两段建造技术在船舶建造中的应用研究

李久龙 杜鹤 孙龙超

摘 要：在现有的技术和设备的基础上，进行船舶建造的精细化是当前船舶制造业面对的课题。通过采用分段规划和结构划分的方法，对于船舶进行多段工艺技术的升级，例如嵌补总段的技术应用，能够在船舶搭载、建造周期等方面实现高效科学的建造效果。

关键词：两段建造；嵌补技术；船舶建造

船舶建造是一项工序复杂，工期较长、技术性要求较高的工程，其中船舶搭载是重要的环节，在进行船舶建造周期的规划上，要将这一环节进行深入的研究。例如通过船舶整船建造周期的管理方法，进行船舶制造过程中的技术改进，通过改进传统的船舶搭载方式，采用靠近机舱分段和总段作为定位的分段规划技术，最终实现船舶贯通，对艏艉部位进行依此基准搭载建造的实施，提高船舶搭载速度的潜能挖掘。

1、船舶建造与两段建造技术概述

分段安装是将船体分段或總段在船台上组装成完整船体的工艺过程。分段在船台上的安装方式常用有：

1.1船体建造以总段形式在船台上安装的方法称为总段安装法。通常以船中后面的某总段作为基准总段，再向首、尾方向依次安装其余总段，以便使尾部提早安装主机与轴系，缩短船台建造周期。总段安装法有利于预舾装作业，船体焊接变形小，此方法适用于小型船体建造。船体建造以双层底分段为基础先全部安装完工，然后将其上部平台板、甲板等能形成层次的分段逐层安装，但机舱及尾分段需提早成形，首分段通常待多层分段安装至达到首分段高度后再行安装。层式安装法要求同层次同型分段同时装焊完工上船台，有利于施工管理，又利于分段预修理精度管理及船台预舾装工作，故适用于中型船体建造[1]。在船体建造时将船体分成两个或两个以上的建造区，以每个建造区的中心底部分段为基准，各自按塔式安装法建造形成“岛”，最后在“岛”与“岛”之间以嵌补分段连接成完整船体的建造方法。岛式安装法船台施工面更大，适用于更大型船体建造。

1.2为缩短船台建造周期及解决船台长度不够问题，还有两段造船法。两段建造法，是进行分段安装时对大接缝余量的处理通常采用的方法是余量在合拢时“套划”，即对基准分段在分段建造过程中就将大接缝余量割除，其它分段在建造时将一端的大接缝余量割除，另一端待分段安装时按先定位的相接端头划余量线后割除，这种传统的方法，能确保大接缝间隙，至今仍适用于薄板结构的船体分段与中大型船体首尾区域的分段安装。大型船舶船体中部分段从零部件号料起不留余量与分段预修整后无余量安装的方法，大接缝采用间隙允许5～8mm加衬垫的单面焊是近年来船体建造精度管理探索得到的最有效措施。

2、两段建造实施依据

传统的船舶建造工艺和建造理念必须要予以突破。打破常规工艺理念，寻求新的思路实现搭载速度的提升，结合现有的设备设施等，进行工艺技术的创新，将两段建造法运用到船舶建造工作中，最终实现正确的解决两段合拢处的技术问题。利用原有的设备和设施的改进，达到有效缩短船舶建造周期的目的[2]。

2.1两段建造在船舶建造中需要先进行结构的分析和分段总段的规划及划分。以某船舶建造工程为例，该船舶的货舱区域，被划分为多个区域，包括12环、1环和10环，在环形大接缝的位置，将主板和结构进行了对齐，压载舱设计为纵骨架式样，上边舱和底边舱，采用横骨架的方式进行设计，根据1环到10环的建造合拢总段的规划，在任意一环中，运用嵌补的方式，总段由甲板舷侧予以划分，舷侧部分采用分段组成的方式，分为C或者D型。

2.2在生产模式上，根据船舶的设计要求，前期采用半岛建造的方案，船坞内的半岛定位经过落墩，得到半岛区域双层底的全段下坞，根据没有搭载的分段总段作业量，进行综合性的评估，例如分段总组状态、工作负荷以及分段保有量等。搭载的顺序，从总段进行定位，从下到上逐一进行总段的搭载。

半岛起浮落墩后传统搭载方式和两段建造法的对比

方式性质船坞搭载周期缩短天数

传统搭载依次搭载 50 7

两段建造法半岛同步搭载 43 7

2.3采用两段建造的方法，对于总段嵌补可以实现精度的控制。总段的大接缝实行完整的精度测量之后，将已搭载的区域进行端部平面度的调整。严格控制总段的嵌补改造的精度，对于嵌补的总段整体建造精度进行控制[3]。

搭载区域的进度控制的内容包括船舶横剖面的断差，总段的主尺度，底端面的水平度。为了避免出现总段嵌补的时候出现大接缝形成的板缝夹角的V型。导致焊接焊缝发生严重的质量问题，同时为了保证大接缝的间隙得到有效的控制，进行尺寸的控制，在12毫米范围内。

3、定位点的选取

两段建造法总段嵌补区域对于定位点的选择，是在总段嵌补的区域机构的无余量搭载的前提下进行一次定位作业的完成。选取的重点必须得当，因此一旦发生不当的选取，就会造成重点部位出现焊缝间隙较大的情况，对重点部位要进行控制，测量点的选取包括：顶边舱的端面的三点控制区域，如斜板焊缝、甲板焊缝和舷顶板的焊缝间隙；选取底边舱进行端面三点控制下的外板焊缝间隙，进一步控制外板肋骨之间的间隙，增加端面外板的测量点，进行外板间隙的控制和配合，包括首尾端面的底边舱的测量[4]。

结语

缩短船舶的建造周期是船企关注的重点和难点，在传统的建造工艺的基础上，进行造船技术的改进是必须长期坚持的工作。两段建造法，采用嵌补总段的技术，利用现有设备提高生产效率，压缩船台周期，合理安排劳动力，并根据船企生产实际进行改进，提高船企的经济效益。

参考文献

[1]徐利辉，吴长轩.如何减少船舶建造工艺用材降低船舶建造成本[J].科技与创新，2016，（11）：105-105.

[2]王国新，杜景军，阎艳，等.面向加工功能均衡分布的制造系统构形优化[J].计算机集成制造系统，2015，（6）：1497-1506.

[3]杨征.非标超限容器现场安装工艺[J].油气田地面工程，2013，（8）：99.

[4]徐柏鑫，龙映玲，瞿雪刚.船舶建造模式研究[J].船舶标准化工程师，2014，（6）：43-45，50.

（作者单位：1大连海运重工集团有限公司；

2南通京华钢结构有限公司（大连分公司；大连海运重工集团有限公司）