散货船底部分段平面度精度控制

汪战冲

摘 要：本文通过散货船底部分段平面度精度控制研究，了解底部分段建造精度控制重点及难点。针对底部分段平面度控制设计出合理反变形值，完善及优化工艺方案，通过不断的改进，散货船底部分段平面度均达到要求，提高了船坞搭载工作效率，减少船坞搭载的修割量和开刀率，并减少环境的污染。

关键词：平面度；反变形；精度；底部

中图分类号：U671.4 文献标识码：A

Abstract： By expounding the key and difficulty of the accuracy control for the bottom section planeness during the construction of a bulk carrier， this paper designs a reasonable reverse deformation value for the bottom section planeness control， improves and optimizes the process scheme， achieves the planeness within standard range， which will meet the demand of shipbuilding precision， improve the working efficiency at erection stage， reduce the cutting， cutting rate of the dock erection and reduce the environmental pollution.

Key words： Planeness， Reverse deformation， Precision， Bottom

1 前言

散货船底部分段处于船舶底层，是船舶龙骨所在位置，在船舶建造过程中至关重要。为了适应船舶行业的发展，需要提高船舶建造精度，从工艺方案的策划、现场工艺的落实、施工方法的准确性等逐步落实。底部分段平面度受到焊接、板件来料、装配精度等因素影响，所以为控制底部分段平面度制定工艺方案，使其建造精度满足要求。

2 底部分段建造特点

（1）我司建造的散货船一般均为30 000 DWT左右，底部分段是纵骨架式双壳结构，主要由外底板、内底板、内外底板上纵骨、肋板和纵桁等组成。单个底部分段左右分开建造，以内底板为基面在胎架面进行反造，内部结构框架在小组车间单独制作，再反扣到内底板上；分段完工后单独吊离，翻身后三个单边底部分段进行前后总组，涂装后吊装至坞内进行搭载定位。图1为底部分段建造工艺流程图。

（2）底部精度要求高，特别是内底板水平精度控制尤为重要。在底部分段中间位置是管弄区域，左右合拢口位置刚好在该处。图2为散货船底部分段典型结构图，中间无结构支撑，容易变形下凹。

3 底部分段平面度存在的问题

（1）底部分段在胎架建造完工后，在管弄及边纵桁位置呈现下凹趋势，整个底部分段呈现中拱的趋势，不满足精度要求，需要进行大量的开刀及火调工作，影响生产进度；

（2）对建造过程进行分析研究：底部分段上胎阶段，随着底部分段上结构安装焊接，在管弄区域的内底板呈现下凹趋势，焊接后管弄区域水平度偏低达8～13 mm；边纵桁处内底板水平焊接后呈下凹趋势，下沉量达5-13 mm，整体平面度不满足要求：底部分段总组后，底部分段管弄区域进一步下沉，底部分段总段搭载时，中间合拢口下凹严重，在边纵绗处同样下凹；横舱壁分段搭载时，其下口在管弄区域呈现离空现象，需要进行开刀矫正，耗费大量的时间及精力。

为了改变这些情况，对现场数据进行收集，确定在底部分段建造时设置反变形工艺，以减少管弄及边纵绗处变形量。

4 改进优化方案

（1）编制后续船JNS150船底部分段反变形方案：针对39K系列船底部分段223/233、224/234、225/235、226/236、227/237、228/238、229/239、241/251、242/252分段，在L16至舷外区域胎架加放3‰B（7 mm）的反变形量，控制分段管弄区域和外板舭部区域的焊接变形；

（2）分段胎架设置时就按照上述反变形工艺要求制作，对胎架精度进行自检、互检、精度部门进行专检，底部分段内底板上胎后，进行上胎板固定，测量内底板水平，要求水平控制在6 mm以内，不满足要求就返工处理；

