39 000 DWT散貨船艙口蓋制造精度控制研究

劉振宇 彭茂清 程遠(yuǎn)龍

摘? ? 要：通過39 000DWT散貨船艙口蓋制造精度控制研究，了解艙口蓋的結(jié)構(gòu)特征和精度控制方法，確定艙口蓋補(bǔ)償量及反變形加放值，優(yōu)化艙口蓋余量布置，減少建造過程中修割量，在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)用中效果顯著。

關(guān)鍵詞：艙口蓋;精度控制;補(bǔ)償量;反變形加放;余量優(yōu)化

中圖分類號：U671.91 ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract： Through the research on manufacturing accuracy control of 39 000 DWT bulk cargo cabin hatch cover， the structural characteristics and accuracy control method of hatch cover were understood， the compensation amount of hatch cover and the added value of reverse deformation of hatch cover were determined， and the residual arrangement of hatch cover was optimized to reduce the amount of repair and cutting in the construction process， which had a significant effect in actual pro duction and application.

Key words： Hatch Cover; Precision Control; Compensation; Added value for anti-deformation addition; Allowance optimization

1? ? ? 前言

船舶精度控制，就是以船體建造精度為基本原則，通過科學(xué)的管理方法與先進(jìn)的工藝技術(shù)，對船體建造進(jìn)行全過程的尺寸精度控制，以達(dá)到最大限度減少現(xiàn)場修整工作量，提高工作效率，降低建造成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量。目前許多船廠在主船體結(jié)構(gòu)精度控制中取得了較好的成績，但對于艙口蓋精度控制，還處在逐步探索階段。本文就江門南洋船舶公司建造的39000 DWT靈便型散貨船艙口蓋為例進(jìn)行研究，探索艙口蓋建造過程中精度控制的工藝技術(shù)手段，并展示其研究成果在實(shí)際建造中應(yīng)用取得的效果。

2? ? ?艙口蓋的特征及精度控制難點(diǎn)

39 000 DWT散貨船的艙口蓋是折疊式艙口蓋，利用液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制。單個艙口蓋由四塊蓋板組成，每塊蓋板尺寸為長4～5 m、寬26.5 m、高0.95 m;該型艙口蓋是封閉式箱體結(jié)構(gòu)，建造工序復(fù)雜;頂板、底板板厚7～16 mm、鉸鏈結(jié)構(gòu)30～100 mm，焊接工作量大，易收縮及變形;關(guān)鍵位置端鉸鏈、油缸及艙口蓋主體尺寸精度要求高，焊接收縮量加放是關(guān)鍵，也是控制難度之一。

艙口蓋船上安裝后，密封性是最基本的要求，艙口蓋壓膠條與艙口圍要求完全密封?？紤]艙口蓋自身重力及鎖緊的要求，艙口蓋壓膠槽的平面度需要做成弧形（如圖1所示）。單個艙蓋首尾結(jié)構(gòu)要求下凹0～10 mm;中間橫向結(jié)構(gòu)要求中拱0～12 mm;兩側(cè)結(jié)構(gòu)則是要求單個內(nèi)凹0～4 mm。如果在完工后依靠火調(diào)達(dá)到該形態(tài)是極其困難的，需通過建造過程中加放反變形進(jìn)行控制，因此反變形加放量也是艙口蓋建造難點(diǎn)之一。

艙口蓋在分段建造中修割量大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，39000DWT散貨船艙口蓋分段修割長度達(dá)2 800 m，耗時耗能，工作效率低下，故進(jìn)行有效的余量加放是當(dāng)務(wù)之急。

3? ? ?艙口蓋收縮量控制研究

艙口蓋是分階段進(jìn)行建造，主要分為：小合攏、中合攏及大合攏階段。其收縮集中在這三個階段，主要是焊接及火調(diào)導(dǎo)致的收縮。

（1）小合攏階段收縮量加放

小合攏階段主要進(jìn)行縱橫向結(jié)構(gòu)安裝。因在后續(xù)中合攏及大合攏階段需參與收縮，所以收縮量涵蓋后續(xù)兩個階段：艙口蓋橫梁在小合攏劃線安裝時，每檔加放4 mm焊接收縮量（見圖2）;縱向T梁每檔加放0.5 mm，用以抵消球鋼焊接收縮（見圖3）。

（2）中合攏階段收縮量加放

中合攏裝配階段，進(jìn)行頂板拼板、劃線、結(jié)構(gòu)安裝，收縮量加放是在拼板后劃線時進(jìn)行，并要求進(jìn)行自檢、互檢：頂板橫向結(jié)構(gòu)每檔加放2 mm;縱向結(jié)構(gòu)每檔加放0.5 mm（見圖4）。另外，頂板劃線后需要安裝端鉸鏈及油桿，因其板厚焊接量大，屬于特殊位置，所以在該安裝位置處橫向收縮量多加放3 mm。

4? ? ?艙口蓋反變形加放研究

基于艙口蓋鎖緊要求，其完工后壓膠槽水平要求與眾不同，為了避免過多的火調(diào)作業(yè)，同時保證完工后能達(dá)到這一狀態(tài)，需在建造過程中加放反變形。

