300TEU多用途集裝箱船船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)

摘 要：船體建造是船舶制造系統(tǒng)的主要組成部分，通過制定合理的工藝及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，可以起到縮短船舶建造周期，提高制造質(zhì)量，降低造船成本的作用。文章針對300TEU多用途集裝箱船這一產(chǎn)品，以船體建造過程中的幾個(gè)重要組成部分：船體建造方案選擇及船體分段劃分、典型總段的建造工藝、船臺(tái)裝焊工藝和分段生產(chǎn)設(shè)計(jì)等為重點(diǎn)，對每個(gè)過程遇到的問題進(jìn)行分析、論證。

關(guān)鍵詞：船體建造;分段劃分;建造工藝;生產(chǎn)設(shè)計(jì)

船體建造是整個(gè)船舶建造的基礎(chǔ)，特別是隨著現(xiàn)代造船技術(shù)的發(fā)展，船體建造方法應(yīng)包括船體建造階段的具體劃分、船體分（總）段的制造方法、部件和組合件的制作方式、船體在船臺(tái)上的建造方法、船舶舾裝階段和內(nèi)容的劃分以及應(yīng)采取的各項(xiàng)技術(shù)組織措施等[1]，也就是根據(jù)產(chǎn)品的要求（建造批量、交貨時(shí)間、技術(shù)要求）和特點(diǎn)，結(jié)合船廠的生產(chǎn)能力，確定出多、快、好、省的建造該產(chǎn)品的基本方案。

1 設(shè)計(jì)產(chǎn)品概述

1.1 船型

該船為單漿、單舵、單甲板、方尾、球鼻首、帶首樓和尾樓的由中速柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的多用途集裝箱貨船，其結(jié)構(gòu)形式采用混合結(jié)構(gòu)，貨艙部分甲板和雙層底及抗扭箱內(nèi)采用縱骨架式，其余部分采用橫骨架式。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足中國船級(jí)社（China Classification Society，CCS）鋼制海船入級(jí)與建造規(guī)范及規(guī)范修改通報(bào)的要求（見表1）。

1.2 生產(chǎn)條件

工廠生產(chǎn)建筑面積14.1萬m2，碼頭岸線2 200 m，共有泊試工作碼頭9座;萬噸級(jí)水平船臺(tái)10座，下水斜船架17座，總舉里達(dá)8 500 t;高架吊車8臺(tái)，最大單臺(tái)起重能力60 t，聯(lián)合最大起重能力為120 t;全廠設(shè)備總臺(tái)數(shù)達(dá)1 100臺(tái)套;同時(shí)可建造多艘5 000～20 000噸級(jí)船舶。

2 船體建造方案論證

選擇船體建造方案時(shí)，進(jìn)行調(diào)查研究，充分熟悉設(shè)計(jì)圖紙、船廠生產(chǎn)能力和設(shè)備狀況，全面考慮各種因素的影響，正確處理方案的先進(jìn)性與現(xiàn)實(shí)性、局部性與全局性等矛盾，制定合理的解決措施，使之符合多、快、好、省的原則。

由于船舶建造方案對船體分段的尺寸、重量、形狀及建造周期、成本、質(zhì)量有很大的影響，故綜合考慮船廠的生產(chǎn)能力、船廠的總布置及生產(chǎn)場地、船廠勞動(dòng)力負(fù)荷及勞動(dòng)組織形式、船廠與其他廠的協(xié)作情況、船廠的技術(shù)改造規(guī)劃、所建船舶的類型、尺度和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、所建船舶的生產(chǎn)批量等影響因素，根據(jù)工廠生產(chǎn)條件、船舶建造工藝和船體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等多方面因素進(jìn)行認(rèn)真研究、全面比較后予以抉擇[2]。

下面將采用綜合評(píng)價(jià)方法的常用形式“基數(shù)評(píng)價(jià)法”予以評(píng)估（見表2）。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為：優(yōu)3，良2，一般1。

綜上可知，對于所擬定的幾個(gè)建造方案，考慮列表各項(xiàng)因素（評(píng)價(jià)項(xiàng)目）后，在承造廠的具體條件下，以采用總段建造的串聯(lián)造船法較好。

采用總段建造的串聯(lián)造船法可同時(shí)擁有此兩種建造方法的優(yōu)點(diǎn)：大大提高船臺(tái)利用率;使船臺(tái)工作量均衡，縮短船臺(tái)周期，船體焊接總變形最小，且變形最易控制;可提前進(jìn)行密性試驗(yàn)，充分?jǐn)U大預(yù)裝工作面，有利于開展平行作業(yè)。

3 全船分段劃分方案論證

船舶分段劃分是否合理，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本、發(fā)揮船廠設(shè)備潛力和改善勞動(dòng)條件等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，其受到船舶特點(diǎn)和船廠生產(chǎn)條件等許多因素的影響。分段劃分應(yīng)遵守如下原則：根據(jù)承造廠的起重能力和板材規(guī)格的限制確定分段重量和尺寸;所劃分的分段應(yīng)能保持各工藝階段生產(chǎn)負(fù)荷的均衡;滿足船體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對分段大接頭提出的強(qiáng)度要求;分段劃分應(yīng)為船舶建造創(chuàng)造良好的施工條件。

