船舶制造精度管理及过程控制技术探讨

2018-03-26黄修定

成功 2018年2期

葛璐黄修定

中船澄西船舶修造有限公司扬州分公司江苏扬州 225003

船舶行业是一个周期长、综合性强、难度系数高的产业。作为船舶产品开发及建造过程中的核心一环，船舶总体制造还具有技术要求高的特点。它包含了项目方案设计到初步设计、详细设计及后续配合船厂建造等，涉及到不同的质量管理要求。船舶总体制造过程质量是否得到有效控制对船舶质量、企业品牌树立及其经济效益等都有重大影响。所以船舶总体制造过程质量控制是很多船舶设计单位与施工单位研究和探讨的重点内容之一。

一、船舶制造发展现状

就技术层面而言，现代船舶制造技术发展极为迅速，各项新型技术诞生速度极快，整体发展势头较为理想。国内船舶制造行业一直在不断改革，并加大对制造技术的研究力度，但由于整体社会经济发展速度较为迟缓，致使制造技术发展也遇到了不小的挑战，技术发展进入到了一段时间的瓶颈期。随着近几年国内经济水平的不断提升，加之国内外制造行业的频繁交流与合作，使得船舶制造业逐渐打破了发展瓶颈，新型技术与理论不断诞生，船舶制造进入到了全新的阶段，各项技术发展成果极为理想，高附加值以及高技术水平的船舶数量不断增加，在国际舞台中的地位也在不断提升。

二、船舶设计与制造阶段划分

（一）立项／可研

主要工作为配合船东进行立项申请和可行性分析。可研报告包括的内容一般包括必要性分析、技术方案、工程概算、建设管理方案、效益分析、节能环保评估等内容。

（二）投标设计／方案设计

根据船东招标要求，完成设计方案。深度可以控制，但一般力求方案有优势有吸引招标方的亮点，投标价格合理。

（三）初步设计

主要工作内容包含：确定主尺度、排水量、航速、油水装载等主要技术参数；如是新船型开发，则需要开展船模试验，对快速性、耐波性等性能进行预报；规划全船总体布局，分层分舱及造型外观；确定作业的流程及布置，确保方案合理可行；确定推进系统配置，提供若干重要设备选型参考供客户选择；完成电力负荷计算，确定电站的配置，明确全船配电的方案；确定通导系统初步的配置方案；完成总体技术规格书和设备材料明细表，供后续招标用；完成工程概算。

（四）详细设计

对设计方案的细节进行细化，完成图样设计和计算书编制，细化优化总布置图，完成图样和技术文件，包括船体分段结构图、舱室布置图等，从而指导船厂开展后期建造工作。

三、船体设计生产精度的控制技术

（一）胎架

胎架是整个船体设计生产的基础，也是精度控制的基础。在胎架设计过程中，一定要保障模板制造尺寸的精准性、线型的光顺吻合以及整体尺寸的恰当，与此同时，还需要保持整体四角水平以及连接刚性。目前来说，活络胎架是应用广泛的胎架类型，应加强每两个活络胎架横向与纵向的连接，从而更好地满足船体装配需求，预防分段变形与偏差。与此同时，在船体装配过程中，应保证胎架与板紧密连接，尽可能保证线型的光顺与平整，通过多方面努力使分段制作质量达到规定要求。

（二）加放补偿量

设计补偿量可从如下方面入手：第一，热加工余量加放。例如，在单块板双曲面热加工过程中，应及时进行样箱加工，宽度不加放，应角尺放100mm余量。通常来说，仅仅是火工成形的钢板，在具体应用过程中可不加放余量；第二，冷加工余量加放。在单块板单曲面冷加工过程中，可不加放余量，在型钢冷加工过程中，应在两端分别加放400mm余量；第三，其他余量加放。对于切割类的零件，在下料或放样过程中，必须综合割嘴情况以及板厚合理设计加放补偿量，并根据现场设备需求，合理设计大型弯板机压头余量；第四，船体分段补偿量。在焊接收缩补偿过程中，若船体对接缝小于12mm，则应设计1mm的加放量，若对接缝超过12mm，可设计 0.5～1mm 补偿量。若角焊缝板厚不足 12mm，则加放0.3～0.4mm 余量，若角焊缝板厚超过 12mm，则应设计0.15～0.2mm补偿量。

（三）设置对合线

分段建造精度与船体生产作业量有直接关系，在传统船体设计生产过程中，零部件环节、分段环节、总段建造等各个环节都应设计工艺余量，在具体装配过程中，应及时修正零部件，将多余的工艺余量切除后方可进行船体组装工作。而修正偏差则需要进行测量、划线、矫正等多个环节的操作，这就会消耗大量的原材料以及人工。例如，在拼板的过程中，为了更好地保障对角线的精确度，必须在板的长度以及宽度上加放余量，设计好构件线之后方可进行二次切割。