淺析超大型集裝箱船建造工藝

解玉冬

揚(yáng)州中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司，中國·江蘇 揚(yáng)州 225211

1 引言

在建造超大型集裝箱船時，一是要確保船舶質(zhì)量，二是要控制船舶建造成本。

而要想做到這兩點(diǎn)，就需從建造工藝入手，通過科學(xué)選擇建造工藝，不斷優(yōu)化建造工藝來實(shí)現(xiàn)超大型集裝箱船建造目標(biāo)。下面結(jié)合實(shí)際，對超大型集裝箱船建造工藝做具體分析。

2 超大型集裝箱船建造工藝總體分析

船體結(jié)構(gòu)建造流程：材料表面打磨噴漆、套料切割及成型加工、部件裝配焊接、分段裝配焊接、分段二次打磨噴涂、分段總組、船塢合攏。管電舾裝裝配流程：管子、電氣附件加工與鐵舾件制作、管子附件鐵舾件表面預(yù)處理、總組機(jī)管電裝預(yù)安裝、合攏機(jī)管電裝安裝、碼頭機(jī)管電裝安裝、系統(tǒng)運(yùn)行及其試驗(yàn)。在船舶建造過程中，涂裝工藝貫穿整個制造過程，鋼材進(jìn)廠后需先對其進(jìn)行預(yù)處理。

噴底漆之后才能使用。管電舾裝件進(jìn)廠后也要進(jìn)行噴漆等處理。船舶分段完工后進(jìn)行二次除銹及正式噴漆，合攏及船舶下水前也要對大接縫破壞的油漆進(jìn)行修補(bǔ)，同時還要將，水線以下部位噴涂完整，以保證船舶的性能質(zhì)量[1]。

3 超大型集裝箱船以涂裝為核心的建造工法分析

當(dāng)前有兩種比較適合的超大型集裝箱船建造工法，一種是以涂裝為核心的建造工法，一種是以優(yōu)化生產(chǎn)管理為目的的工法，下面主要對以涂裝為核心的建造工法進(jìn)行分析。

3.1 涂裝預(yù)留信息

在應(yīng)用以涂裝為核心的工法建造超大型集裝箱船時，需先按照圖紙預(yù)留出合攏區(qū)域，減少在合攏環(huán)節(jié)對涂層的破壞，在保證船體質(zhì)量的同時做到清潔生產(chǎn)。建造時先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙確定下總段及船塢合攏方式，然后根據(jù)船體的結(jié)構(gòu)形式，將涂裝預(yù)留范圍、具體的涂裝方案等確定下來，制定涂裝方案，繪制工藝圖冊，要求各施工人員嚴(yán)格按照圖冊規(guī)范施工[2]。

3.2 腳手架與施工通道設(shè)計(jì)

為減少涂裝后的油漆破壞量，通過對分段、總段的結(jié)構(gòu)形式和建造方式的分析，選取最合適的腳手架布置和施工通道布置方案。施工時，為保證施工質(zhì)量與施工安全，所用腳手架要有良好的性能，腳手架應(yīng)盡可能標(biāo)準(zhǔn)、通用，這樣就能重復(fù)利于腳手架，實(shí)現(xiàn)對施工成本的有效控制。建造時，確定固定的建造通道與人員，根據(jù)建造要求增加相應(yīng)的工裝設(shè)備與工藝孔，在進(jìn)行合龍施工時，做好對船體的保護(hù)工作，防止船體及舾裝件油漆受到比較嚴(yán)重的破壞。施工時借助BIM等技術(shù)構(gòu)建船舶三維模型，借助模型進(jìn)行虛擬施工，提前發(fā)現(xiàn)施工方案得中的不足并進(jìn)行改進(jìn)處理，避免在正式施工中出現(xiàn)任何問題[3]。

3.3 工法零部件的設(shè)計(jì)

