淺析集裝箱船舵桿筒在分段階段安裝的建造意義

姜國(guó)棟，徐 輝

（上海江南長(zhǎng)興造船有限責(zé)任公司，上海 201913）

0 引言

現(xiàn)代造船模式競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，產(chǎn)品也趨于大型船只建造，尤其國(guó)內(nèi)大型船舶國(guó)有企業(yè)。提高自身建造速度，縮短船塢和碼頭的占用時(shí)間，一直是受關(guān)注的熱點(diǎn)。很多船廠通過(guò)提高吊裝能力，優(yōu)化吊裝順序，擴(kuò)大船塢等方式來(lái)縮短船塢分段或總段的搭載周期，但是卻極容易忽略分段階段舾裝完整性和完整率低下所帶來(lái)的后道生產(chǎn)部門在總組平臺(tái)或船塢所占用的時(shí)間，這種脫期的時(shí)間成本也越來(lái)越引起大型船企的重視。本文將以某集裝箱 AB01C為例，舵桿筒前移至分段階段進(jìn)行安裝和施工進(jìn)行研究和分析[1]。

1 舵桿筒入廠檢驗(yàn)和注意事項(xiàng)

舵桿筒的制作要求高，造價(jià)成本也高，基本從國(guó)外進(jìn)口。因此船廠應(yīng)該格外重視來(lái)貨質(zhì)量和精度[2]，舵桿筒的來(lái)貨時(shí)間是根據(jù)船廠的納期需求計(jì)劃，一般會(huì)提前一個(gè)月進(jìn)廠，進(jìn)廠時(shí)由船廠的質(zhì)量保證部牽頭，參與方有船東、船檢、配套部、精度部和相關(guān)生產(chǎn)部門，目的就是確保大家對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和精度[3]的認(rèn)可，避免后續(xù)安裝時(shí)再次發(fā)現(xiàn)問(wèn)題拖延施工周期。

1.1 入廠檢驗(yàn)項(xiàng)目

1）技術(shù)指標(biāo)：同心度、橢圓度的檢測(cè)，如圖1和圖2所示。

同心度：一般根據(jù)舵桿筒的兩端和中間三處安裝十字型光把支架，支架中間安裝帶有十字中心線作為基準(zhǔn)的光標(biāo)，通過(guò)精度全站儀來(lái)進(jìn)行測(cè)量得出的數(shù)據(jù)。

橢圓度：準(zhǔn)備工作同上，不同的是在舵桿筒鑄鋼部分靠近法蘭一定距離內(nèi)，對(duì)其各圓的圓心偏移量進(jìn)行測(cè)量，偏移相對(duì)值越小越好，以此來(lái)確定該圓心位置。

圖1 安裝好支架的舵桿筒

圖2 十字光標(biāo)

2）無(wú)損檢測(cè)：舵桿筒的結(jié)構(gòu)外壁有多個(gè)對(duì)稱性的筋板加強(qiáng)，同時(shí)筒體前后的材質(zhì)也不同，所以在制作結(jié)束后相應(yīng)焊縫位置需要做結(jié)構(gòu)探傷，入廠時(shí)按照?qǐng)D紙要求，對(duì)相關(guān)探傷報(bào)告應(yīng)進(jìn)行審核。

3）質(zhì)量檢測(cè)：筒體結(jié)構(gòu)完整性、焊接缺陷等確認(rèn)，以及筒體兩端封堵和防銹保護(hù)情況是否到位，如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)通知維護(hù)方進(jìn)行入廠核查和處理。

1.2 安裝前注意事項(xiàng)

1）廠內(nèi)存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的話，每周需要旋轉(zhuǎn)筒體180°，避免出現(xiàn)擾度，確保同心度。

2）入廠檢測(cè)后需要再次做好相關(guān)保護(hù)工作，避免雨水油污等浸入筒體內(nèi)部。

3）根據(jù)舵桿筒裝配至分段時(shí)間要求，提前將舵桿筒安排沖砂、油漆作業(yè)，這主要考慮到直接安裝在分段后隨分段整體涂裝施工難度大，周期長(zhǎng)，且不安全。

2 舵桿筒的安裝和管控

舵桿筒安裝前確保對(duì)應(yīng)分段AB01C外板以下作業(yè)結(jié)束，且已對(duì)船東、船檢報(bào)驗(yàn)通過(guò)，待舵桿筒和假舵的作業(yè)結(jié)束后，再對(duì)外板以上進(jìn)行結(jié)構(gòu)報(bào)驗(yàn)，即分2次報(bào)驗(yàn)，這樣可以避免舵桿筒安裝前的船體部分有遺留問(wèn)題，導(dǎo)致舵桿筒無(wú)法安裝和后續(xù)施工引起,拖期問(wèn)題。另可根據(jù)施工工藝要求提前準(zhǔn)備好U型、錐型等預(yù)控拉壓工裝件，避免對(duì)舵桿筒筒體產(chǎn)生不均勻應(yīng)力引起的變形量。

某集裝箱船舵桿筒剖面圖和設(shè)計(jì)直徑見圖 3，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)舵桿筒施工工藝，變形量最大的位置位于舵桿筒的頂端，因此生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)將重點(diǎn)對(duì) D1和 D3尺寸進(jìn)行全程跟蹤和記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