根據(jù)船舶特點(diǎn)和船廠生產(chǎn)條件等因素的影響，本船的劃分方案如圖1所示。全船分段劃分明細(xì)表如表3所示。

4 船臺(tái)裝焊工藝

船舶總裝的準(zhǔn)備工作，是保證施工進(jìn)度和產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施，分為船臺(tái)上和船體上兩部分準(zhǔn)備工作。船臺(tái)上的準(zhǔn)備工作包括：船臺(tái)中心線的繪制;肋骨檢驗(yàn)線繪制;繪制高度標(biāo)桿上的高度線。船體上的準(zhǔn)備工作包括：劃出總段的船臺(tái)安裝定位線和對合線;安裝吊環(huán);船臺(tái)裝配臨時(shí)支撐材的準(zhǔn)備;臨時(shí)支撐是船舶總裝時(shí)分段的支撐裝置，假艙壁一般用廢舊鋼材制成，根據(jù)需要可以制作半假艙壁和整體假艙壁[3]。

船臺(tái)安裝程序（見圖2）采用網(wǎng)絡(luò)框圖形式表示，圓圈和箭頭反映分段吊裝關(guān)系，箭頭旁的數(shù)字反映吊裝順序?；鶞?zhǔn)段用雙圓圈表示，其他分段用單圓圈表示。

A：該分段編碼。

B：安裝該分段的工人數(shù)，兩人/工組，大型分（總）段可由3～4組完成。

C：安裝該分段所需天數(shù)。天數(shù)=該分段船臺(tái)安裝工時(shí)÷8÷安裝該分段的工人數(shù);船臺(tái)散裝件工時(shí)=該散裝件在分段裝配時(shí)的工時(shí)×（1+50%），但在本文中作平行作業(yè)處理，不必另行表示。

承造廠實(shí)施精度管理，采用對分段大接頭修割正確后上船臺(tái)的方式，以適應(yīng)船臺(tái)裝配的尺寸精度要求，即采用無余量上船臺(tái)裝配工藝，此時(shí)分段大接頭部保留余量。精度管理的實(shí)施，在生產(chǎn)技術(shù)上是為了減小裝配工序的現(xiàn)場修正，縮短建造周期，提高造船生產(chǎn)效率;在質(zhì)量上則是通過提高精度使生產(chǎn)穩(wěn)定，以確保造船質(zhì)量。

5 密性試驗(yàn)方案

密性試驗(yàn)的目的是檢查外板、艙壁等的焊縫有無滲透現(xiàn)象，以保證船舶的航行安全。通過密性試驗(yàn)，還可分析焊接缺陷產(chǎn)生的原因，為某些工序提供改進(jìn)意見。對于船舶設(shè)計(jì)上要求作強(qiáng)度試驗(yàn)的船體結(jié)構(gòu)，還具有檢驗(yàn)其在靜載荷作用下，船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好壞的作用。

首先，船體密性試驗(yàn)階段的提前，可以將大部分在船臺(tái)上或船塢內(nèi)進(jìn)行難度較大的密性試驗(yàn)作業(yè)移至分段裝配階段中進(jìn)行，大幅度減小船臺(tái)密性試驗(yàn)的范圍，對縮短船臺(tái)周期極為有利。其次，由于密性試驗(yàn)在工作條件良好的內(nèi)場或平臺(tái)中進(jìn)行，所以能夠提高密性試驗(yàn)的質(zhì)量，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。最后，在分段裝配過程中已經(jīng)完成密性試驗(yàn)的地方即可進(jìn)行艙室涂裝，所以能使艙室的涂裝質(zhì)量得到提高，而且涂裝工作的生產(chǎn)效率也可得到提高。

6 結(jié)語

通過結(jié)合船舶產(chǎn)品的特點(diǎn)、承造廠的生產(chǎn)條件和有效利用承造廠現(xiàn)有制造水平、設(shè)備能力等制定船舶建造方案、船體分段劃分工藝、船臺(tái)裝焊工藝等，采用先進(jìn)的造船方法和管理技術(shù)，降低造船成本、提高船舶產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)實(shí)施先進(jìn)的船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)、推廣造船新技術(shù)、新工藝，改進(jìn)了生產(chǎn)工藝流程，縮短了中間產(chǎn)品的運(yùn)輸路線，從而大大縮短了造船周期，降低了單位產(chǎn)品工時(shí)和管理成本，減少了材料和能源消耗，提高了生產(chǎn)效率。

作者簡介：謝坤（1985— ），男，湖北天門人，工程師，碩士;研究方向：船舶技術(shù)管理，機(jī)務(wù)成本管控。

[參考文獻(xiàn)]

[1]黃浩.船舶工藝手冊（修訂本）[M].北京：國防工業(yè)出版社，1989.

[2]徐兆康.船體建造工藝學(xué)[M].北京：人民交通出版社 2000.

[3]楊永祥，茆文玉，翁士綱.船體制圖[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，1992.

Production design of 300TEU multipurpose container ship hull

Xie Kun

（Cosco Shipping Bulk Transportation Co.， Ltd.， Guangzhou 510220， China）

Abstract：Shipbuilding is a complex system project，it can shorten building period， improve building quality and reduce the cost by making reasonable procedure and quality standard. This article studies several important aspects during ship construction through the building of 300TEU multi purposes containership： hull construction plan， hull sections division， typical sections building technology， shipberth assemble and welding technology and sections production design， which base on substantiality design， and analyze the problems encountered in each process.

Key words：hull building; sections division; the technology of shipbuilding; produce design