LPG船雙層底現(xiàn)校管改為預(yù)埋管的優(yōu)化方法

張立敏　王國旭

摘要：舾裝周期在船舶建造中占比很大，其中管舾裝在整個(gè)舾裝作業(yè)中占比最大。由于管件制造精度、分段總組變形及安裝誤差等因素，導(dǎo)致在管舾裝中，普遍利用現(xiàn)校管來實(shí)現(xiàn)整個(gè)管路系統(tǒng)的貫通，增加了管舾裝的工作量。通過對(duì)某系列LPG船雙層底分段合攏處的現(xiàn)校管問題進(jìn)行分析，利用OTS系統(tǒng)進(jìn)行模擬分段總組，通過模型分析確定搭載線，計(jì)算得出所需加工預(yù)埋管尺寸，并通過三維測(cè)量方法監(jiān)控管件制作的軸向偏差和曲折偏差，從而實(shí)現(xiàn)將雙層底區(qū)域的現(xiàn)校管優(yōu)化為成品預(yù)埋管，提高船舶建造先行舾裝率，縮短建造周期。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)校管；預(yù)埋管；分段合攏

中圖分類號(hào)：TH13733文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.05.008

Abstract： In the process of shipbuilding outfitting period accounted for the largest， which in the whole pipe outfitting .Due to the manufacturing accuracy of pipe fittings， the deformation of the total block and the installation error and other factors，Lead in pipe outfitting， adjusting pipes are widely used to realize the transfixion of the whole pipeline system， increase the workload of outfitting tube.In this paper， the problem of the adjusting pipe in the double bottom section closure of a series of LPG ships is analyzed，using OTS system to simulate segmented general group，through model analysis to determine the carrying line，the size of the pipe to be machined is calculated，The axial deviation and twist deviation of pipe fittings are monitored by 3D measuring method，In order to achieve the double bottom area of the adjusting pipe optimization for finished product pre buried pipe，improve shipbuilding outfitting advance rate and shorten the construction period.

Keywords： existing pipe； pre buried pipe； segment closure

0引言

精度造船一直是困擾著整個(gè)造船業(yè)的主要問題。把控造船精度，在分段總組前就將舾裝件安裝誤差和分段變形偏差控制在精度允許范圍之內(nèi)，不僅可以提高船舶總組搭載效率，還可以縮短船舶建造周期。而在船舶舾裝方面，因?yàn)楦飨到y(tǒng)的運(yùn)行均是通過管路來實(shí)現(xiàn)的，所以管舾裝是船舶舾裝中的重要部分。在滿足船體精度要求的前提下，加強(qiáng)管舾件的安裝精度將對(duì)造船精度水平的提高起到重要作用。國內(nèi)各造船廠在重視精度造船的同時(shí)借鑒國外精度造船經(jīng)驗(yàn)，使造船精度控制技術(shù)不斷提高，但是有些精度頑疾仍困擾著造船行業(yè)。在分段合攏時(shí)，由于分段變形、管舾件制造誤差和安裝誤差等，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)分段合攏處的預(yù)裝管無法正常安裝，從而需要根據(jù)現(xiàn)場尺寸制作成現(xiàn)校管來實(shí)現(xiàn)管件合攏。致使效率低下，成本劇增，還會(huì)衍生出管件在搬運(yùn)過程中法蘭附件損傷、管體損傷和安裝效果不佳等質(zhì)量問題。因此，減少現(xiàn)校管的使用，是提高精度造船的重要手段。本文通過對(duì)某系列LPG在建船只舾裝件安裝進(jìn)行研究，選擇搭載過程中分段變形較小、管舾裝精度相對(duì)容易控制的雙層底為載體，通過對(duì)雙層底分段進(jìn)行預(yù)搭載分析，計(jì)算出預(yù)埋管的加工尺寸，并通過科學(xué)的測(cè)量方法，控制管子的加工尺寸，從而實(shí)現(xiàn)將雙層底區(qū)域的現(xiàn)校管完全替換為成品預(yù)埋管，縮短船舶建造周期，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也避免了因現(xiàn)場校管而產(chǎn)生的諸多問題，達(dá)到對(duì)船舶管舾裝優(yōu)化目的。