圖3 舵桿筒設(shè)計(jì)尺寸和允許誤差

表1 舵桿筒內(nèi)部直徑相關(guān)數(shù)據(jù)

圖4 舵桿筒橫剖面圖圖

圖5 舵桿筒俯視圖

1）吊裝和定位：根據(jù)吊裝工藝進(jìn)行施工，卡板（U型、錐型）等工裝件為輔助進(jìn)行定位。

2）焊前筒體軸心線的測(cè)量：如圖4所示，在筒體的上下A/B兩處分別設(shè)置光把支架，并通過(guò)內(nèi)徑百分表（由可旋轉(zhuǎn)桿和百分表組合而成）的測(cè)量數(shù)據(jù)和支架位置的調(diào)整可確定A/B位置的圓心，根據(jù)各圓心位置的光把，通過(guò)全站儀測(cè)量同心度。

3）此種百分表刻度越大，靈敏度越高，具有圓周刻度，測(cè)量范圍較大，可進(jìn)行比較測(cè)量和絕對(duì)測(cè)量。此方法可直接進(jìn)行后續(xù)的橢圓度測(cè)量。

4）焊前預(yù)熱：襯套區(qū)域的舵桿筒和船體之間的焊縫，焊前預(yù)熱溫度不能超過(guò)60℃，避免溫度過(guò)高破壞筒體[4]。

5）焊接順序：根據(jù)舵桿筒頂部A位置處的D1和D3的橢圓度精度要求，此區(qū)域2 m范圍內(nèi)的焊接施工作為監(jiān)控重點(diǎn)，從舵桿筒頂部為起點(diǎn)每200 mm為一段向底部劃分，然后再反向每200 mm一段，并且一圈8個(gè)筋板，按照?qǐng)D5所示數(shù)字序號(hào)順序要求進(jìn)行燒焊，每段焊縫一圈結(jié)束后，待溫度降至常溫后，測(cè)量D1和D2位置的橢圓度，以及同心度。接下來(lái)再向舵桿筒頂部燒200 mm范圍的一圈筋板。

6）數(shù)據(jù)測(cè)量：焊接前后要測(cè)量預(yù)熱溫度或環(huán)境溫度，同心度、橢圓度（數(shù)值相對(duì)越小越好），并做好相關(guān)記錄，主要數(shù)據(jù)如表2所示。

7）數(shù)據(jù)分析：該分析分為施工過(guò)程分析和最終結(jié)果分析，重點(diǎn)考慮過(guò)程數(shù)據(jù)分析，因?yàn)榇颂帒?yīng)考慮到施工季節(jié)和施工環(huán)境，早晚溫差大以及雨季對(duì)數(shù)據(jù)影響較為明顯，應(yīng)和測(cè)量數(shù)據(jù)一同考慮。早晚陽(yáng)光直射影響同心度，同心度的定位圓心將直接影響橢圓度，定期檢查光把支架的松緊，避免支架偏移導(dǎo)致同心度和橢圓度數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。

8）舵桿筒相關(guān)焊縫結(jié)束后，按照?qǐng)D 6和圖 7進(jìn)行探傷測(cè)量，確保焊接質(zhì)量[5]。

3 效果分析

1）舵桿筒如果放在后道安裝，勢(shì)必會(huì)增加施工難度（比如高空作業(yè)、補(bǔ)搭腳手架），增加額外支出（增加人工和液壓車等機(jī)械投入，大面積油漆破壞），室外作業(yè)環(huán)境惡劣（下雨、大風(fēng)影響焊接質(zhì)量和速度），占用總組場(chǎng)地。

2）舵桿筒放在分段（AB01C放在車間里施工）階段安裝，可以有效避免上述問(wèn)題的發(fā)生，同時(shí)也避免二次作業(yè)帶來(lái)的不確定性，舵桿筒的安裝可以和分段后續(xù)的施工同步進(jìn)行，壓縮施工周期。

3）時(shí)間分析：假設(shè)每道工序投入時(shí)間相同，后道安裝將額外增加假舵蓋板、艙室密性、油漆修補(bǔ)、場(chǎng)地占用等時(shí)間，所以增加了時(shí)間成本。

4）經(jīng)濟(jì)效益：節(jié)約的時(shí)間成本，以及避免勞動(dòng)力成本和機(jī)械工裝投入成本的增加。

縱觀全廠，根據(jù)一年的造船量對(duì)應(yīng)的舵桿筒在分段安裝方法可以很大程度上為公司節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，和提高效率，降本增效。

表2 舵桿筒同心度和橢圓度監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)

4 結(jié)論

舵桿筒在分段階段安裝、施工，并最終符合設(shè)計(jì)精度的要求，一方面為公司降本增效，另一方面可以為其他大型舾裝件前置安裝和施工提供理論基礎(chǔ)，為進(jìn)一步提高船舶中間產(chǎn)品完整性具有指導(dǎo)意義。

圖6 舵桿筒角焊縫探傷

圖7 舵桿筒對(duì)接焊縫探傷