【摘 要】本文將對(duì)修船立體分段技術(shù)進(jìn)行研究，并結(jié)合中海工業(yè)（上海長(zhǎng)興）有限公司承接的海損船“春晟”輪的實(shí)際工程應(yīng)用為依托，對(duì)修船工程立體分段建造及精度控制方面的有關(guān)問題進(jìn)行研究和分析，并提出有效的控制精度的方法。

【關(guān)鍵詞】海損；立體分段；精度控制

引言

伴隨目前國(guó)際航運(yùn)市場(chǎng)的蕭條以及修船市場(chǎng)對(duì)船期和質(zhì)量等要求的日益增高，修船企業(yè)對(duì)修船工藝和精度控制的要求也隨之有了提高。目前我國(guó)修船業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施已頗具規(guī)模，但在軟件方面與亞洲的日韓、新加坡等修船強(qiáng)國(guó)相比還有很大差距。以前我國(guó)修船業(yè)基本處于換板、除銹、油漆等技術(shù)含量較低的水平，目前在船舶改裝工程以及海損船的修理方面已略有起色，主要體現(xiàn)在修船立體分段的制造與安裝方面，而分段精度控制是其中一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文將對(duì)修船立體分段技術(shù)進(jìn)行研究，并結(jié)合中海工業(yè)（上海長(zhǎng)興）有限公司承接的海損船“春晟”輪的實(shí)際工程應(yīng)用為依托，對(duì)修船工程立體分段建造及精度控制方面的有關(guān)問題進(jìn)行研究和分析，并提出有效的控制精度的方法。

一、工程背景

“春晟”輪，92500dwt散貨船，總長(zhǎng)229.20m，型寬38.00m，型深20.70m，于2012年6月份進(jìn)廠海損修理。主要鋼質(zhì)工程范圍為船艏右舷區(qū)域：寬度方向?yàn)镈L7至舷側(cè)，長(zhǎng)度方向?yàn)镕R240至船艏，高度方向?yàn)?000水線+100（距基線，下同）至艏樓甲板，涉及12000平臺(tái)，17000平臺(tái)，主甲板，艏樓及艏樓舷墻等。

二、分段劃分

綜合考慮海損部位工程施工的可行性，以及具體的船體結(jié)構(gòu)，并結(jié)合廠內(nèi)的起重運(yùn)輸能力與預(yù)舾裝要求等，采用立體分段與平面分段相結(jié)合的施工方式。

1.艏部FR252-150～船艏上甲板以下區(qū)域劃分為三個(gè)立體分段進(jìn)行預(yù)制，具體如下：

7000平臺(tái)+100～12000平臺(tái)+150（包括12000平臺(tái)板）為S1A分段；

12000平臺(tái)+150～17000平臺(tái)+150（包括17000平臺(tái)板）為S1B分段；

17000+150平臺(tái)～主甲板（包括主甲板）為S1C分段。

2.艏樓及艏樓舷墻區(qū)域分為兩個(gè)立體分段和一個(gè)平面分段，具體如下：

艏樓FR250～FR259-150為FW1分段；

艏樓FR259-150至艏部為FW2分段；

艏樓FR250～船艏艏樓甲板以上舷墻為BW分段。

3.№1邊艙FR240～FR252-150區(qū)域分為一個(gè)立體分段和一個(gè)平面分段，具體如下：

10500水線～16650水線為S2A分段；

16650水線～主甲板為S2B分段。

其中，上述分段中S1A、S1B、S1C、FW1、FW2及S2B分段為立體分段，BW及S2A為平面分段。

三、施工原則及要求

為控制精度，分段建造過程中需始終按照如下要求進(jìn)行。

1.電腦線型光順，外板展開，結(jié)構(gòu)放樣，生成零件表及零件圖；

2.施工時(shí)結(jié)構(gòu)安裝嚴(yán)格按照船體理論線進(jìn)行，避免由此造成的板厚錯(cuò)位；

3.對(duì)接板板厚差大于等于4mm的須進(jìn)行板厚過渡；

4.焊接按照焊接規(guī)格表進(jìn)行，不能過大或過??；

5.主要坡口型式按照廠內(nèi)認(rèn)可的WPS進(jìn)行；

6.板材收縮余量按照1‰放置，立體分段之間對(duì)合接縫放50mm余量；

7.排板原則根據(jù)工程部和物資部提供的來料規(guī)格進(jìn)行；

8.為防止分段整體變形，一定要牢固封胎，嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝標(biāo)準(zhǔn)，合理安排焊接順序；

9.所有結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行焊后退火，控制焊接變形和消除應(yīng)力；

