船體建造精度控制技術(shù)分析

吉玉龍

摘 要：水路運(yùn)輸業(yè)的迅速發(fā)展向船舶質(zhì)量提出了更高的要求，而為了進(jìn)一步提高船舶建造質(zhì)量，本文以船體建造的精度控制技術(shù)作為主要研究對象，通過對船體建造精度控制方法的發(fā)展情況進(jìn)行闡述，進(jìn)而對船體建造精度控制的各項(xiàng)技術(shù)展開了深入研究。

關(guān)鍵詞：船體建造；精度控制；對合基準(zhǔn)線

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.206

0 前言

近年來，我國船舶制造業(yè)發(fā)展迅速，且為促進(jìn)水路運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展提供了有力的交通工具支持，作為船舶制造的一項(xiàng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，船體建造精度的控制不僅關(guān)系著船舶的整體建造質(zhì)量，而且對于船舶建造業(yè)與水路運(yùn)輸業(yè)的雙重發(fā)展也具有重要影響。在現(xiàn)代運(yùn)輸業(yè)和造船業(yè)競爭日益激烈的背景下，加強(qiáng)對對船體建造精度的控制技術(shù)分析與研究，已成為當(dāng)前船舶制造領(lǐng)域需要著重開展的關(guān)鍵工作。

1 船體制造精度控制方法的發(fā)展情況與重要意義

對我國船舶企業(yè)進(jìn)行分析可知，當(dāng)前，多數(shù)企業(yè)大都能夠?qū)Υw制造的精度調(diào)控技術(shù)予以相應(yīng)的重視，并以對船體的高效組織和操控為目標(biāo)，利用船體制造精度調(diào)控技術(shù)的原理以及填充量等相關(guān)知識，通過對各部分零件進(jìn)行調(diào)控，確保船舶的質(zhì)量。在國外科技較為發(fā)達(dá)的船舶制造場中，每過一段時(shí)間，企業(yè)便會(huì)對船舶制造的步驟與零件特征開展較為全面的檢測與試驗(yàn)，以此來保證船舶的安全性、可靠性以及造船成本的合理性。通過引入船體制造的精度控制技術(shù)，在船只制造過程中對各鋼板利用率誤差以及熱變形等情況進(jìn)行環(huán)節(jié)，從而有效節(jié)省造船過程中的人力、物力和財(cái)力，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。加強(qiáng)對船只精度控制技術(shù)的研究和應(yīng)用，從而確保船只建造過程中，所產(chǎn)生的誤差在可控范圍內(nèi)，并確保所見船只性能達(dá)到預(yù)期效果并提高船只的安全性，有利于提高造船行業(yè)在國際造船市場中的競爭優(yōu)勢[1]。

2 全船余量以及補(bǔ)償量的加放技術(shù)

對船體建造精度控制技術(shù)進(jìn)行分析可知，其核心內(nèi)容即為補(bǔ)償量的確定，而對船體建造精度控制的最終目的也是以補(bǔ)償量來取代船體的余量。因此，補(bǔ)償量的加放是否恰當(dāng)，將直接關(guān)系著船體精度控制的效果。以上海外高橋造船有限公司為例，其在所造船只的余量與補(bǔ)償量方面的速度提升較快，從17.5wt散貨船這一首制船開始便開展精度造船，且精度分段高達(dá)全部分段數(shù)量的49.5%，而自5號船開始，便與韓國方面造船公司進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計(jì)，使其精度分段數(shù)進(jìn)一步提升至58.7%。值得注意的是，在補(bǔ)償量的加放設(shè)置過程中，仍需注意，補(bǔ)償量同板的長度和厚度相關(guān)，板越長，則加放補(bǔ)償量則越大，而板越厚，加放的補(bǔ)償量也隨之增加[2]。

3 對合基準(zhǔn)線精度控制技術(shù)

對合基準(zhǔn)線的精度控制是船體建造精度控制的重要環(huán)節(jié)，從美國、日本、韓國等先進(jìn)造船國家來看，在船體的各個(gè)裝配階段，如分段、總段和零部件的裝配所依據(jù)的點(diǎn)、線、面，均是借助對合基準(zhǔn)線的方法來實(shí)現(xiàn)裝配精度的控制的，因此，對合基準(zhǔn)線的應(yīng)用對于船體建造的精度控制效果具有重要作用。當(dāng)前，SWS《建造工藝慣例手冊》對合基準(zhǔn)線由設(shè)計(jì)在輔助船舶設(shè)計(jì)與建造的計(jì)算機(jī)軟件集成系統(tǒng)Tribon建模后，經(jīng)由切割版圖所轉(zhuǎn)換的數(shù)控切割機(jī)的指令予以實(shí)現(xiàn)，而對合基準(zhǔn)線則在船體裝配的各階段予以建立，例如，在小組立、中組立階段對拼縫對合線、基于線性肋骨拼接的校直線和裝配定位線進(jìn)行設(shè)定；而在大組立階段和線性分段方面則分別以安裝參考線和借助型值尺寸等方法實(shí)現(xiàn)控制。

