浅谈单元组装的制作和安装工艺研究

郑伟 段志华 靳辉辉

摘 要：单元组装制作最早在70年代中期到80年代末期，先是日本、后是韩国，不断探讨和研究在船舶建造过程中，将大量的舾装安装作业工事前移到地上或者厂房里进行预装，逐步发展成为“单元、模块化设计与建造技术”。随着中国船舶工业的快速发展，造船总量的不断增加，提高生产效率，缩短造船周期，降低生产成本，是每个造船公司考虑和急待解决的问题。采取单元组装设计和制造，走中间产品成品化道路，是有效的途径和必要的手段。

关键词：单元组装；制作；安装工艺

1 制作工艺要求

1.1 制作的环境条件

（1）单元制作最重要的条件是要求有具备一定精度和强度要求的制作平台。即单元制作时的具体定位基准及其安装条件，与现场实际安装时的相关条件是一致的，或者说制作的环境与以后安装在船体结构上的环境是一致的，才能保证单元制作和安装工作的顺利和准确进行，这是十分重要的。（2）不同结构形式的单元，其定位基准和安装情况是不完全一样的。由于常用的管束单元、功能单元和区域综合单元的结构形式不同，其制作和安装工艺要求也有所区别，因此它们的制作平台也就有不同程度的差异。（3）专用制作平台可以采用平整的钢板搭建而成。因為提供机舱底层区域综合单元制作的平台，其制作所需要的面积，完全按照机舱底层内底结构的实际形状和大小来决定，所以专用平台搭建要视船舶产品的具体情况而定，但也应考虑通用的使用需要。（4）所有的制作平台，其上平面的平整度应该有一定的要求，否则将会影响单元的制作和安装精度。通常的要求是，其平整度误差一般不宜大于5mm，平台在搭建时应采取必要的措施予以保证。（5）供机舱底层区域综合单元制作的平台，应在它的上平面上划出船舶中心线和相关肋骨线，或其他相关的结构线等，并准确地作好标记，借助它们作为整个单元制作时定位的基准和组装的坐标。

1.2 制作工艺

1.2.1 基准的确定

（1）根据单元组装图、单元布置图和安装图所描述单元的组合状况和结构要求来确定其制作的基准。一般情况下，功能单元可选择主要设备为基准，管束单元可选择主要的大管件为基准，在制作平台上划出供其定位用的坐标，并作好标记，以设备基座或管件支架或其他构件来进行单元的基本定位。（2）根据机舱底层区域综合单元布置图、安装图和各个单元组装图所描述的实际布置情况，经过分析和研究，首先在所有的综合单元中选择一个基准单元，从这个基准单元开始进行有序地组合安装。在该单元组装完成后，经过检查合格后，它又作为其他在左右、艉端相邻单元的定位组装基准。一般情况下，这个基准单元大多为底层区域艏段之处拥有多台泵组设备的综合单元。（3）基准区域综合单元制作的开始，必须首先在组装平台上定位该单元的框架结构。经过定位划线和作好标记，使框架结构底部的所有支撑点都符合综合单元布置图上其相关的坐标（即F、B、H三点）位置的要求。然后用水平仪多点检测框架结构上平面的整体水平度情况，一般应该控制在3～5mm之内，如有超差，要予以消除，确实保证框架结构的水平状态。这是实现区域综合单元组装合格的基本保证。（4）机舱底层区域内其他为邻的综合单元制作时，均以第一个基准单元为起点开始，并逐一有序地进行。相邻单元在制作过程中，基准单元不准随便移动和吊离，保证其他单元制作的基准不得变动，才能使所有的区域综合单元制作合格，这是机舱底层区域综合单元在制作平台上组合作业的基本保证。

1.2.2 制作的过程

（1）在确定单元组装基准之后，从基准点开始逐一安装管件、阀件、附件以及其他的构件。每个管件法兰（包刮其他连接附件）端面的三维坐标（即F、B、H三点）位置，都必须符合管系安装图（或管件制作图）所标称的规定要求，如有误差，应予以调整。（2）在发现管件等安装有误差时，首先应检查管件制造有无问题。如：相关的成型角度数、直管段长度、法兰螺孔转角以及总长度等有无误差，如有误差则应予以修正（在可能的情况下实现）。然后再检查被安装管件的两端方向是否搞错。次后还检查上个管件安装定位有何问题。（3）在安装管件、阀件、附件等的过程中，要同时放入螺拴和密封垫片，然后加以紧固。螺拴和密封均应符合有关技术要求。法兰紧固要符合有关的工艺规定。（4）安装管件的同时，要进行管件支架的安装。支架安装的过程中应密切注意相关管件法兰端面的坐标位置是否符合要求。如法兰坐标有误差，则应通过管件支架的必要调整再予以更正。

2 安装工艺要求

2.1 安装前的准备

（1）在试吊的基础上，应该根据单元起吊需要的高度（含吊具、吊架的高度，室内起重机起吊高度等），确定运输的车辆以及相关的工具等。（2）仔细操作单元的吊运。特别要关注吊点的位置不得随意变动，即在试吊时所确定的吊点位置，在吊运的全过程中保证不再变动，这一要求很重要。（3）吊运过程中特别要关注单元有无变形，如整体结构发生变动，则应立即停止吊运作业，在经过加固后再做安排。（4）在单元吊至分段/总段/船内安装区域时，应按照预先划好的定位线标记慢慢地进行定位。在必要时应采用相关工具作微量调整，直到准确定位为止。（5）初步定位后，要按照预先确定的典型法兰端面三维坐标位置以及框架支撑坐标位置等两个方面进行一一检查，确保无误。如有问题，要设法予以处理和解决，最后才能使单元完全到位（6）单元定位后，应进行一次整体的检查，确保无误。

2.2 单元定位后的工作

（1）单元初步定位好后，应仔细对每个对外接口的坐标位置进行实地测量，观察对外连接的具体情况，准备做好单元外连接管件的制作和安装。（2）仔细检查与相邻单元的连接情况，做好连接工作，确保无误。（3）实施单元与船体结构的焊接工作，包刮框架、支架、基座、箱柜等。

参考文献

[1]魏莉洁，刘雪梅.船舶建造工艺[M].哈工程大学出版社，2006.

[2]董爱国.船舶管舾装设计工艺实用手册[M].国防工业出版社，2009.