（3）分段装配完成后，焊前要进行自检、互检；焊接过程中严格按照焊接工艺进行施工，先焊立焊、再焊平角焊，做好焊接可视化管理，减少焊接变形；

（4）分段脱胎后，分段堆场堆放时增加钢凳支撑点，在靠近中间合拢口强档位置擺放两个钢凳（首尾口处），减少管弄的下沉量。

5 方案实施情况

（1）前期船分段胎架未实施反变形，后续船优化方案实施了反变形，现场根据工艺要求落实。图3为未加放反变形工艺图，图4为实施胎架加放反变形工艺图。

（2）分段上胎板测量检验平面度，查看管弄区域加放反变形数量，同时检查胎架板与胎架的贴胎情况，原则上上胎板应与胎架贴胎；验证胎架的制作是否满总精度要求。胎架实施反变形工艺前、后测量数据对比见图5、图6。

（3）前期船底部分段脱胎管弄区域呈现上翘趋势，主要是由于管弄区域T梁焊接因素导致板件上翘，现场焊接不规范，未按照焊接工艺要求顺序焊接；后续船根据反变形工艺施工后脱胎阶段，管弄区域水平数据良好，无下沉趋势，因加放的反变形量反弹抵消了烧焊的变形量。加放反变形前后数据对比见图7、图8。

由图7、图8数据对比发现，后续船明显比前期船数据良好，因此反变形工艺的实施起到了一定的效果，管弄区域下沉趋势明显减小。

（4）分段堆场阶段，由于管弄区域外板与结构焊接是在分段翻身后堆场阶段施焊，外板焊接造成管弄区域下沉量变形因素较小，而分段长期堆放因素也造成下沉影响，因此为了防止堆放及翻身后焊接因素影响管弄区域下沉量，后续船堆场分段堆放阶段管弄位置增加钢凳，以减少下沉量。增加钢凳支撑后，管弄区域下沉量减少3～5 mm，如图9所示。

6 数据分析

（1）根据分段脱胎阶段数据对比分析，前期船JNS146系列船底部分段平面度数据较差，平面度呈现中拱趋势，整体分段平面度误差达10～20 mm，管弄区域下沉8～15 mm，严重影响了分段总组及搭载的精度，增加了施工的工作量。对现场数据偏差较大处进行开刀处理；根据前期船出现的问题，后续船JNS150系列船进行了反变形工艺优化，平面度精度有很大的提高。中拱趋势明显降低，管弄区域下沉量减少，JNS150系列船底部分段管弄区域下沉量在3～5 mm。JNS146系列船分段平面度在[-4， +6]区间比例在74%左右，JNS150系列船分段平面度在[-4， +6]区间比例在95%左右。

JNS146系列船搭载时，分段管弄区域管弄下沉量较大，中间合拢口位置需开刀，加长排矫平处理，造成内部涂层的破坏和增加了大量的搭载工时；实施反变形后JNS150船搭载时，管弄区域合拢较好，拉粉线检查中间合拢口几乎成水平状态，现场无需开刀，可直接装码板焊接。JNS150船底部分段搭载装配时间相对JNS146系列船约减少了48小时。

（2）后续船JNS150船管弄区域水平良好，使槽壁分段总组时下口修割量减少；前期船JNS146船管弄区域偏低，为保证槽壁搭载层高和下口装配间隙，每个槽壁下口需进行局部修割；后续船JNS150船底部分段平面度改观后，JNS150船相对JNS146船船坞搭载节省了约16小时。

（3）船坞管弄区域开刀量的减少，减少了对环境的污染量，动能的使用量减少。

（4）管弄区域开刀量及修割的减少，保护了原有油漆涂层，减少了PSPC区域的破坏。

7 小结

此项目研究取得了较好的成效，船坞搭载的效率和搭载的精度得以提高，减少了许多不必要的开刀和修割；后续船按照现在执行的控制方案，对分段建造精度進行控制、过程监督检查，在保证现在良好的状态下，继续稳步提升，给后续船的搭载提供有利的条件，减少坞内的搭载周期。

参考文献

[1] 徐明达. 现场管理十大利器[M]，北京大学出版社，2007.

[2] JNS船舶建造精度标准. 江门市南洋船舶工程有限公司， 2017.

[3] 黄浩. 船体工艺手册（第三版）[M].国防工业出版社，2013.