馬嘉聲
(廣東中遠海運重工有限公司,東莞 523146)
小型特種工程船具有船型小、結(jié)構(gòu)緊湊、設備多樣、船型差異大、結(jié)構(gòu)特殊等特點。在設計和建造過程中,容易導致設計錯誤和施工困難。為此,需要在生產(chǎn)設計階段,根據(jù)結(jié)構(gòu)和設備特點,結(jié)合已往的設計和建造經(jīng)驗,優(yōu)化生產(chǎn)設計方案,落實優(yōu)化措施,避免施工階段出現(xiàn)問題影響項目建造。
針對小型特種工程船的特點,我們在生產(chǎn)設計階段落實了下列的多項措施:
項目開始時,設計部門,根據(jù)項目的特點,整理詳細設計圖紙和設備清單,按照專業(yè)分工和區(qū)域劃分原則,安排專人,跟蹤落實詳細設計圖紙和設備清單,避免圖紙出現(xiàn)缺漏的情況。
項目的技術(shù)主管按照生產(chǎn)計劃,編制生產(chǎn)設計圖紙的發(fā)圖計劃,根據(jù)發(fā)圖計劃和圖紙繪制需求時間,編制詳細設計圖紙的計劃來圖時間,并通知設計公司按照計劃供應圖紙;當出現(xiàn)詳細設計圖紙和設備圖紙拖期的情況,要及時向設計公司核實圖紙實際提供時間并持續(xù)跟蹤,然后根據(jù)詳細設計圖紙實際接收時間修改生產(chǎn)設計方案,更新生產(chǎn)設計圖紙的發(fā)圖計劃,并通知現(xiàn)場生產(chǎn)主管修改生產(chǎn)計劃,避免影響現(xiàn)場施工計劃的推進。
設計部門安排專人負責結(jié)構(gòu)的節(jié)點統(tǒng)一。接收詳細設計圖紙后,開始對船體結(jié)構(gòu)圖冊進行預審,預審過程中結(jié)合本公司以往的生產(chǎn)設計經(jīng)驗,對節(jié)點圖冊內(nèi)的節(jié)點進行統(tǒng)一與優(yōu)化,編制生產(chǎn)設計通用節(jié)點。在編制通用節(jié)點時既要考慮減少生產(chǎn)設計差錯,也要考慮減少現(xiàn)場生產(chǎn)工作量;為了減少生產(chǎn)設計差錯,可以采取減少船體結(jié)構(gòu)圖冊的節(jié)點數(shù)量,將相似節(jié)點統(tǒng)一,減少節(jié)點太多引起的生產(chǎn)設計不統(tǒng)一出錯,例如對肘板規(guī)格尺寸統(tǒng)一;為了減少現(xiàn)場生產(chǎn)工作量,根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)反饋意見對節(jié)點進行優(yōu)化,例如在規(guī)范標準范圍內(nèi)增大角隅開孔等優(yōu)化措施;編制完生產(chǎn)設計通用節(jié)點后,對生產(chǎn)設計人員進行宣貫。
接收到項目的詳細設計圖紙后,盡快組織設計人員根據(jù)詳細設計圖紙進行結(jié)構(gòu)建模;結(jié)構(gòu)建模完成后,根據(jù)初步的工藝工法文件進行分段劃分,然后將模型結(jié)構(gòu)外形、重量以及尺寸等數(shù)據(jù)提供給工藝工法人員;工藝工法人員根據(jù)建模數(shù)據(jù),再結(jié)合生產(chǎn)計劃、現(xiàn)場施工場地、施工設備、施工條件限制等情況調(diào)整分段結(jié)構(gòu)施工順序,編制分段DAP。工藝工法人員在編制分段DAP時,需考慮生產(chǎn)場地大小限制、生產(chǎn)設備加工能力要求、吊運設備起吊限制、狹窄位置施工空間、不能進入?yún)^(qū)域封閉等要求。
分段DAP編制完成后,組織設計人員、工藝工法人員、以及現(xiàn)場施工主管參與DAP評審會議。對評審會議提出的問題及時解決和優(yōu)化,最后確定分段DAP方案。
經(jīng)過分段DAP編制與評審,在生產(chǎn)設計階段就能解決部分結(jié)構(gòu)特殊問題,如結(jié)構(gòu)安裝流程干涉、狹窄位置施工困難、密閉空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。生產(chǎn)問題提前解決,可以提高現(xiàn)場施工時結(jié)構(gòu)裝配的效率,降低施工的難度,避免出現(xiàn)施工條件不滿足生產(chǎn)設計的情況。