1安裝過程

該系列LPG船雙層底壓載系統(tǒng)的管子在分段合攏處設(shè)計(jì)成現(xiàn)校管和預(yù)裝管兩種類型，在有支管的一端布置的是現(xiàn)校管，在沒有支管的一端布置的是預(yù)裝管。如圖1所示，201分段至203分段之間一共布置有1對(duì)預(yù)裝管和2對(duì)現(xiàn)校管。

成品管在分段總組完成，在安裝位置進(jìn)行定位安裝。安裝中如出現(xiàn)前后管子安裝精度不良導(dǎo)致成品管無法安裝情況時(shí)，一般通過調(diào)整前后分段內(nèi)預(yù)裝管的位置，優(yōu)先實(shí)現(xiàn)成品管的安裝。因此，在安裝過程中都是先把成品管安裝到位，實(shí)現(xiàn)壓載系統(tǒng)的貫通之后再對(duì)現(xiàn)校管進(jìn)行放樣。在現(xiàn)校管放樣之后再進(jìn)行管子焊接處理，待現(xiàn)校管制作完成后搬至合攏位置進(jìn)行安裝。此過程致使軸向偏差和曲折偏差增大[1]（如圖2）。

在管系制造質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定允許軸向偏差在0～15 mm，曲折偏差在0～3 mm。對(duì)于雙層底區(qū)域管子通徑的壓載水系統(tǒng)的合攏管，微小誤差即可造成預(yù)埋管的安裝失敗。

2優(yōu)化設(shè)計(jì)

針對(duì)上述雙層底現(xiàn)校管問題，對(duì)管路舾裝優(yōu)化。利用預(yù)搭載分析軟件（OTS）對(duì)雙層底201/202/203分段進(jìn)行預(yù)搭載，設(shè)置預(yù)搭載合攏線，根據(jù)合攏線的位置計(jì)算出預(yù)埋管的加工尺寸。在預(yù)埋管加工制作時(shí)，利用全站儀進(jìn)行三維測(cè)量，減少管子的軸向偏差和曲折偏差，從而實(shí)現(xiàn)將雙層底區(qū)域分段合攏處的現(xiàn)校管和預(yù)裝管全部優(yōu)化為預(yù)埋管。在分段總組之前把預(yù)埋管提前預(yù)埋在分段合攏端頭內(nèi)，待分段定位完成后直接進(jìn)行安裝。

21分段預(yù)搭載

待各分段區(qū)域內(nèi)壓載水系統(tǒng)成品管安裝結(jié)束后利用OTS系統(tǒng)將201/202/203三個(gè)分段進(jìn)行模擬預(yù)搭載，通過預(yù)搭載分析模型，確定搭載合攏線位置，則搭載結(jié)果如圖3所示。

22預(yù)埋管取樣

（1）控制軸向偏差

通過模擬搭載對(duì)分段成品管總組搭載情況進(jìn)行分析，計(jì)算兩分段端頭已安裝成品管法蘭之間的三維尺寸，對(duì)比兩法蘭中心Y、Z方向上的偏差，當(dāng)數(shù)據(jù)偏差較大時(shí)，通過對(duì)已安裝成品管支架進(jìn)行微調(diào)，保證待合攏的成品管兩端法蘭在Y、Z方向上的偏差在±1 mm范圍之內(nèi)，減小軸向偏差。

（2）預(yù)埋管數(shù)據(jù)提取

預(yù)埋管長度尺寸包含端頭法蘭尺寸，不包含墊片尺寸。管子制作時(shí)需減去3 mm墊片尺寸和因總組搭載焊縫在焊接時(shí)的收縮量3 mm，管子做-2～0 mm負(fù)公差管理。則管子需加工長度為B=a+b-3×2-3，其中a、b為根據(jù)OTS模型分析的預(yù)搭載合攏線距兩分段端頭處成品管法蘭面的距離，B為預(yù)埋管取樣數(shù)據(jù)，如圖4所示。