4 反變形技術(shù)

就現(xiàn)階段而言，船只的船身大都是由鋼板構(gòu)成的，因此，在船體建造的過程中，鋼板切割與焊接工作則至關(guān)重要。對船只制造進(jìn)行分析可知，在此過程中鋼板極易產(chǎn)生變形，故有必要也必須對鋼板進(jìn)行反變形控制，從而在確保鋼板保持原有形狀的基礎(chǔ)上提高船只建造的精密性。首先，在切割鋼板的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱，從而導(dǎo)致鋼板變形，而所產(chǎn)生的熱量也會(huì)使得切割機(jī)本身產(chǎn)生變形，除此之外，在鋼板焊接時(shí)，因溫度的影響也會(huì)增加鋼板變形的可能。故從整體層面來看，鋼板的切割、焊接、號料以及裝配等各環(huán)節(jié)精度控制共同決定了船體的精度，若從平均值的角度分析，則鋼板精度的控制水平則主要由焊接的精度水平?jīng)Q定[3]。因此，各國的造船企業(yè)也均加大了對鋼板反變形技術(shù)的研究力度，當(dāng)前，已經(jīng)能夠從切割技術(shù)、焊接技術(shù)以及誤差控制等層面對造船設(shè)計(jì)技術(shù)以及施工技術(shù)和相關(guān)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行完善和優(yōu)化，從而有效提高了鋼板反變形的技術(shù)水平，如借助擴(kuò)大總組或是引入支撐技術(shù)等，均能夠獲得良好的反變形效果。

5 精度控制的統(tǒng)計(jì)技術(shù)

對船體精度控制進(jìn)行分析可知，其實(shí)質(zhì)上是造船過程中的統(tǒng)計(jì)控制，而開展精度控制的主要目的則是確保船只的生產(chǎn)效率得以持續(xù)提高。而對精度控制反饋信息的分析結(jié)果加以分析和利用，能夠有效地指導(dǎo)船只設(shè)計(jì)方法與工藝流程的調(diào)整，從而對各個(gè)分道生產(chǎn)線的工藝流程進(jìn)行協(xié)調(diào)。需要說明的是，精度目標(biāo)值的結(jié)果分析需要以大量的數(shù)據(jù)作為支撐，而數(shù)據(jù)檢測則是確保船體建造施工精度的必要手段和精度得以控制的重要環(huán)節(jié)。仍然以上海外高橋造船有限公司為例，其通過對大量精度反饋信息和目標(biāo)值結(jié)果進(jìn)行搜集和整理，從而為船體余量與補(bǔ)償量的加放提供了數(shù)據(jù)支撐。此外，在尺寸控制方面，外高橋造船公司也積極向韓國方面學(xué)習(xí)造船經(jīng)驗(yàn)，從而建立起精度尺寸的控制制度，通過借助簡單的直方圖與X-R平均數(shù)管理圖表來提高各個(gè)船體施工階段的精度控制。

6 結(jié)論

本文通過對船體制造精度控制方法的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行簡要分析，進(jìn)而分別從全船余量以及補(bǔ)償量的加放技術(shù)、對合基準(zhǔn)線精度控制技術(shù)、反變形技術(shù)和精度控制的統(tǒng)計(jì)技術(shù)等方面，對船體制造過程中的各項(xiàng)精度控制技術(shù)做出了系統(tǒng)探究。可見，未來還需進(jìn)一步加強(qiáng)對船體制造精度控制技術(shù)的研究力度，從而為提高造船精度和造船質(zhì)量提供可靠保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]王旨.造船企業(yè)船體建造精度控制技術(shù)淺析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014，04（12）：26-27.

[2]陳成.船體建造過程中精度控制要點(diǎn)分析[J].河南科技，2014，10（08）：69.

[3]傅曉斌.中小型船廠船體建造精度控制研究[J].南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，04（12）：57-60.