淺談船體分段建造的精度管理與控制

宋偉偉

摘要：船體分段精度控制技術(shù)作為精度造船工藝上的一項(xiàng)重要的技術(shù)，得到了各船舶企業(yè)的重視，本文從生產(chǎn)和管理的角度，結(jié)合分段建造的流程，介紹了分段各施工工序的精度控制要點(diǎn)和常見精度問題，并從船廠生產(chǎn)組織管理的方面給出幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：船體分段；精度管理；精度控制；建議

中圖分類號(hào)：U673.2

文獻(xiàn)識(shí)別碼：A

文章編號(hào)：1001-828X（2016）036-000334-02

一、引言

近年來，受全球經(jīng)濟(jì)不景氣的影響，中國的一些中小型造船企業(yè)，因缺少先進(jìn)的工藝技術(shù)和優(yōu)質(zhì)的管理機(jī)制紛紛倒閉，整個(gè)造船市場被迫進(jìn)行了結(jié)構(gòu)重組與優(yōu)化。雖然我國的造船完工量依然位居世界第一，但是造船總體技術(shù)水平與日韓相比還是有不小的差距。從長遠(yuǎn)發(fā)展看，中國造船依賴的勞動(dòng)力優(yōu)勢在生產(chǎn)效率低下、勞動(dòng)力成本高漲和原材料上漲等多重壓力下將逐漸喪失競爭優(yōu)勢。因此，為了適應(yīng)市場，必須提高中國船舶工業(yè)的競爭實(shí)力，唯一出路就是提高生產(chǎn)效率與造船質(zhì)量。

船舶精度控制技術(shù)是研究在船體建造過程中如何加放尺寸精度補(bǔ)償量取代余量，通過合理的建造公差，有效的工藝技術(shù)與管理技術(shù)，對船體零部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行尺寸精度控制，以提高建造質(zhì)量。是保證船舶質(zhì)量、縮短建造周期、降低造船成本的重要手段，是實(shí)施先進(jìn)造船工藝和科學(xué)管理的基礎(chǔ)。而船體分段精度控制技術(shù)作為精度造船工藝上的一項(xiàng)重要的技術(shù)，其直接關(guān)系到船舶產(chǎn)品的精度控制能否順利實(shí)施和逐步提高。因此，研究船體分段建造精度管理與控制技術(shù)對于整個(gè)造船行業(yè)來說都是非常必要的。

下面結(jié)合分段建造的流程，簡要闡述一下分段各施工工序的精度控制要點(diǎn)和常見精度問題，并從船廠生產(chǎn)組織管理的方面給出幾點(diǎn)建議。

二、船體分段建造精度管理的控制要點(diǎn)

船體分段建造精度管理主要包含板材、型材下料和加工階段，板材拼板、劃線階段，部件小組立階段，胎架制作階段，基準(zhǔn)板上胎階段，分段焊前階段，分段焊接階段，分段焊后階段，分段完整性階段的精度管理。

1.板材、型材下料階段精度控制要點(diǎn)

（1）每日對切割機(jī)組進(jìn)行精度檢測和噴粉模擬切割，測量模擬切割板材尺寸確保切割精度達(dá)標(biāo)，并對切割機(jī)進(jìn)行定期維護(hù)，確保切割機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定。

（2）切割下料過程中，自查端口切割質(zhì)量：包括坡口樣式，企口上下、艏艉、正反、左右等零件加工符號(hào)，邊緣直線度、割渣、粗糙度、毛刺等；檢測板材、型材主尺度，將理論尺寸和實(shí)測尺寸標(biāo)注于板材和型材上。

（3）零件編碼齊全，對合線、矯正線、結(jié)構(gòu)線、數(shù)控噴粉線清晰準(zhǔn)確。

（4）下料后零件的減輕孔、人孔、透氣孔、漏水孔、切口、面板自由邊需打磨，對切割表面質(zhì)量不佳的零件進(jìn)行處理后，方可流入下道工序。

（5）所有板材（板厚≤12mm）下料后都需矯平處理，消除板材內(nèi)部應(yīng)力。

（6）切割下料零件，嚴(yán)格按分段小組立、中組立、大組立、散裝件、標(biāo)準(zhǔn)件等，分階段配套、堆放。

2.板材、型材加工精度控制要點(diǎn)

（1）檢查型材彎曲后的長度、彎曲后的逆直線和型材平面度，需控制在精度標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

（2）對于零件加工，檢查折邊寬度和角度、腹板高度、折邊方向直線度、腹板方向直線度等，使之達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）對樣板、樣箱制作精度控制在精度標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

（4）熱加工過程中需根據(jù)不同材質(zhì)，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定溫度進(jìn)行加熱和冷卻。液壓加工后，檢測折邊寬度、角度、折邊方向直線度、腹板方向直線度、腹板高度等。