根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)可知，如果在涂裝后再開展大面積的焊接工作，將會使涂裝成果受到嚴(yán)重破壞，這既不利于船舶質(zhì)量的提高，也不利于成本的控制。為避免在涂裝后開展大面積焊接工作，對不同階段的工法零部件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對工法零部件結(jié)構(gòu)形式及使用方式進(jìn)行規(guī)范，并指導(dǎo)工作人員在涂裝前就完成各類工法零部件的裝焊工作。為保證施工質(zhì)量與施工速度，可在正式施工前先在TRIBON三維模型中將腳手架眼板、各類馬板、支撐底座及花籃螺絲等的模型建造出來，然后根據(jù)實(shí)際情況繪制出各零部件的組裝圖、船舶建造圖等，以便于后續(xù)施工。

4 超大型集裝箱船船體建造工藝分析

4.1 船體施工要求

超大型集裝箱船船體施工，施工精度首先要滿足GL標(biāo)準(zhǔn)，然后以CB/T4000—2005船標(biāo)為依據(jù)規(guī)范開展船體施工工作。施工時，按照船體結(jié)構(gòu)理論線圖準(zhǔn)確確定出船體結(jié)構(gòu)理論線位置，以保證船體整體的建造精度能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。進(jìn)行船體施工時，可采用焊接新技術(shù)，如埋弧自動焊技術(shù)等。推廣應(yīng)用此類焊接新技術(shù)既有利于保障焊接質(zhì)量，又有利于節(jié)省成本，降低超大型集裝箱船整體造價。船體施工圖中應(yīng)包含一些新技術(shù)、新工藝，施工圖中有關(guān)數(shù)據(jù)的精度要達(dá)到要求，船塢快速搭載搭頭板、眼板、牛腿等要求也要在施工圖中得到貫徹落實(shí)[4]。

4.2 船體分段劃分、余量和補(bǔ)償值的加放

船體分段劃分，余量和補(bǔ)償值的加放依照集裝箱船分段劃分及建造余量圖規(guī)范進(jìn)行。雙層底肋板視情況加放負(fù)余量以便裝配。另外在建造施工時，按照船體實(shí)際情況確定船體零件加工余量，實(shí)際情況為準(zhǔn)科學(xué)加放。

4.3 數(shù)控切割機(jī)劃線要求

進(jìn)行船體施工時，嚴(yán)格按照施工圖紙與施工要求在船體相應(yīng)部位準(zhǔn)確劃出結(jié)構(gòu)位置線。為保證船體施工質(zhì)量，船體的外板、內(nèi)底板、平臺板以及甲板等應(yīng)當(dāng)都是需要劃出結(jié)構(gòu)位置線的部位。另外還要準(zhǔn)確標(biāo)出精度控制線，精度控制線應(yīng)位于所有平直拼板件四周距緣口100mm處。船體的肋骨框架、強(qiáng)肋骨等曲形腹板拼板焊接件，在施工時必須劃出連續(xù)或多根對合線。

4.4 船體分段總裝

分段總裝也要嚴(yán)格按照施工圖規(guī)范進(jìn)行，分段總裝工序、方法等都不能與建造方針存有出入，如果在實(shí)際總裝過程中需要改變某些工序或工藝，需先與相關(guān)方面協(xié)商解決，并在總裝過程中對裝配精度進(jìn)行嚴(yán)格管理與控制，將殼、舾、涂等工作規(guī)范完成。為保證總裝效果及超大型集裝箱船整體的質(zhì)量，在裝配過程中工作人員要按照圖紙與其他資料對各舾裝件（如電舾、管舾、鐵舾）等進(jìn)行仔細(xì)核查核對，確保各舾裝件的數(shù)量、尺寸、規(guī)格及品質(zhì)等都達(dá)到裝配要求，確保各舾裝件不存在任何質(zhì)量問題[5]。

4.5 碼頭泊裝

超大型集裝箱船的碼頭泊裝，要推行區(qū)域、艙室、層面房廊廳的托盤管理制，泊裝作業(yè)按系統(tǒng)施工，逐一試驗(yàn)，逐一提交驗(yàn)收，在這一環(huán)節(jié)要嚴(yán)把簽字驗(yàn)收管關(guān)，以保證船舶整體的建造質(zhì)量。碼頭泊裝工作需嚴(yán)格按照圖紙進(jìn)行，在正式施工前要組織技術(shù)人員進(jìn)行交底，的同時還需對實(shí)際的施工條件進(jìn)行考察，根據(jù)具體條件進(jìn)一步完善泊裝方案，向施工人員說明技術(shù)要求與質(zhì)量要求，確保各人員能嚴(yán)格按照規(guī)定規(guī)范地完成各項(xiàng)操作。泊裝工作結(jié)束后必須由技術(shù)組、質(zhì)檢組等對泊裝質(zhì)量做嚴(yán)格檢查，檢查工作要詳細(xì)嚴(yán)密，各項(xiàng)檢查數(shù)據(jù)都需準(zhǔn)確記錄，以備日后使用。檢查無誤后簽字，簽字人員對船只的泊裝質(zhì)量負(fù)一定責(zé)任[6]。

