VLCC船大型舾裝件安裝階段前移研究

周建華，杜 愷，張 博

（上海外高橋造船海洋工程設(shè)計(jì)有限公司，上海 200137）

0 引 言

船塢、碼頭作為船廠最重要的生產(chǎn)資源，如何提高利用率一直是各大船廠的研究重點(diǎn)。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)各大造船企業(yè)通過(guò)擴(kuò)大總段及增加船塢吊裝能力等方式大幅縮短分段在塢內(nèi)搭載周期，然而大部分企業(yè)的舾裝能力并未得到相應(yīng)的提升，舾裝生產(chǎn)已逐步成為制約船企船塢、碼頭周期進(jìn)一步縮短的主要因素。基于此，將以 VLCC船為例，結(jié)合結(jié)構(gòu) DAP（詳細(xì)裝配程序）對(duì)部分區(qū)域階段安裝的大型鐵舾裝件提前在分段、總組階段進(jìn)行預(yù)舾裝的可行性進(jìn)行研究，以達(dá)到舾裝件安裝階段前移的目的，從而提高舾裝效率，縮短船塢、碼頭周期。

1 優(yōu)化前狀況分析

1.1 DAP簡(jiǎn)介

DAP（Detailed Assembly Procedure）是結(jié)構(gòu)和裝配工藝的綜合反映，其表達(dá)方式以圖為主，以適量關(guān)鍵性文字為輔。根據(jù)不同的作業(yè)階段將分段、總段所屬各型組立劃分成小、中、大三類，由三維視圖體現(xiàn)裝配順序，其中包括組立的尺寸、流向、重量等信息。

優(yōu)化DAP，能使舾裝件從密閉的、狹小的、高空的、不安全的作業(yè)階段轉(zhuǎn)移到敞開(kāi)的、寬敞的、平面的、安全的以及資源配置高的區(qū)域進(jìn)行作業(yè)；達(dá)到安全作業(yè)、高效作業(yè)，縮短造船周期的目的。

1.2 PSPC要求提高預(yù)舾裝率

舾裝件是船舶的重要組成部分，PSPC（保護(hù)涂層性能標(biāo)準(zhǔn)）要求的出臺(tái)給舾裝件安裝增加了不少困難，成為船舶行業(yè)比較關(guān)注的問(wèn)題。

從目前國(guó)內(nèi)相關(guān)的技術(shù)文件來(lái)看，對(duì)此方面的研究尚不完善，現(xiàn)場(chǎng)施工安裝規(guī)范欠缺，而船東對(duì)于舾裝件安裝要求卻日益嚴(yán)格。舾裝件的安裝階段前移勢(shì)在必行。

1.3 舾裝階段劃分及各階段舾裝率現(xiàn)狀

以某型船為例，統(tǒng)計(jì)各階段舾裝件，見(jiàn)表1。

表1 某型船各階段舾裝內(nèi)容及舾裝件的舾裝率

據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，同樣的工作放在不同的階段施工，投入工時(shí)比例為：

C階段 : B階段 : P階段 : D階段 = 1:3:6:9

故研究C、B、P、D階段的舾裝率（特別是大型舾裝件）非常必要，應(yīng)盡量使舾裝件安裝階段前移，提高舾裝效率。

從表1可以看出，目前舾裝件大量集中在B階段進(jìn)行舾裝，在方便作業(yè)、施工效率最高的C階段的舾裝件數(shù)量則較少，而在P、D階段還有近20%的舾裝件要安裝。

1.4 舾裝件作業(yè)階段優(yōu)化目標(biāo)

各作業(yè)階段工作描述及作業(yè)分工見(jiàn)表2。

表2 作業(yè)階段工作描述及作業(yè)分工

船舶制造過(guò)程中往往注重提高生產(chǎn)效率，而精度控制更注重于縮短無(wú)效時(shí)間，減少中間環(huán)節(jié)的浪費(fèi)，從而大大縮短生產(chǎn)周期。根據(jù)這種精益造船理念，大型舾裝件安裝階段前移，即從P、D階段前移意義非凡。