（5）對加工成型的型板檢查曲面與樣板空隙、三角樣板檢驗(yàn)線的直線度、樣板上基準(zhǔn)線偏差、肋位方向與樣箱空隙、長度方向與樣箱的空隙等，并控制在精度標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

（6）板材、型材加工后線型和尺寸需控制在規(guī)定加工誤差范圍內(nèi)，方可流入下道工序，并做到托盤完整，標(biāo)識(shí)明確。

3.拼板精度控制要點(diǎn)

（1）拼板前對板材編號(hào)、尺寸、材質(zhì)、坡口等確認(rèn)，對不合格或未經(jīng)過矯平的板材退回下料階段處理。

（2）拼板焊前檢查板材無余量端口平齊度、坡口樣式和角度、板邊直線度、對接縫間隙等，檢測拼板主尺度，記錄好數(shù)據(jù)，并標(biāo)注到板材上。

（3）拼板焊接過程，嚴(yán)格按照船級(jí)社認(rèn)可的焊接工藝規(guī)程選用焊材和施焊，控制好焊縫質(zhì)量，預(yù)防減小焊接變形和收縮。

（4）拼板焊接后，檢查板材的平整度、焊縫兩側(cè)折角偏差、板邊直線度、主尺寸精度偏差和變形情況，及時(shí)整改合格后方可進(jìn)入下道工序。

（5）拼板完工后的板材吊運(yùn)和堆放合理，防止二次變形。

4.劃線精度控制要點(diǎn)

（1）劃線前熟悉圖紙并確認(rèn)主板的坐標(biāo)、艏艉方向、尺寸、主板編號(hào)以及坡口方向，對拼板不合格或放置不平整的板材要求退回拼板階段處理。

（2）劃線時(shí)先確認(rèn)“十”字劃線基準(zhǔn)線，確認(rèn)沒有問題按照正常劃線流程施工。如有問題在誤差控制范圍內(nèi)進(jìn)行偏移后劃線。戈q線時(shí)必須將圖紙上所有部材的理論線劃出，并劃出余量線和焊接保留線，標(biāo)注構(gòu)件號(hào)、板厚朝向，所有相關(guān)的檢驗(yàn)線等，并相應(yīng)的進(jìn)行樣沖標(biāo)記。

（3）劃線結(jié)束后檢查端口100M.K線，余量線切割符號(hào)和坡口朝向，特別注意端口是否留補(bǔ)償量，即檢驗(yàn)線做成105mm，檢測板材劃線主尺度，記錄數(shù)據(jù)并標(biāo)注于板材上。

（4）劃線精度檢驗(yàn)合格后，方可進(jìn)行余量切割或吊運(yùn)。

5.小組立精度控制主要控制要點(diǎn)

（1）對于板材、型材下料尺寸偏差以及加工不到位等，小組立人員有權(quán)拒收，并要求退回下料、加工階段處理。

（2）縱，橫壁板劃線需開設(shè)“十”字中線，檢查小組立端口節(jié)點(diǎn)形式、端差、坡口形式、端口100mm檢驗(yàn)線（端口留5mm補(bǔ)償量的位置需做成105mm檢驗(yàn)線）、定位基準(zhǔn)線布置、直線度、平面度、垂直度等，檢測其主尺度，并將自檢數(shù)據(jù)標(biāo)注于板上。

（3）對于有線型的或易變形小組立，應(yīng)在焊前做好預(yù)防工作。

6.胎架制作精度控制要點(diǎn)

（1）通用水平胎架制作，檢查立柱強(qiáng)度、間距、垂直度，水平檢驗(yàn)面情況等，檢測加高立柱水平度。

（2）曲線胎架制作，檢查立柱強(qiáng)度、間距、垂直度，水平檢驗(yàn)面情況，檢測曲線胎架高度。

（3）分段脫胎后至下一個(gè)分段上胎前，進(jìn)行場地和設(shè)備清理、歸位，同時(shí)確保胎架水平、線型理論高度正確，對強(qiáng)度不夠或已破損的胎架需及時(shí)修復(fù)。

7.基準(zhǔn)板上胎架精度控制要點(diǎn)

（1）合理規(guī)劃基準(zhǔn)板鋪設(shè)位置，基準(zhǔn)板四周需伸出立柱300mm左右，方便加活動(dòng)馬排等。檢查基準(zhǔn)板與立柱的接觸率是否達(dá)到90%以上。

（2）基準(zhǔn)板鋪胎后，使用水準(zhǔn)儀或水平軟管對其檢測、調(diào)節(jié)水平，及時(shí)點(diǎn)胎，才允許上結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)裝配結(jié)束后四周卡上活動(dòng)碼排。

8.分段焊前精度控制要點(diǎn)

（1）分段或片體裝配過程中，檢查拼板焊縫余高打磨，材料使用，結(jié)構(gòu)對線，端口節(jié)點(diǎn)形式，無余量端口平齊，無余量端口坡口朝向，縱/橫壁板垂直度以及待焊區(qū)預(yù)留標(biāo)記情況等。

