LPG船双层底现校管改为预埋管的优化方法

张立敏　王国旭

摘要：舾装周期在船舶建造中占比很大，其中管舾装在整个舾装作业中占比最大。由于管件制造精度、分段总组变形及安装误差等因素，导致在管舾装中，普遍利用现校管来实现整个管路系统的贯通，增加了管舾装的工作量。通过对某系列LPG船双层底分段合拢处的现校管问题进行分析，利用OTS系统进行模拟分段总组，通过模型分析确定搭载线，计算得出所需加工预埋管尺寸，并通过三维测量方法监控管件制作的轴向偏差和曲折偏差，从而实现将双层底区域的现校管优化为成品预埋管，提高船舶建造先行舾装率，缩短建造周期。

关键词：现校管；预埋管；分段合拢

中图分类号：TH13733文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.05.008

Abstract： In the process of shipbuilding outfitting period accounted for the largest， which in the whole pipe outfitting .Due to the manufacturing accuracy of pipe fittings， the deformation of the total block and the installation error and other factors，Lead in pipe outfitting， adjusting pipes are widely used to realize the transfixion of the whole pipeline system， increase the workload of outfitting tube.In this paper， the problem of the adjusting pipe in the double bottom section closure of a series of LPG ships is analyzed，using OTS system to simulate segmented general group，through model analysis to determine the carrying line，the size of the pipe to be machined is calculated，The axial deviation and twist deviation of pipe fittings are monitored by 3D measuring method，In order to achieve the double bottom area of the adjusting pipe optimization for finished product pre buried pipe，improve shipbuilding outfitting advance rate and shorten the construction period.

Keywords： existing pipe； pre buried pipe； segment closure

0引言

精度造船一直是困擾着整个造船业的主要问题。把控造船精度，在分段总组前就将舾装件安装误差和分段变形偏差控制在精度允许范围之内，不仅可以提高船舶总组搭载效率，还可以缩短船舶建造周期。而在船舶舾装方面，因为各系统的运行均是通过管路来实现的，所以管舾装是船舶舾装中的重要部分。在满足船体精度要求的前提下，加强管舾件的安装精度将对造船精度水平的提高起到重要作用。国内各造船厂在重视精度造船的同时借鉴国外精度造船经验，使造船精度控制技术不断提高，但是有些精度顽疾仍困扰着造船行业。在分段合拢时，由于分段变形、管舾件制造误差和安装误差等，经常会出现分段合拢处的预装管无法正常安装，从而需要根据现场尺寸制作成现校管来实现管件合拢。致使效率低下，成本剧增，还会衍生出管件在搬运过程中法兰附件损伤、管体损伤和安装效果不佳等质量问题。因此，减少现校管的使用，是提高精度造船的重要手段。本文通过对某系列LPG在建船只舾装件安装进行研究，选择搭载过程中分段变形较小、管舾装精度相对容易控制的双层底为载体，通过对双层底分段进行预搭载分析，计算出预埋管的加工尺寸，并通过科学的测量方法，控制管子的加工尺寸，从而实现将双层底区域的现校管完全替换为成品预埋管，缩短船舶建造周期，降低劳动强度，同时也避免了因现场校管而产生的诸多问题，达到对船舶管舾装优化目的。

1安装过程

该系列LPG船双层底压载系统的管子在分段合拢处设计成现校管和预装管两种类型，在有支管的一端布置的是现校管，在没有支管的一端布置的是预装管。如图1所示，201分段至203分段之间一共布置有1对预装管和2对现校管。

成品管在分段总组完成，在安装位置进行定位安装。安装中如出现前后管子安装精度不良导致成品管无法安装情况时，一般通过调整前后分段内预装管的位置，优先实现成品管的安装。因此，在安装过程中都是先把成品管安装到位，实现压载系统的贯通之后再对现校管进行放样。在现校管放样之后再进行管子焊接处理，待现校管制作完成后搬至合拢位置进行安装。此过程致使轴向偏差和曲折偏差增大[1]（如图2）。