2 優(yōu)化方案

根據(jù)目前的技術(shù)力量及生產(chǎn)部門(mén)的舾裝能力，規(guī)劃舾裝件的作業(yè)階段及作業(yè)類型、數(shù)量很有必要。下面以某型VLCC船為例進(jìn)行分析，某型VLCC舷側(cè)區(qū)域舾裝作業(yè)分析研究見(jiàn)表3。

表3 某型 VLCC舷側(cè)區(qū)域舾裝作業(yè)分析研究

續(xù)表3

2.1 大型舾裝件總段預(yù)裝

大型舾裝件的安裝以前主要是在船塢內(nèi)進(jìn)行，這樣不但不利于船舶舾裝效率的提高，而且也有可能因此而影響船舶的順利出塢，為此對(duì)大型舾裝件總段預(yù)裝做了研究，以大型舾裝件總段預(yù)裝為優(yōu)化目標(biāo)。

2.1.1 大型舾裝件在VLCC船首尾部總段正態(tài)總組

VLCC船首部和尾部總段總組采取正態(tài)總組形式，除排除了高空作業(yè)外，總組情況下的安裝狀態(tài)基本上和船塢內(nèi)部狀態(tài)一致，關(guān)鍵是控制大型舾裝件總組時(shí)的安裝質(zhì)量[1]，于是編制了大型舾裝件正態(tài)安裝的工藝來(lái)規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)作業(yè)。以導(dǎo)纜孔、帶纜樁正裝工藝程序?yàn)槔饕唤榻B：

1) 待搭載部總段焊縫報(bào)驗(yàn)完畢后，船裝部按照安裝圖上的尺寸在甲板上畫(huà)出導(dǎo)纜孔和帶纜樁的安裝位置，以方便導(dǎo)纜孔和帶纜樁側(cè)裝時(shí)準(zhǔn)確、方便定位；

2) 在安裝前要明確甲板的梁拱和安裝圖中安裝角度的要求，并對(duì)導(dǎo)纜孔和帶纜樁的基座做好修割工作；

3) 把需要安裝的導(dǎo)纜孔和帶纜樁利用汽車(chē)吊或塔吊裝到劃線位置，對(duì)于大型的帶纜樁或三孔相連的導(dǎo)纜孔用液壓泵把其調(diào)整到安裝位置，對(duì)導(dǎo)纜孔和帶纜樁進(jìn)行點(diǎn)焊定位；

4) 導(dǎo)纜孔和帶纜樁安裝時(shí)要嚴(yán)格按照?qǐng)D紙上的尺寸安裝，導(dǎo)纜孔或帶纜樁反頂加強(qiáng)要和基座對(duì)準(zhǔn)，要求板厚差不超過(guò)較薄板材板厚的三分之一；

5) 導(dǎo)纜孔和帶纜樁焊接后的焊腳高度要滿足圖紙要求；

6) 報(bào)驗(yàn)完工。

2.1.2 大型舾裝件在舷側(cè)總段側(cè)態(tài)安裝

大型舾裝件舷側(cè)總段采取側(cè)裝方案，見(jiàn)圖2。編制了2種側(cè)裝的方案：

方案1：大型舾裝件安裝前在舷側(cè)總段上劃線，然后在劃線位置上安裝定位板，在大型舾裝件安裝位置的上方焊接吊耳，吊耳的承重能力要滿足大型舾裝件重量的要求，再用手拉葫蘆對(duì)大型舾裝件進(jìn)行詳細(xì)的定位，最后對(duì)大型舾裝件進(jìn)行點(diǎn)焊、焊接，要求大型舾裝件基座和反頂加強(qiáng)的板厚差最大不超過(guò)較薄板的三分之一，如果不能滿足這個(gè)要求則修改反頂加強(qiáng)。

