化位置等，在货舱开口四周边线上，以适当间距确定测量点，依次测量出每一测量点距水平面的高度形成记录表格(如图2)。

图2 主甲板货舱开口处变形状况测量图

6)通过上一步测量得到主甲板水平基准面的参考高度值(距上甲板高度)反馈到舱口围板对应的位置上，即在舱口围板上相应地打出一个参考水平面，在对应测量点往下取值，以确定下缘点，将各下缘点连接成线即为舱口围板下口理论实料线，然后加上补偿量划出切割线后切割(如图3)。

图3 新增舱口围板下口余量切割图

7)参照《中国造船质量标准》(CSQS)及舱口盖生产商提供的《舱盖安装指导说明书》中有关舱口围船上安装公差要求，对舱口围进行定位焊，从货舱开口尺寸公差、舱口围水平板平面度、舱口围侧板平直度、舱口围对角线长度等几个方面进行尺寸定位及精度控制。

8)在检验并焊接舱口围的同时可以对舱口围附件、管系和舾装件等工作同时进行安装。

9)另外,船舶进坞后，根据以上步骤参照相应标准所述的安装公差，可以对焊接完工后的舱口围再次进行检验，如果某部分精度不在允许的公差范围内，则可进行局部调整。

3 结束语

经过几型VLCC改VLOC项目漂浮状态下舱口围安装的实例验证，上述安装工艺方案完全满足舱口围安装精度的要求，采用此种工艺方案改变了以往由于压载系统改造，改装船舱口围安装一般要在进坞状态下施工的惯例，这种方案也使得货舱内脚手架工序提前铺设以及缩短近1周的进坞期，为舱口盖后续调试及密性试验争取了充分时间，实践证明船舶在漂浮状态下舱口围安装的可行性，提高了经济效益。另外，此工艺方案也成功运用于新造散货船舱口围安装，通过对BC385-04和BC1200-02两型船的实例安装，能减少5天左右的造船坞期，为今后舱口围安装工程奠定了丰富的经验基础。

In this paper,the technology of hatch coaming erection is introduced on board in the ship's floating condition,which is converted from VLCC into VLOC.The successful conversion technology is increscent experience and reference for saving on conversion period and meeting the repair standard especially.

hatch coaming;floating condition;installation technology

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2015.05.012

闫海国(1976-)，男，河北秦皇岛人，工程师，大学本科，主要从事船舶建造项目生产管理工作。

2015-04-16