（1）數(shù)據(jù)收集

每個艙口蓋由4個蓋板組成，每個蓋板變形不一樣，因此對于每個蓋板各階段水平進(jìn)行收集及分析，收集對象為頂板和底板焊前、焊后、脫胎前后及火調(diào)前后各個階段。艙蓋變形數(shù)據(jù)，見表1;對變形的數(shù)據(jù)分析并繪制成柱狀圖，如圖5所示。

（2）數(shù)據(jù)收集及分析

通過數(shù)據(jù)分析，確定艙蓋反變形加放值，（見表2）。

5? ? ?艙口蓋無余量建造研究

（1）數(shù)據(jù)收集

艙口蓋在建造過程中，出現(xiàn)大量的結(jié)構(gòu)修割情況，如表3所示。

從表3可以看出：修割長度達(dá)2 806.7 m，修割量大且修割質(zhì)量較差，不僅影響艙口蓋生產(chǎn)進(jìn)度，而且耗費(fèi)材料及動能成本。

（2）引入負(fù)補(bǔ)償值及余量優(yōu)化

通過現(xiàn)場調(diào)查，修割的主要原因是板件數(shù)控下料存在偏差，未考慮板件裝配裕度。因數(shù)控下料精度無法改變（下料尺寸符合公差要求及設(shè)備限制），只能對板件加設(shè)負(fù)補(bǔ)償量，通過梳理所有板件對艙口蓋進(jìn)行余量優(yōu)化。

（3）P4＼P1蓋底板余量加放

No1～5艙口蓋蓋板零件下料時，加放余量如圖6所示。

P1蓋余量加放與P4蓋對稱：兩側(cè)余量加放-6 mm，即其邊均向內(nèi)偏移6 mm（見節(jié)點(diǎn)3）;首尾余量加放-3 mm，即其邊均向內(nèi)偏移3 mm;（見節(jié)點(diǎn)5）。節(jié)點(diǎn)圖見圖7。

兩側(cè)邊下料均偏小6 mm，? ?兩側(cè)邊下料均偏小6mm，即向內(nèi)偏移6 mm。

即向內(nèi)偏移6 mm。

（4）艙口蓋內(nèi)部縱向T梁

余量加放見圖8所示：下料時T梁兩端少下料3 mm，即-3 mm;T梁內(nèi)部每檔加放0.5 mm（內(nèi)部均勻加放）。

6? ? ?運(yùn)用成效

通過上述三方面的研究，確定了艙口蓋各階段焊接收縮量，現(xiàn)場施工中對其進(jìn)行補(bǔ)償;在胎架建造時加放適當(dāng)?shù)姆醋冃?，統(tǒng)籌策劃艙口蓋的余量布置，并在設(shè)計(jì)下料時一次到位。將研究成果在現(xiàn)場進(jìn)行落實(shí)，取得較好的效果：

（1）艙口蓋主尺寸精度較好：全站儀對艙口蓋進(jìn)行測量，利用DACS軟件進(jìn)行分析，其主體尺寸偏差控制在5 mm內(nèi)。根據(jù)《中國造船質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》艙蓋制造要求（見表4），艙口蓋精度均控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，效果較好;

（2）對艙蓋制造過程中加放反變形后，艙口蓋平面度符合工藝要求，火調(diào)量大幅減少。如：JNS152船艙口蓋建造火調(diào)工時483 h，與JNS150船對比，火調(diào)工時減少53.47%;

（3）修割量大幅降低.余量優(yōu)化后，縱向T梁、底板封板均無需進(jìn)行修割;JNS153船結(jié)構(gòu)修割量相比JNS150船下降54.6%。經(jīng)過二次優(yōu)化后，JNS156船艙口蓋修割長度僅320 m，相比JNS150船降低88.6%，效果顯著。

7? ? ?結(jié)束語

綜上所述，通過對艙口蓋精度控制的研究，確定了艙口蓋建造各階段的補(bǔ)償量和上胎反變形加放值;艙口蓋的整體精度明顯提高，火調(diào)量減少其水平要求達(dá)到密封要求;同時，我們在建造過程（下轉(zhuǎn)第頁）（上接第頁）

中引入負(fù)補(bǔ)償這一概念，優(yōu)化了艙口蓋余量布置，在生產(chǎn)現(xiàn)場運(yùn)用過程中效果明顯，減少了修割量，工作效率大幅提升。

艙口蓋精度管理是一項(xiàng)綜合性的全過程管理，涉及到生產(chǎn)設(shè)計(jì)、建造工藝、測量方法和新工藝技術(shù)及設(shè)備等方面，因此我們需要在實(shí)際生產(chǎn)中適時的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，完善精度及工藝等控制文件，不斷提高艙口蓋控制精度。

本文總結(jié)的一些措施及精度控制點(diǎn)，在后續(xù)建造散貨船的過程中進(jìn)行運(yùn)用，取得了良好的效果，值得推廣和供同行參考。

參考文獻(xiàn)

[1]黃浩. 船體工藝手冊（第3版）. [M].北京：國防工業(yè)出版社，2013.

[2]中國造船質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB/T 34000-2016. [S].