球鼻艏換新工程的質(zhì)量控制工作

甄群力，王 江 ，韓洪松

(青島北海船舶重工有限責任公司 修船分廠，山東 青島 266520)

球鼻艏換新工程的質(zhì)量控制工作

甄群力，王 江 ，韓洪松

(青島北海船舶重工有限責任公司 修船分廠，山東 青島 266520)

對于集裝箱船和滾裝船的球鼻艏換新工程，新球鼻艏的線型是否能夠滿足型線圖的要求、球鼻艏外板及其與船體艏部外板的過渡是否光順，是考核該項工程建造質(zhì)量的重要因素之一，而對球鼻艏線型的控制又是該項工程的一個難點。文章分析了新球鼻艏分段建造中產(chǎn)生線型不光順的各種因素，并根據(jù)新分段建造中各階段的具體情況提出了適當?shù)目刂品椒ā?/p>

球鼻艏；線型控制；焊接；熱應(yīng)力

近年來，多家航運公司為了適應(yīng)當前經(jīng)濟形勢，與青島北海船舶重工有限責任公司簽訂了幾十艘船舶球鼻艏的換新改造工程項目。在滿足船舶總體性能的前提下，船東將現(xiàn)有船舶的肥胖型球鼻艏換新成較瘦窄的球鼻艏，用以減小船舶航行阻力，達到降低主機燃油消耗的目的。根據(jù)船東的這一換新要求，可以明確的是，船東對換新后的新球鼻艏外板線型的光順度有很高的要求。因此，在新球鼻艏建造過程中，必須對新球鼻艏的線型、合龍時的外板對正以及新舊外板線型的光順進行嚴格的質(zhì)量控制。

1 造成新分段線型不光順的因素

新球鼻艏分段由于其線型的特殊性，外板需要進行三曲度折彎處理，尤其是對于球頭部位，外板有較大的三曲度彎曲，并且外板周邊不留切割余量，所以對外板折彎加工的精度要求非常高。新球鼻艏分段通常分為多個小分段分別建造，然后將各個小分段進行組立合龍，若精度控制不好，會由此造成整個分段的累計建造誤差過大。再加上大量的焊接和火工產(chǎn)生的熱應(yīng)力，很容易造成新球鼻艏分段外板線型的誤差和不光順。

2 分段建造的線型控制

2.1分段組立階段

首先，外板在進行三曲度壓彎時，應(yīng)確保壓彎加工精度，避免線型不滿足要求的板材進入到拼板和組立環(huán)節(jié)。精度不夠但偏差較小的外板，可以經(jīng)過適當?shù)乃鸺庸みM行校正，水火加工時應(yīng)注意控制火焰的溫度，比如“馬士基球鼻艏換新”項目所用到的外板材質(zhì)為AH36、厚度為20 mm的高強板，火焰溫度要求不能超過900 ℃。對于精度偏差較大的外板，必須進行二次壓彎處理。

其次，在小分段組立裝配過程中，應(yīng)在基準平臺上畫出準確的裝配線和檢驗線，使得內(nèi)部框架和構(gòu)件得到精準的定位和裝配，同時還要對外板進行二次放線，以保證肋骨間距及內(nèi)部平臺的間距。在裝配過程中，應(yīng)盡量減少不必要的火工，避免曲度外板因熱應(yīng)力產(chǎn)生過多的變形。在組立裝配過程中還應(yīng)嚴格按照圖紙和工藝文件的要求，控制焊接坡口的間隙和角度，坡口間隙應(yīng)控制在6～8 mm，坡口角度控制在40°～ 45°為最佳。但是，當現(xiàn)場施工不可避免的需要手工研裝時，坡口對接間隙應(yīng)控制在12 mm以內(nèi)。如果間隙過小，焊接質(zhì)量難以保證，過大又會增加焊接量，進而會加大焊接熱應(yīng)力，容易引起外板變形。在施焊過程中應(yīng)保證足夠的焊角高度，以避免焊接強度不夠，同時還應(yīng)保證焊角高度不應(yīng)過大，避免增加焊接成本和焊接熱應(yīng)力，依照焊接工藝，對接縫焊后余高應(yīng)在3 mm以內(nèi)，最大不超過5 mm，角接焊縫焊喉控制在5～8 mm最佳。施焊完成后，應(yīng)及時對板材進行背火，以釋放焊接產(chǎn)生的應(yīng)力。背火時應(yīng)按照合適的火調(diào)工藝，溫度不應(yīng)過高以免影響板材的性能。