23預(yù)埋管制作

（1）校管平臺(tái)精度控制

校管平臺(tái)是預(yù)埋管制作的基準(zhǔn)，因此控制管子的制作精度首先要控制好校管平臺(tái)，減小管子的軸向誤差，如圖5所示，具體操作方法如下：

①在管子制作前，需對(duì)校管平臺(tái)水平狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量；

②對(duì)偏差較大的區(qū)域進(jìn)行調(diào)整；

③對(duì)平臺(tái)進(jìn)行復(fù)測(cè)，達(dá)到理想校管狀態(tài)。

（2）管子制作精度監(jiān)控

在管子校管完成后，需對(duì)成品管進(jìn)行精度控制測(cè)量，利用三維測(cè)量方法，在預(yù)埋管安裝前對(duì)其進(jìn)行精度判斷，主要控制管子前后端頭法蘭的曲折偏差。如圖6所示。

利用全站儀測(cè)量，選取一基準(zhǔn)平面后，利用螺栓孔測(cè)量工裝，分別在管子端頭法蘭面上選取四個(gè)點(diǎn)，使選取的四個(gè)點(diǎn)在法蘭面上均勻分布，并要求每兩個(gè)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，如點(diǎn)1與點(diǎn)7對(duì)應(yīng)。測(cè)量點(diǎn)選取后，利用全站儀進(jìn)行打點(diǎn)測(cè)量，同時(shí)要注意在測(cè)量時(shí)是否包含管子端頭法蘭線在內(nèi)，如果未測(cè)量到法蘭線，則后續(xù)計(jì)算需考慮增加法蘭線尺寸。

圖6所示，X表示長度、Y表示寬度、Z表示高度。通過移動(dòng)如1、7、4把測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)整為水平狀態(tài)，使1、2、3、4端面值為0，使法蘭端面處于一個(gè)垂直面，使1、4兩點(diǎn)的Z值為0。然后測(cè)量另一端管子數(shù)據(jù)：當(dāng)7、10點(diǎn)Z值相同時(shí)，表示管子無軸向偏差；當(dāng)7、8、9、10四個(gè)位置X值相同時(shí)表示法蘭端面垂直度良好；當(dāng)1、2、3、4四點(diǎn)X值為0時(shí)，則利用全站儀測(cè)量的7、8、9、10四點(diǎn)顯示的X值即為管子長度數(shù)據(jù)。

（3）預(yù)埋管預(yù)埋

記錄管件測(cè)量數(shù)據(jù)，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，對(duì)管件的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與預(yù)搭載時(shí)的預(yù)埋管取樣數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)滿足合理公差范圍之內(nèi)的管件提前預(yù)埋在分段合攏區(qū)域，在分段總組及搭載定位后，對(duì)其進(jìn)行定位安裝。

（4）預(yù)埋管安裝

在管子預(yù)裝階段，通過對(duì)管子支架定位尺寸對(duì)管子安裝精度進(jìn)行控制，控制管子預(yù)裝尺寸（Y/Z）在±3mm以內(nèi)，完成對(duì)預(yù)埋管的安裝。

3結(jié)論

本文研究方法在某系列船只進(jìn)行實(shí)施，雙層底分段，總組過程中的變形量在精度允許范圍內(nèi)，從雙層底分段OTS分析及總組對(duì)合線設(shè)置，預(yù)埋管取樣、制作及監(jiān)控，預(yù)埋管預(yù)埋，分段總組定位，最后到預(yù)埋管安裝，共五個(gè)階段。由前船的近三個(gè)月的時(shí)間縮短至兩個(gè)月時(shí)間，順利把三個(gè)分段接頭預(yù)埋管安裝完成，并滿足管舾裝精度要求。該預(yù)埋管替換現(xiàn)校管的優(yōu)化方法得以在LPG系列船的后續(xù)船只實(shí)施，能夠避免了現(xiàn)校管現(xiàn)場放樣工作，還改善了操作者的施工環(huán)境。在降低了勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，也極大的提升了雙層底壓載管系的完工效率。

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