在進行生產(chǎn)設計圖紙繪制時,采用組立形式出圖的模式。組立形式出圖采用了2個字母對組立進行流向編碼,用于表示組立當前施工工序和后續(xù)施工工序;生產(chǎn)設計圖紙進行繪制時,根據(jù)分段DAP方案,在圖面上利用箭頭和結(jié)構(gòu)連接符號表示組立的外形,僅需在圖面標注需要安裝的組立的名稱,組立內(nèi)部安裝的小組立和零件在組立的剖視平面內(nèi)標注;生產(chǎn)設計圖的圖面內(nèi)標注的重復信息大量減少,避免圖紙出現(xiàn)標注錯誤的情況,并提高讀圖的效率;生產(chǎn)設計圖紙的圖面標注方式與分段DAP方案一致,讀圖的順序與組立和零件安裝順序一致,在工作圖上按照組立安裝形式進行信息標注,圖面順序滿足組立內(nèi)結(jié)構(gòu)的安裝順序,還可以取消專用小組立圖。使用組立形式繪制結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設計圖,提高了施工效率,降低讀圖的難度。
典型組立模式圖,如圖1所示。
圖1 典型組立模式圖示例
在結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設計前期,必須進行設計專業(yè)結(jié)構(gòu)評審和現(xiàn)場施工結(jié)構(gòu)評審;結(jié)構(gòu)專業(yè)按照詳細設計圖紙進行結(jié)構(gòu)建模;輪機、電氣、舾裝等專業(yè)根據(jù)系統(tǒng)圖和布置圖,進行后續(xù)設備布置、管線布置、通道布置等;待各專業(yè)布置基本完善后,按照船舶的功能區(qū)域、艙室隔斷,進行分批、多次結(jié)構(gòu)評審。
結(jié)構(gòu)評審時,針對各專業(yè)在設計過程出現(xiàn)的設備布置、結(jié)構(gòu)干涉、管線布置、通道寬度等情況,提出優(yōu)化方案,通過評審解決設備眾多、艙室空間狹小、設備布置困難、管線布置協(xié)調(diào)等問題。例如側(cè)推艙,由于空間狹窄,里面有電纜、托架、管路、設備、以及預留吸口井、通道空間等,經(jīng)過評審在有限的空間內(nèi)協(xié)調(diào)各專業(yè)的設備布置,避免了先占先得的搶位式布置,并協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)修改。
結(jié)構(gòu)評審結(jié)束后,安排現(xiàn)場施工評審,有設計人員、工藝工法人員、現(xiàn)場施工主管等人員參與。針對結(jié)構(gòu)施工空間、設備吊裝要求、預防結(jié)構(gòu)變形、結(jié)構(gòu)安裝順序等問題提出優(yōu)化方案,提前解決施工過程出現(xiàn)的問題。例如:增加結(jié)構(gòu)風管數(shù)量、修改結(jié)構(gòu)形式、降低T梁高度、修改開孔加強形式、優(yōu)化分段劃分、增加結(jié)構(gòu)液艙柜、優(yōu)化設備加強形式、安裝階段減少船臺階段施工、增加永久吊環(huán)、增加結(jié)構(gòu)防變形工裝件等。
在進行設備加強設計時(例如門架加強、吊機加強等),先按照設計圖紙進行船體結(jié)構(gòu)和加強建模,然后使用有限元軟件對模型進行力學分析,對結(jié)果進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。對不滿足要求的地方,采用修改趾端形式、增加扶強材、加大板厚、使用高強鋼等形式進行優(yōu)化。
小型特種工程船由于船型小,外部線型變化大,在首部、尾部和底部結(jié)構(gòu)區(qū)域容易出現(xiàn)大量的狹窄空間,詳細設計圖紙不能完全解決這個問題。結(jié)構(gòu)內(nèi)狹窄空間會導致結(jié)構(gòu)施工困難,人員沒有活動空間或者無法進入施工。
在進行生產(chǎn)設計時,通過設計優(yōu)化和現(xiàn)場施工結(jié)構(gòu)評審,采用各項措施優(yōu)化設計方案。采取的優(yōu)化措施包括:改變結(jié)構(gòu)零件安裝方向;優(yōu)化狹窄空間結(jié)構(gòu)形式;加大結(jié)構(gòu)板厚降低結(jié)構(gòu)高度;采用單邊焊、增加蓋板形成密閉空間等。通過消除狹窄空間和施工困難位置,提前消除施工難點,提高結(jié)構(gòu)施工便利性。
按照以前施工慣例,外板標志和涂裝分界線施工歸類在舾裝專業(yè),隨舾裝托盤下發(fā)施工。經(jīng)過與施工部門溝通協(xié)調(diào),在結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設計圖紙內(nèi)增加外板標志、涂裝分界線等舾裝類圖紙一起下發(fā),將外板標志安裝工序前移,方便舾裝件下料和保存;分段安裝完外板標志后做油漆和底漆,可以避免后續(xù)安裝標志破壞分段的油漆和底漆,節(jié)約施工成本,減少油漆反復工作量。
