浅析超大型集装箱船建造工艺

2022-11-30解玉冬

工程技术与管理 2022年14期

关键词：工法集装箱船船体

解玉冬

扬州中远海运重工有限公司，中国·江苏扬州 225211

1 引言

在建造超大型集装箱船时，一是要确保船舶质量，二是要控制船舶建造成本。

而要想做到这两点，就需从建造工艺入手，通过科学选择建造工艺，不断优化建造工艺来实现超大型集装箱船建造目标。下面结合实际，对超大型集装箱船建造工艺做具体分析。

2 超大型集装箱船建造工艺总体分析

船体结构建造流程：材料表面打磨喷漆、套料切割及成型加工、部件装配焊接、分段装配焊接、分段二次打磨喷涂、分段总组、船坞合拢。管电舾装装配流程：管子、电气附件加工与铁舾件制作、管子附件铁舾件表面预处理、总组机管电装预安装、合拢机管电装安装、码头机管电装安装、系统运行及其试验。在船舶建造过程中，涂装工艺贯穿整个制造过程，钢材进厂后需先对其进行预处理。

喷底漆之后才能使用。管电舾装件进厂后也要进行喷漆等处理。船舶分段完工后进行二次除锈及正式喷漆，合拢及船舶下水前也要对大接缝破坏的油漆进行修补，同时还要将，水线以下部位喷涂完整，以保证船舶的性能质量[1]。

3 超大型集装箱船以涂装为核心的建造工法分析

当前有两种比较适合的超大型集装箱船建造工法，一种是以涂装为核心的建造工法，一种是以优化生产管理为目的的工法，下面主要对以涂装为核心的建造工法进行分析。

3.1 涂装预留信息

在应用以涂装为核心的工法建造超大型集装箱船时，需先按照图纸预留出合拢区域，减少在合拢环节对涂层的破坏，在保证船体质量的同时做到清洁生产。建造时先根据设计图纸确定下总段及船坞合拢方式，然后根据船体的结构形式，将涂装预留范围、具体的涂装方案等确定下来，制定涂装方案，绘制工艺图册，要求各施工人员严格按照图册规范施工[2]。

3.2 脚手架与施工通道设计

为减少涂装后的油漆破坏量，通过对分段、总段的结构形式和建造方式的分析，选取最合适的脚手架布置和施工通道布置方案。施工时，为保证施工质量与施工安全，所用脚手架要有良好的性能，脚手架应尽可能标准、通用，这样就能重复利于脚手架，实现对施工成本的有效控制。建造时，确定固定的建造通道与人员，根据建造要求增加相应的工装设备与工艺孔，在进行合龙施工时，做好对船体的保护工作，防止船体及舾装件油漆受到比较严重的破坏。施工时借助BIM等技术构建船舶三维模型，借助模型进行虚拟施工，提前发现施工方案得中的不足并进行改进处理，避免在正式施工中出现任何问题[3]。

3.3 工法零部件的设计

根据以往经验可知，如果在涂装后再开展大面积的焊接工作，将会使涂装成果受到严重破坏，这既不利于船舶质量的提高，也不利于成本的控制。为避免在涂装后开展大面积焊接工作，对不同阶段的工法零部件进行系统设计，对工法零部件结构形式及使用方式进行规范，并指导工作人员在涂装前就完成各类工法零部件的装焊工作。为保证施工质量与施工速度，可在正式施工前先在TRIBON三维模型中将脚手架眼板、各类马板、支撑底座及花篮螺丝等的模型建造出来，然后根据实际情况绘制出各零部件的组装图、船舶建造图等，以便于后续施工。

4 超大型集装箱船船体建造工艺分析

4.1 船体施工要求

超大型集装箱船船体施工，施工精度首先要满足GL标准，然后以CB/T4000—2005船标为依据规范开展船体施工工作。施工时，按照船体结构理论线图准确确定出船体结构理论线位置，以保证船体整体的建造精度能达到标准要求。进行船体施工时，可采用焊接新技术，如埋弧自动焊技术等。推广应用此类焊接新技术既有利于保障焊接质量，又有利于节省成本，降低超大型集装箱船整体造价。船体施工图中应包含一些新技术、新工艺，施工图中有关数据的精度要达到要求，船坞快速搭载搭头板、眼板、牛腿等要求也要在施工图中得到贯彻落实[4]。

4.2 船体分段划分、余量和补偿值的加放

船体分段划分，余量和补偿值的加放依照集装箱船分段划分及建造余量图规范进行。双层底肋板视情况加放负余量以便装配。另外在建造施工时，按照船体实际情况确定船体零件加工余量，实际情况为准科学加放。

4.3 数控切割机划线要求

进行船体施工时，严格按照施工图纸与施工要求在船体相应部位准确划出结构位置线。为保证船体施工质量，船体的外板、内底板、平台板以及甲板等应当都是需要划出结构位置线的部位。另外还要准确标出精度控制线，精度控制线应位于所有平直拼板件四周距缘口100mm处。船体的肋骨框架、强肋骨等曲形腹板拼板焊接件，在施工时必须划出连续或多根对合线。

4.4 船体分段总装

分段总装也要严格按照施工图规范进行，分段总装工序、方法等都不能与建造方针存有出入，如果在实际总装过程中需要改变某些工序或工艺，需先与相关方面协商解决，并在总装过程中对装配精度进行严格管理与控制，将壳、舾、涂等工作规范完成。为保证总装效果及超大型集装箱船整体的质量，在装配过程中工作人员要按照图纸与其他资料对各舾装件（如电舾、管舾、铁舾）等进行仔细核查核对，确保各舾装件的数量、尺寸、规格及品质等都达到装配要求，确保各舾装件不存在任何质量问题[5]。