10.保證分段之間對(duì)合口處的尺寸平直度，必要時(shí)加梁固定，避免合攏時(shí)產(chǎn)生大的應(yīng)力集中和變形；

11.尺寸按照工藝要求測(cè)量，并根據(jù)施工圖紙要求切割余量；

12.可根據(jù)具體分段的具體情況進(jìn)行預(yù)舾裝。

四、精度控制要點(diǎn)分析

在船體分段的制造過程中，精度控制是保證船體建造質(zhì)量的一個(gè)重要因素，而產(chǎn)生變形的主要原因有如下幾點(diǎn)：

1.立體分段建造由于剛性較大，分段的焊接應(yīng)力無法充分得到釋放進(jìn)而引起變形。多數(shù)立體分段主要是采用反造法，即以甲板或平臺(tái)為胎架面，然后安裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)，再安裝外板，最后進(jìn)行外板上結(jié)構(gòu)和外板對(duì)接縫的焊接。焊接應(yīng)力無法得到釋放會(huì)導(dǎo)致脫胎時(shí)甲板或平臺(tái)面的變形。

2.施工工藝不合理。這個(gè)原因分為兩個(gè)方面，一是為立體分段制定的施工工藝不合理，二是在施工過程中作業(yè)者沒有嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行，從而引起分段變形。

3.焊腳偏大。這方面的原因有兩點(diǎn)，一是結(jié)構(gòu)間裝配間隙較大，二是焊工的焊接規(guī)范掌握不好，導(dǎo)致焊腳過大。

4.火工矯正量過大。在分段制造過程中及完工后，一般進(jìn)行火工矯正，以消除應(yīng)力及控制變形?；鸸さ某C正量過大有時(shí)會(huì)引起收縮量增多，產(chǎn)生收縮變形。

五、防變形措施及執(zhí)行情況

立體分段在建造過程中產(chǎn)生的變形是一個(gè)復(fù)雜的控制過程，而采取合理措施能夠有效預(yù)防變形。為控制該輪預(yù)制立體分段的精度，在分段建造過程中，船廠采取了一系列措施，并取得了較好的效果，下面就這些措施的具體執(zhí)行情況進(jìn)行分析。

1.胎架的精度。胎架是分段建造的關(guān)鍵所在，尤其是對(duì)具有拋、昂勢(shì)以及放反變形胎架的測(cè)量，是建造過程的重中之重。為保證分段的精度，我們對(duì)每一個(gè)立體分段都制定了具體的胎架制作要求，并要求每個(gè)胎架立柱的誤差控制在2mm范圍內(nèi)。

2.在施工過程中，尤其在外板上結(jié)構(gòu)以及外板對(duì)接縫焊接后，及時(shí)進(jìn)行退火處理，以消除應(yīng)力，避免脫胎架時(shí)甲板面或平臺(tái)面產(chǎn)生較大的變形。

3.在施工過程中進(jìn)行精度測(cè)量。分段安裝精度的測(cè)量，應(yīng)始終貫穿在分段安裝的過程中，包括安裝構(gòu)件的角度，尤其是外板上的構(gòu)件角度的正確性，并且在分段裝配完畢并進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量后，才進(jìn)入下道工序的施工，堅(jiān)決避免前一工序的錯(cuò)誤帶入到下一工序而造成誤差累積。

4.在分段之間對(duì)合口處加梁固定，以保證其尺寸平直度，避免合攏時(shí)產(chǎn)生大的變形。

5.控制焊接變形。嚴(yán)格按照焊接工藝的要求進(jìn)行焊接，并盡量采用高效的焊接工藝提高焊縫質(zhì)量，減少焊縫返修量。同時(shí)在焊接時(shí)嚴(yán)格按照焊接規(guī)格表進(jìn)行，避免焊腳過大或過小。

6.分段吊運(yùn)及翻身過程中，為防止發(fā)生變形也要對(duì)分段采取臨時(shí)加強(qiáng)措施，特別對(duì)于尺寸較大而剛性較差的分段，應(yīng)加裝臨時(shí)扶強(qiáng)材。

7.輔助手段。適當(dāng)運(yùn)用剛性固定措施，剛性固定方法是船廠施工中常用的一種控制變形的手段，該輪在甲板面和平臺(tái)面以及外板的焊接過程中，采用長(zhǎng)馬板騎縫，在高腹板構(gòu)架焊接前用型材拉撐固定等，這些措施均有利于減少焊接角變形。

六、精度控制措施執(zhí)行情況小結(jié)

經(jīng)實(shí)踐證明，在該輪立體分段預(yù)制過程中所采取的防變形措施總體來說是比較成功的，對(duì)海損修理工程的順利進(jìn)行以及工程質(zhì)量的保證等方面起到了積極作用。同時(shí)，隨著類似工程的不斷實(shí)踐，我們一定會(huì)汲取各種經(jīng)驗(yàn)，對(duì)修船立體分段精度控制技術(shù)進(jìn)一步完善。

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作者簡(jiǎn)介：

王天義，中海工業(yè)（上海長(zhǎng)興）有限公司，工程師。