在管系制造质量标准中规定允许轴向偏差在0～15 mm，曲折偏差在0～3 mm。对于双层底区域管子通径的压载水系统的合拢管，微小误差即可造成预埋管的安装失败。

2优化设计

针对上述双层底现校管问题，对管路舾装优化。利用预搭载分析软件（OTS）对双层底201/202/203分段进行预搭载，设置预搭载合拢线，根据合拢线的位置计算出预埋管的加工尺寸。在预埋管加工制作时，利用全站仪进行三维测量，减少管子的轴向偏差和曲折偏差，从而实现将双层底区域分段合拢处的现校管和预装管全部优化为预埋管。在分段总组之前把预埋管提前预埋在分段合拢端头内，待分段定位完成后直接进行安装。

21分段预搭载

待各分段区域内压载水系统成品管安装结束后利用OTS系统将201/202/203三个分段进行模拟预搭载，通过预搭载分析模型，确定搭载合拢线位置，则搭载结果如图3所示。

22预埋管取样

（1）控制轴向偏差

通过模拟搭载对分段成品管总组搭载情况进行分析，计算两分段端头已安装成品管法兰之间的三维尺寸，对比两法兰中心Y、Z方向上的偏差，当数据偏差较大时，通过对已安装成品管支架进行微调，保证待合拢的成品管两端法兰在Y、Z方向上的偏差在±1 mm范围之内，减小轴向偏差。

（2）预埋管数据提取

预埋管长度尺寸包含端头法兰尺寸，不包含垫片尺寸。管子制作时需减去3 mm垫片尺寸和因总组搭载焊缝在焊接时的收缩量3 mm，管子做-2～0 mm负公差管理。则管子需加工长度为B=a+b-3×2-3，其中a、b为根据OTS模型分析的预搭载合拢线距两分段端头处成品管法兰面的距离，B为预埋管取样数据，如图4所示。

23预埋管制作

（1）校管平台精度控制

校管平台是预埋管制作的基准，因此控制管子的制作精度首先要控制好校管平台，减小管子的轴向误差，如图5所示，具体操作方法如下：

①在管子制作前，需对校管平台水平状态进行测量；

②对偏差较大的区域进行调整；

③对平台进行复测，达到理想校管状态。

（2）管子制作精度监控

在管子校管完成后，需对成品管进行精度控制测量，利用三维测量方法，在预埋管安装前对其进行精度判断，主要控制管子前后端头法兰的曲折偏差。如图6所示。

利用全站仪测量，选取一基准平面后，利用螺栓孔测量工装，分别在管子端头法兰面上选取四个点，使选取的四个点在法兰面上均匀分布，并要求每两个点一一对应，如点1与点7对应。测量点选取后，利用全站仪进行打点测量，同时要注意在测量时是否包含管子端头法兰线在内，如果未测量到法兰线，则后续计算需考虑增加法兰线尺寸。

图6所示，X表示长度、Y表示宽度、Z表示高度。通过移动如1、7、4把测量数据调整为水平状态，使1、2、3、4端面值为0，使法兰端面处于一个垂直面，使1、4两点的Z值为0。然后测量另一端管子数据：当7、10点Z值相同时，表示管子无轴向偏差；当7、8、9、10四个位置X值相同时表示法兰端面垂直度良好；当1、2、3、4四点X值为0时，则利用全站仪测量的7、8、9、10四点显示的X值即为管子长度数据。

（3）预埋管预埋

记录管件测量数据，根据测量结果，对管件的实测数据与预搭载时的预埋管取样数据进行对比分析，对满足合理公差范围之内的管件提前预埋在分段合拢区域，在分段总组及搭载定位后，对其进行定位安装。

（4）预埋管安装

在管子预装阶段，通过对管子支架定位尺寸对管子安装精度进行控制，控制管子预装尺寸（Y/Z）在±3mm以内，完成对预埋管的安装。

3結论

本文研究方法在某系列船只进行实施，双层底分段，总组过程中的变形量在精度允许范围内，从双层底分段OTS分析及总组对合线设置，预埋管取样、制作及监控，预埋管预埋，分段总组定位，最后到预埋管安装，共五个阶段。由前船的近三个月的时间缩短至两个月时间，顺利把三个分段接头预埋管安装完成，并满足管舾装精度要求。该预埋管替换现校管的优化方法得以在LPG系列船的后续船只实施，能够避免了现校管现场放样工作，还改善了操作者的施工环境。在降低了劳动强度的同时，也极大的提升了双层底压载管系的完工效率。

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