方案2：對(duì)于三孔相連的導(dǎo)纜孔，其前期工作也是在舷側(cè)總段上劃線和在劃線位置裝定位板，至于大型舾裝件的吊裝由于考慮到葫蘆吊裝不太穩(wěn)定，故建議采用葫蘆和吊車(chē)相配合的安裝形式，首先用吊車(chē)把導(dǎo)纜孔吊運(yùn)到安裝位置附近，然后再用葫蘆對(duì)導(dǎo)纜孔進(jìn)行精確的定位，最后對(duì)其進(jìn)行點(diǎn)焊、焊接、反頂加強(qiáng)位置核對(duì)和修改工作。

經(jīng)與現(xiàn)場(chǎng)部門(mén)的大力配合，大型舾裝件側(cè)態(tài)安裝工作得以順利開(kāi)展，目前大型舾裝件在VLCC舷側(cè)總段上的側(cè)態(tài)安裝已得到了很好的推進(jìn)。仍以導(dǎo)纜孔、帶纜樁側(cè)裝工藝程序?yàn)槔?/p>

1) 待搭載部總段焊縫報(bào)驗(yàn)完畢后，船裝部按照安裝圖上的尺寸在甲板上畫(huà)出導(dǎo)纜孔和帶纜樁的安裝位置，并在安裝位置附近布置定位馬板，以方便帶纜樁側(cè)裝時(shí)的準(zhǔn)確和方便定位；

2) 根據(jù)實(shí)際需要在導(dǎo)纜孔或帶纜樁上焊接起吊眼板以保證導(dǎo)纜孔或帶纜樁在起吊過(guò)程中的穩(wěn)定性；

3) 在安裝前要明確甲板的梁拱和安裝圖中安裝角度的要求，并對(duì)導(dǎo)纜孔和帶纜樁的基座做好修割工作；

4) 把需要安裝的導(dǎo)纜孔和帶纜樁利用葫蘆或吊車(chē)吊裝到劃線位置，然后對(duì)導(dǎo)纜孔和帶纜樁進(jìn)行間斷焊定位（保證導(dǎo)纜孔和帶纜樁在懸空狀態(tài)下的穩(wěn)定性），對(duì)于三孔相連的導(dǎo)纜孔或大型帶纜樁的安裝可采用汽車(chē)吊配合側(cè)裝；

5) 導(dǎo)纜孔和帶纜樁安裝時(shí)要嚴(yán)格按照?qǐng)D紙尺寸安裝，導(dǎo)纜孔或帶纜樁反頂加強(qiáng)要和基座對(duì)準(zhǔn)，要求板厚差應(yīng)不超過(guò)較薄板材板厚的三分之一；

6) 導(dǎo)纜孔和帶纜樁焊接后的焊腳高度要滿足圖紙要求；

7) 報(bào)驗(yàn)完工。

圖1 正在平臺(tái)上預(yù)舾裝的VLCC艉部甲板總段

圖2 VLCC舷側(cè)總段大型舾裝件（導(dǎo)纜孔）的側(cè)態(tài)安裝

2.1.3 大型舾裝件反態(tài)安裝

在反態(tài)安裝（圖 3）的情況下，由于帶纜樁、導(dǎo)纜孔等系泊設(shè)備都比較笨重，因此必須利用頂升工具進(jìn)行安裝。目前現(xiàn)場(chǎng)多利用叉車(chē)或工裝小車(chē)輔助安裝。再以導(dǎo)纜孔、帶纜樁反裝工藝程序?yàn)槔?/p>

1) 待分段脫胎轉(zhuǎn)移到龍門(mén)擱架或者擱墩上以后，工作人員按照安裝圖上標(biāo)注的尺寸在甲板上畫(huà)出導(dǎo)纜孔和帶纜樁的安裝位置，對(duì)于導(dǎo)纜孔和帶纜樁基座的輪廓線在甲板上應(yīng)清晰的標(biāo)注出來(lái)；