（2）所有分段焊前，施工隊(duì)需根據(jù)精控室提供的相應(yīng)圖紙中的精控位置控制好主尺度，安裝好所有反變形工裝。確定合格后，提交合格自檢數(shù)據(jù)，并向作業(yè)課精控組申請精度報(bào)驗(yàn)。

9.分段焊接精度控制要點(diǎn)

（1）分段或片體焊接之前，施工隊(duì)需在大合攏端口上標(biāo)識(shí)待焊區(qū)，焊接工藝規(guī)程中的焊接要求、焊接參數(shù)、焊接順序，同時(shí)標(biāo)明焊腳、焊喉大小。

（2）分段或片體焊接過程，作業(yè)課施工隊(duì)需自控自檢，檢查是否按照焊接工藝規(guī)程中的焊接要求進(jìn)行，例如焊接參數(shù)、焊接順序、及時(shí)敲渣、清理焊縫等。

10.分段焊后精度控制要點(diǎn)

（1）分段或片體焊接后需自檢，檢查結(jié)構(gòu)端口節(jié)點(diǎn)形式，無余量端口端差，無余量端口坡口朝向，縱，橫壁板垂直度以及待焊區(qū)預(yù)留情況等。

（2）所有分段焊后，需根據(jù)精控管理部門提供的相關(guān)圖紙進(jìn)行自檢，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，并做好記錄，及時(shí)向作業(yè)課精控人員申請精度報(bào)驗(yàn)。

11.分段完整性精度控制要點(diǎn)

經(jīng)確認(rèn)符合基本測量條件后，對分段依托全站儀測量，并利用全站儀軟件進(jìn)行分析，將測量分析結(jié)果以《分段精度分析報(bào)表》和《分段精度整改意見及確認(rèn)單》的形式呈現(xiàn)給施工單位。

三、船體分段建造的常見精度問題

以某船廠某深海采礦船的典型分段為例，探討一下該船分段問題的類型、產(chǎn)生的原因以及整改的措施，詳見下表1。

在造船企業(yè)，精度控制技術(shù)要點(diǎn)，需要精控管理部門的精度檢驗(yàn)員、作業(yè)課精度人員和施工單位共同配合完成，才能順利達(dá)到船體分段建造精度管理的目的。但事實(shí)上很多分段的精度控制并未做到位，存在著大大小小的問題。從上述可以看出，船體分段的主要問題是分段變形、無余量面端差以及結(jié)構(gòu)偏差。

四、對船體分段精度管理和控制的幾點(diǎn)建議

船體分段的精度問題的產(chǎn)生原因不管涉及到哪道工序，都需要花費(fèi)人力物力來進(jìn)行整改，這無疑增加了分段的制作成本。但所有問題的產(chǎn)生只要有合理的預(yù)防措施都是可以避免的。下面，我從船廠的精度管理方面提出幾點(diǎn)建議：

1.完善精度管理指導(dǎo)性文件，例如精度管理流程、精度獎(jiǎng)罰措施等，并監(jiān)督實(shí)施到位；

2.制定合理有效的船體分段建造精度控制方案——精度施工策劃書，用于指導(dǎo)現(xiàn)場精度管理作業(yè)的實(shí)行，并根據(jù)現(xiàn)場反饋的問題實(shí)施跟蹤改進(jìn)；

3.加大分段建造各工序精度控制的力度，使精度巡檢常態(tài)化，固定化，并將巡檢結(jié)果以報(bào)告的形式公示；

4.施工單位做好圖紙消化，認(rèn)真研究圖紙預(yù)估分段可能產(chǎn)生的問題，制定有效應(yīng)對的措施；

5.精度管理人員多與施工單位交流，運(yùn)用精度數(shù)據(jù)庫為分段建造提供數(shù)據(jù)支持和工藝上的指導(dǎo)；

6.施工單位應(yīng)堅(jiān)決整改當(dāng)?shù)拦ば虬l(fā)現(xiàn)的精度問題，不允許隨意流入下道工序；

7.精度管理人員認(rèn)真做好數(shù)據(jù)收集和整理的工作，完善數(shù)據(jù)庫；

8.做好精度宣傳和培訓(xùn)工作，不斷提高管理人員和施工人員的精度意識(shí)和工藝水平。

五、結(jié)語

船體分段的精度管理和控制是船體建造的一道重要工序，可以減少實(shí)際生產(chǎn)中人員、材料、能源的重復(fù)使用，保證建造質(zhì)量得同時(shí)有效縮短造船周期，降低造船成本，做到生產(chǎn)進(jìn)度與產(chǎn)品質(zhì)量的雙贏。如何更好的做好船體分段的精度管理和控制應(yīng)得到大家的重視。