小型特種工程船內(nèi)管路和電纜通道多,需要在結(jié)構(gòu)上開設大量管子和電纜開孔。在進行生產(chǎn)設計時,通過設計優(yōu)化和評審,采用各項措施優(yōu)化結(jié)構(gòu)上的管孔設計方案。
進行結(jié)構(gòu)開孔形式統(tǒng)一和強度校核,提前確定開孔和加強形式,對結(jié)構(gòu)開孔進行補強;部分開孔密集或者開孔尺寸過大的結(jié)構(gòu)位置,對結(jié)構(gòu)樣式進行優(yōu)化,通過修改結(jié)構(gòu)樣式或者規(guī)格的方式避開開孔;對開孔進行補強時,優(yōu)先使用公司原有材料庫存,例如采用積壓的結(jié)構(gòu)管切割形成開孔貫通,減少開孔加強的加工量。
設計人員收到詳細設計圖紙后,組織人員進行圖紙校審,盡快對項目進行建模。經(jīng)過設計人員檢查和設計評審、施工評審,收集詳細設計圖紙內(nèi)的設計問題,匯總專業(yè)協(xié)調(diào)、施工要求導致的結(jié)構(gòu)修改和結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案、管孔開設與加強形式方案等,一起反饋給設計公司;設計公司根據(jù)反饋的信息修改詳細設計圖紙,更新結(jié)構(gòu)方案重新送審圖紙,最后將結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案全部落實到退審圖上,解決項目建造時出現(xiàn)現(xiàn)場結(jié)構(gòu)與詳細設計圖紙產(chǎn)生差異的情況,避免生產(chǎn)現(xiàn)場出現(xiàn)船檢對結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案提出異議的情況,從而影響項目建造和推進。
本文研究了小型特種工程船的結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設計方法,結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設計人員與各設計專業(yè)、工藝工法和現(xiàn)場施工部門合作,落實各項措施,推進項目的結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設計工作。
在項目開始時,設計部門按照專業(yè)分工和區(qū)域劃分負責詳細設計圖紙和設備清單,追蹤圖紙的來圖時間;負責節(jié)點統(tǒng)一,對船體結(jié)構(gòu)圖冊進行預審,提前發(fā)現(xiàn)節(jié)點問題,對模型的和出圖的節(jié)點進行統(tǒng)一;與工藝工法人員集中研究討論,根據(jù)現(xiàn)場施工場地、施工設備、施工條件等限制,編制分段DAP;分段DAP編制完成后,設計人員、工藝工法人員、施工主管集中進行DAP評審;在結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設計圖紙繪制時,采用組立形式出圖的模式。在結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設計前期,進行設計專業(yè)結(jié)構(gòu)評審和現(xiàn)場施工結(jié)構(gòu)評審。對項目內(nèi)大量結(jié)構(gòu)狹窄空間,采用各項措施優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計方案,提前消除施工難點;在結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設計圖紙內(nèi)增加外板標志、涂裝分界線等舾裝類圖紙;在進行生產(chǎn)設計時,采用各項措施優(yōu)化結(jié)構(gòu)上的管孔設計方案;收集詳細設計圖紙內(nèi)的設計問題,修改和優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案、管孔開設與加強形式等,反饋給設計公司落實到詳細設計圖紙內(nèi)。
通過上述各項措施,順利推進小型特種工程船的結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設計工作,優(yōu)化結(jié)構(gòu),降低施工難度,保證項目順利交付。