最后，在小分段組立完成后，要對分段的焊接質(zhì)量及外觀進行檢驗，以保證小分段的焊接質(zhì)量和線型的光順，線型不光順的部位要及時進行水火矯正，需要進行水火矯正的部位較多或面積較大時，應(yīng)對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行適當加強，以防止應(yīng)力轉(zhuǎn)移，造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變形。除此之外，還應(yīng)對分段合龍口進行精度測量，并出具精度測量表，以保證下一步分段總組時合龍口的精度與線型。

2.2分段總組階段

在分段總組時，應(yīng)先將靠近基線的分段在胎架上放正、放平，作為基準分段，其余分段與基準分段合龍時，要保證各分段的中縱剖面與基準分段的中縱剖面在一個垂直平面上，并應(yīng)保證各分段框架及構(gòu)件能精準對位，同時應(yīng)保證合適的平臺間距和肋骨間距?？傮w定位完成后應(yīng)加以固定，對外板的對接合龍縫進行適當調(diào)整，以保證各合龍縫的正確對位，并留出適當?shù)拈g隙和坡口。遇到外板對接有較大錯位時，應(yīng)適當割開內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，內(nèi)部結(jié)構(gòu)件割開的長度，必須保證外板能夠平滑的過渡和光順對接。環(huán)形合龍縫為立焊縫，焊接順序應(yīng)為自下向上焊接，這樣焊接應(yīng)力容易向上轉(zhuǎn)移，加上環(huán)縫頂部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對較少，所以環(huán)形合龍縫頂部是比較容易產(chǎn)生變形的位置。因此，在裝配時應(yīng)盡量使用長碼板固定，起到臨時加強的作用。焊接時應(yīng)嚴格按照焊接工藝進行施焊，以減少焊接產(chǎn)生的熱應(yīng)力，并在施焊完成后，及時背火以消除熱應(yīng)力。分段總組完成后，應(yīng)測量環(huán)形合龍口的數(shù)據(jù)，并與原船的對應(yīng)數(shù)值進行對比，必要時進行調(diào)整，以保證新球鼻艏與原船對接的精度和線型光順。

2.3塢內(nèi)大合龍階段

船舶進塢落礅后，應(yīng)在塢底面畫出船體中心線，用以檢驗新球鼻艏分段合龍時的對中情況。新球鼻艏分段與原船合龍之前，應(yīng)準確畫出舊球鼻艏的切割線和合龍檢驗線，以保證新球鼻艏與原船內(nèi)部結(jié)構(gòu)能正確的對接。新球鼻艏合龍時，應(yīng)保證前后、左右和上下方向均能準確定位。分段前后方向的定位，應(yīng)以合龍口位置新舊肋骨的肋距為基準進行定位。分段左右方向的定位，應(yīng)以艏柱板中心線及新舊中縱桁為基準進行定位，檢驗新球鼻艏的中心線與原船中心線的重合度。分段上下方向的定位應(yīng)以原船平臺與新球鼻艏上層平臺的高度為基準定位，并保證龍骨板合龍后的線型光順。另外，新球鼻艏與原船合龍時，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的對接較多，加上新球鼻艏存在合理范圍內(nèi)的建造誤差，常常會遇到平臺和橫向框架結(jié)構(gòu)與原船平臺和框架結(jié)構(gòu)對接時存在錯位。遇到錯位時，應(yīng)根據(jù)錯位大小將新舊平臺或框架結(jié)構(gòu)割開，然后將平臺或框架進行平順過渡和對接。遇到內(nèi)部結(jié)構(gòu)錯位較大時，應(yīng)適當增加扶強材補強或進行結(jié)構(gòu)挖換。除了平臺或內(nèi)部框架以外，鼻梁位置也是較易產(chǎn)生錯位及變形的部位，可將原船對應(yīng)處的外板割除一塊，進行散裝，以完成新舊球鼻艏鼻梁板的合龍對接，也可以用加大焊角方法使線型平滑光順。

3 結(jié)束語

綜上所述，對于球鼻艏的換新工程，一方面要在各個小分段建造過程中，注意減少甚至消除每個小分段建造過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力及變形。另一方面，可以通過加強對球鼻艏分段建造的各個階段的精度控制，進一步減小建造誤差，這樣才能保證新球鼻艏分段線型的流暢和光順。

For the bulbous bow modification of container or RO/RO vessels,a fairing shell of new bulbous bow block and a smooth transition between new bulbous and original shell plate are the most important factors to examine the quality of the project.However,it is very difficult to make the shell's fairing under control.In this article,any factors that make new block's fairing unfavorable are analyzed,and any suitable control methods are proposed depending on different stages.

bulbous bow;fairing control;welding;thermal stress

甄群力(1988-)，男，內(nèi)蒙古烏海人，助理工程師，大學(xué)本科，主要從事修船及改裝工程項目的質(zhì)量控制工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2015.03.004

2014-12-12