MARK Ⅲ薄膜舱模拟舱划线作业精度控制研究

赵建宇，邹振山，李 毅，刘根清

(扬州中远海运重工有限公司，江苏 扬州 225200)

0 引言

划线作业是MARK Ⅲ围护系统薄膜舱模拟舱建造的第一步[1]。划线精度是否满足要求直接影响后道工序的施工质量。若划线出现较大偏差，可能导致绝缘板无法安装，角区间隙无法提前得到准备的数据，最终影响到关键的波纹板安装，对建造的进度及质量都会造成极大的影响。划线的难点在于如何保持一个舱不同面之间参考轴线的连续性，同一个面内绝缘板的限定线及螺柱安装线分别与参考轴线的偏差。根据法国GTT公司的要求，各类线划线偏差应控制在±1.5 mm之内。

MARK Ⅲ型薄膜舱模拟舱的建造整体工程较小，出于成本考虑，企业一般不会采购昂贵的专业设备完成此项工作，通常采用钢尺以手工测量取点的方式进行划线，因此需提前考虑手工划线对精度的影响。划线质量的控制点有平行度、垂直度、线本身的直线度和距离参考轴线的偏差。划线时，通过合理规划各类线的施工过程可以解决划线的累计误差，使用划线模板可以进一步提高划线精度，借助激光投线仪[2]可以解决各类线本身的直线度及线与线之间垂直度的控制问题。

本文以MARK III薄膜舱模拟舱划线作业精度控制为研究对象，建立了用于模拟舱建造的划线作业规划方案，掌握了提高划线精度的控制要点。采用优化后的方案得到了满足精度控制要求的各类线，形成了提高划线作业精度操作和检验的流程。

1 常规划线作业工艺

1.1 划线作业的准备工作

(1)施工前的输入条件应满足要求。按图纸要求建造的钢结构准备到位，结构外形尺寸及角度(90°和135°)满足公差要求，各面油漆及平面度检查合格，划线作业的施工人员准备到位。模拟舱钢结构示意见图1。

图1 模拟舱钢结构示意

(2)准备工装具。测量的卷尺和米尺、标记测量尺寸的记号笔、用于弹出可识别并不易擦除的线及墨斗等。

(3)准备记录表格。用于舱壁平整度检查及划线精度检验的表格,见表1及表2。

1.2 划线作业的具体步骤

(1)根据图纸尺寸，用钢直尺手动测量取点的方式画出R1和R2参考线，此参考线是绝缘板限定线的划线基准。

(2)根据模拟舱建造图纸划出面板限定线，考虑到面与面之间参考线的连续性，可以使用模板。

(3)按图纸标注的尺寸完成角区面板限定线及螺柱线的划线作业。

以常规方式进行划线得到的线见图2。

表1 舱壁平整度检查表

表2 划线精度检查表

图2 常规划线方式得到的各类线

1.3 划线后的检查

(1)复测各面R1和R2参考线与图纸尺寸的偏差，复测R1和R2参考线在面与面之间的连续情况(允许偏差±1.5 mm)。

(2)复测绝缘板限定线及螺柱安装线与图纸理论尺寸的偏差(允许偏差±1.5 mm)。

(3)测量绝缘板限定线框对角线，确认各线的平行度及垂直度。

1.4 精度超差的原因分析

通过拉钢卷尺测量数据并以描点的方式进行划线作业，这是常规划线的做法。此方式容易积累并放大划线误差，难以保证线与线之间的垂直度、平行度，以及面与面之间线的连续性。若无合理的划线施工程序、划线模板及相关设备，将很难控制并提高划线的精度，进而影响后续施工的质量。

2 优化后的划线作业工艺

2.1 模拟舱划线种类及公差要求

在完成各类线的施工规划前，应细分各类线并了解其具体要求，具体见表3。

表3 模拟舱划线种类及公差要求

2.2 采用新方案进行划线作业的准备工作

(1)施工前的输入条件应满足要求。与常规划线作业方式一致。

(2)准备工装具。此项工作与常规作业方式相比，还需准备90°和135°模板、直角尺、激光投线仪和不同颜色的墨斗等。

(3)准备记录表格，包括平整度检查及划线作业检验表格，与常规划线作业一致。

2.3 采用新方案进行划线作业的具体操作步骤

(1)考虑到船体内壳板变形及焊脚会对测量造成影响，首先使用135°和90°模板划出上述额外的参考线(距离相临舱壁交线200 mm)，此步骤可以进一步提高划线精度。划线作业中应保持模板与船体板完全接触，并借助直角尺保持模板的垂直，此时可使用激光投线仪进行确认及辅助划线，以确保线的平行度及垂直度。额外参考线见图3。

(2)根据模拟舱建造图纸及额外参考线的位置，经过计算和测量，划出每个舱壁的R1和R2参考线，见图4。B面R1和J面R2、B面R2和C面R2、J面R和K面R1及C面的R1，这3组线理论上应该分别在同一平面上。考虑到实际操作，在相邻面交点处允许有1.5 mm之内的偏差。为了提高R1/R2参考线的精确性，在实际划线过程中加入了激光投线仪，用于检测同一舱壁R1和R2线的垂直度及相临舱壁间轴线的连续性，借助设备把偏差控制在最小。

图3 额外参考线(单位：mm)

图4 由额外参考线画出的R1和R2参考线

(3)根据模拟舱建造图纸划出面板限定线。考虑到面与面之间参考线的连续性，可以使用模板完成。此步亦需借助激光投线仪进行描点，确保线的直线度、垂直度。经过上述步骤，可以得到图5所示的满足精度要求且易于区分的各类线。

(4)检查各类线的划线精度。首先复核各面R1和R2参考线与理论线的偏差及R1和R2参考线在面与面的连续情况；其次测量限定线、螺柱安装线距离R1和R2参考线的偏差情况，偏差应控制在±1.5 mm之内；最后测量绝缘板限定线框对角线的偏差，即交叉检验线，来确认各线的平行度及垂直度，最终完成提交。

3 划线作业关键点控制要领

(1)选择合理的划线基准。为了确保划线位置准确，选择一个合适的参考线作为划线的起始依据，上述额外参考线就是基准。选取相对准确的参考线，后续网格线采用同一根参考线，进行测量划线，避免划线基准的多次传递，减少累计误差。

图5 模拟舱绝缘板安装前需绘制的各类线

(2)激光投线仪辅助划线并检验线与线之间的水平度及垂直度；同一个面波纹轴的垂直度、相邻面参考线的连续性(实船参考线在舱内应形成垂直环面)，在用墨斗弹出相应线之前用激光投线仪核对点的位置，且在划线后也需用仪器再次检查其准确性，偏差超出范围的线需要清除并重新划线。

(3)角区绝缘板螺柱划线作业，需要在角区楔块调整后进行。划线时，应根据GTT提供的图纸在角区模块定位时按现场安装楔块的厚度进行调节，避免楔块厚度对角区模块螺柱安装线位置造成影响。为了保证螺柱安装线的直线度，还应借助激光划线仪进行划线前的确认和划线后的检查。

4 结语

划线作业是MAKR III围护系统建造的一项关键工作，是绝缘板安装的前道工序，也是确保主屏壁不锈钢波纹板在舱内不同面之间连续性的前提，划线作业的精度控制情况直接决定了模拟舱建造成功与否。因此，通过规划各类线施工过程、借助价格相对便宜的专用工装及设备辅助控制精度，能够获得精度满足要求的各类线，从而保证了模拟舱的成功建造。