4.5 码头泊装

超大型集装箱船的码头泊装，要推行区域、舱室、层面房廊厅的托盘管理制，泊装作业按系统施工，逐一试验，逐一提交验收，在这一环节要严把签字验收管关，以保证船舶整体的建造质量。码头泊装工作需严格按照图纸进行，在正式施工前要组织技术人员进行交底，的同时还需对实际的施工条件进行考察，根据具体条件进一步完善泊装方案，向施工人员说明技术要求与质量要求，确保各人员能严格按照规定规范地完成各项操作。泊装工作结束后必须由技术组、质检组等对泊装质量做严格检查，检查工作要详细严密，各项检查数据都需准确记录，以备日后使用。检查无误后签字，签字人员对船只的泊装质量负一定责任[6]。

5 超大型集装箱船建造质量控制建议

5.1 强化质量教育

对船舶制造企业而言，产品质量是第一要义，只有保障产品质量，才能实现稳健发展。因此企业管理层、领导层等必须进一步提高对船舶建造质量的重视度，要采取科学有效地宣传与教育措施增强上下员工质量管理意识，在企业内部建设良好质量文化，推动各部门、各人员都积极参与到现场质量管理工作中。具体来说，企业领导层、管理层可在产品生产期间开展质量工作培训座谈，向各工作人员宣讲质量管理的重要性，提高其对现场质量管理工作的重视度。同时为更好地做好现场质量管理，管理层可与作业层加深交流，并在产品生产期间定期开展质量管理工作会议，对作业现场存在的各项质量隐患、质量问题做深入分析与探讨，确保各项问题能得到及时解决。在船舶建造生产期间，可每周以例会形式对上一阶段工作中出现的质量问题进行总结，组织相关人员共同分析原因、总结经验、提出建议等，全面提升作业现场质量管理水平。

5.2 建立质量监督管理制度

大型集装箱船建造过程中，以项目经理牵头，组织协调有关部门与人员组成一个健全完善的质量管理机构，并结合国家相关规范与要求，结合项目性质建立起科学可行的质量管理制度，制定质量管理细则，并将各项制度与规范贯彻落实下去，将质量风险降到最低。企业要建立专门的质量管理组织，并对现场质量管理制度进行调整完善，对现场质量管理责任进行明确，让船舶建造现场的各项质量问题都有人负责、有人管理。船舶建造车间的质量管理工作有一定的综合性、系统性与复杂性，需要零件管理部门、技术研发部门、质量监管部门等多部门的沟通与配合。因此在建立质量管理组织时，企业可从各有关部门中挑选优秀人才组建质量管理队伍，从而保证现场各项质量问题都能得到有效解决。

5.3 加强质量隐患排查

在当前背景下，企业要做好船舶建造质量风险因素辨识与评级。在风险因素辨识过程中应做到以下几点：对风险因素进行辨识时，要从多角度、多状态、多时态进行，以保证辨识结果的科学性与准确性。辨识船舶内饰塑料件工艺中的风险时，要合理划分工作步骤，然后根据各活动的具体内容、开展环境以及技术难度、特征特点等进行全方位、多角度辨识，确保能将潜藏于活动中的风险因素及时查找出来。在准确辨识风险因素的基础上还要做好对风险因素的分级，评价分级时需要采用专业、科学以及实用的方法，确保最终分级结果科学合理。评级之前，先组织工作人员采集质量问题产生数据、问题数据，基于真实数据计算出质量风险发生概率，并进一步推导出风险率，最终实现对风险因素的准确评价。在运用定性评价法时，是根据经验对生产过程中的材料、工艺参数、设备性能等做定性分析。

5.4 规范岗位操作过程

为确保大型集装箱船建造质量达标，企业要依据国家要求与行业标准，根据大型集装箱船舶特征特点等编制操作规程，推进各项生产活动规范化、标准化开展。具体如企业可制定船舶建造规范，建造流程，质检流程与质量检查标准等，向员工介绍船舶生产要求，为员工的安全化、规范化作业打好基础。企业要制定船舶生产说明，明确告知员工在建造过程中需注意哪些事项，注意哪些方面，要求工作人员熟悉船舶建造质量要求，能严格按照规定规范制作。企业要编制大型集装箱船舶建造注意事项，注意事项要尽可能全面，不留死角。作业注意事项应当涉及作业前进行必备的质量检查，作业中考虑工艺及设备的质量情况以及制作生产行为的规范要求，制作后期的收尾、清理、质量检查与评定等。

5.5 应用先进设备与技术进行质量监测

当前背景下，可在大型集装箱船舶生产线上增设自动化、智能化的质量检测装置，这种装置能自动检测装配信息，自动纠正制作失误等，大大提高船舶建造质量。将这类自动化、智能化装置引进船舶生产线，生产线上的各项生产行为都将受到设备的监测与检测，监测设备一旦发现异常信息就会自动报警，并自动停止制作程序，工作人员在收到报警信息后对问题进行检查处理，问题消除后，生产线与监测设备重新运行。也可将3D、4D、VR等技术运用于船舶建造生产线，利用这些先进技术手段更直观、清楚地监测与掌控各个装配环节，实现对装配风险的有效预防。也可通过物联网、蓝牙等先进技术开展防错工作，将错装问题发生的概率降到最低。在船舶建造过程中，企业可研发引进ABB ability智能传感器产品，将传感器与生产系统连接，然后生产部门的电脑或有关工作人员的移动终端设备，通过蓝牙与传感器连接，这样工作人员就能通过电脑或手机实时查看生产线上的装配情况，及时发现装配异常并进行处理，以保证大型集装箱船建造质量。