2) 在導(dǎo)纜孔或帶纜樁上焊接起吊眼板并把其吊入導(dǎo)纜孔和帶纜樁安裝的工裝中，并把其固定好；

3) 在安裝前要明確甲板的梁拱和安裝圖中安裝角度的要求，并對(duì)導(dǎo)纜孔和帶纜樁的基座做好修割好；

圖3 大型舾裝件反態(tài)安裝

4) 把需要安裝的導(dǎo)纜孔或帶纜樁利用導(dǎo)纜孔和帶纜樁的安裝工裝移動(dòng)到安裝位置附近，然后調(diào)節(jié)負(fù)責(zé)升降的液壓油泵把導(dǎo)纜孔或帶纜樁的基座調(diào)到甲板附近，再調(diào)節(jié)負(fù)責(zé)左右移動(dòng)的液壓油泵使導(dǎo)纜孔或帶纜樁的基座和甲板的劃線位置相重合，最后對(duì)導(dǎo)纜孔和帶纜樁進(jìn)行點(diǎn)焊定位（保證導(dǎo)纜孔和帶纜樁在懸空狀態(tài)下的穩(wěn)定性）；

5) 待導(dǎo)纜孔或帶纜樁點(diǎn)焊完成后，移出導(dǎo)纜孔和帶纜樁的安裝工裝；

6) 導(dǎo)纜孔和帶纜樁安裝時(shí)要嚴(yán)格按照?qǐng)D紙上的尺寸安裝，導(dǎo)纜孔或帶纜樁反頂加強(qiáng)要和基座對(duì)準(zhǔn)，要求板厚差應(yīng)不超過(guò)較薄板材板厚的三分之一；

7) 導(dǎo)纜孔和帶纜樁焊接后的焊腳高度要滿足圖紙要求；

8) 報(bào)驗(yàn)完工。

3 優(yōu)化效果

某型 VLCC舾裝件安裝階段的舾裝率分析，見(jiàn)表4。

表4 某型 VLCC各階段鐵舾裝件舾裝率

從表4可見(jiàn)，大型舾裝件分段、總段的正態(tài)和側(cè)態(tài)安裝給甲板反頂加強(qiáng)錯(cuò)位的修改提供了良好的作業(yè)環(huán)境，更重要的是反頂加強(qiáng)的及時(shí)修補(bǔ)可以減少塢內(nèi)反頂腳手的搭載，大大減少施工人員在反頂腳手架上的危險(xiǎn)作業(yè)，增加了施工作業(yè)的安全性。另外，大型舾裝件的分段、總段預(yù)舾裝把船塢內(nèi)部的舾裝工作轉(zhuǎn)移到平臺(tái)做，有利于減輕船塢內(nèi)部的舾裝工作量，為船塢內(nèi)全船的舾裝完整打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為縮短船塢舾裝的周期提供了有力的保證。

4 結(jié) 語(yǔ)

大型舾裝件分段、總段正態(tài)總組和側(cè)裝的實(shí)現(xiàn)，充分說(shuō)明了分段、總段舾裝件總組的可行性，分段大型舾裝件的側(cè)裝可有效地減少分段涂裝后因油漆破壞而帶來(lái)的批、磨、補(bǔ)的工作量和多余的腳手架搭設(shè)，另外壓載艙分段的預(yù)裝為保證PSPC的成功實(shí)施提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

無(wú)論從舾裝工作前移、平衡船塢舾裝工作量來(lái)說(shuō)，還是從減少批、磨、補(bǔ)工作量、腳手架搭設(shè)和為PSPC的實(shí)施來(lái)說(shuō)，大型舾裝件分段、總段預(yù)舾裝的研究帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都是巨大的。

[1] 中國(guó)船舶工業(yè)公司. 船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)（舾裝分冊(cè)）[M]. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2002.