5 超大型集裝箱船建造質(zhì)量控制建議

5.1 強(qiáng)化質(zhì)量教育

對船舶制造企業(yè)而言，產(chǎn)品質(zhì)量是第一要義，只有保障產(chǎn)品質(zhì)量，才能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健發(fā)展。因此企業(yè)管理層、領(lǐng)導(dǎo)層等必須進(jìn)一步提高對船舶建造質(zhì)量的重視度，要采取科學(xué)有效地宣傳與教育措施增強(qiáng)上下員工質(zhì)量管理意識，在企業(yè)內(nèi)部建設(shè)良好質(zhì)量文化，推動各部門、各人員都積極參與到現(xiàn)場質(zhì)量管理工作中。具體來說，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層、管理層可在產(chǎn)品生產(chǎn)期間開展質(zhì)量工作培訓(xùn)座談，向各工作人員宣講質(zhì)量管理的重要性，提高其對現(xiàn)場質(zhì)量管理工作的重視度。同時為更好地做好現(xiàn)場質(zhì)量管理，管理層可與作業(yè)層加深交流，并在產(chǎn)品生產(chǎn)期間定期開展質(zhì)量管理工作會議，對作業(yè)現(xiàn)場存在的各項(xiàng)質(zhì)量隱患、質(zhì)量問題做深入分析與探討，確保各項(xiàng)問題能得到及時解決。在船舶建造生產(chǎn)期間，可每周以例會形式對上一階段工作中出現(xiàn)的質(zhì)量問題進(jìn)行總結(jié)，組織相關(guān)人員共同分析原因、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、提出建議等，全面提升作業(yè)現(xiàn)場質(zhì)量管理水平。

5.2 建立質(zhì)量監(jiān)督管理制度

大型集裝箱船建造過程中，以項(xiàng)目經(jīng)理牽頭，組織協(xié)調(diào)有關(guān)部門與人員組成一個健全完善的質(zhì)量管理機(jī)構(gòu)，并結(jié)合國家相關(guān)規(guī)范與要求，結(jié)合項(xiàng)目性質(zhì)建立起科學(xué)可行的質(zhì)量管理制度，制定質(zhì)量管理細(xì)則，并將各項(xiàng)制度與規(guī)范貫徹落實(shí)下去，將質(zhì)量風(fēng)險降到最低。企業(yè)要建立專門的質(zhì)量管理組織，并對現(xiàn)場質(zhì)量管理制度進(jìn)行調(diào)整完善，對現(xiàn)場質(zhì)量管理責(zé)任進(jìn)行明確，讓船舶建造現(xiàn)場的各項(xiàng)質(zhì)量問題都有人負(fù)責(zé)、有人管理。船舶建造車間的質(zhì)量管理工作有一定的綜合性、系統(tǒng)性與復(fù)雜性，需要零件管理部門、技術(shù)研發(fā)部門、質(zhì)量監(jiān)管部門等多部門的溝通與配合。因此在建立質(zhì)量管理組織時，企業(yè)可從各有關(guān)部門中挑選優(yōu)秀人才組建質(zhì)量管理隊(duì)伍，從而保證現(xiàn)場各項(xiàng)質(zhì)量問題都能得到有效解決。

5.3 加強(qiáng)質(zhì)量隱患排查

在當(dāng)前背景下，企業(yè)要做好船舶建造質(zhì)量風(fēng)險因素辨識與評級。在風(fēng)險因素辨識過程中應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：對風(fēng)險因素進(jìn)行辨識時，要從多角度、多狀態(tài)、多時態(tài)進(jìn)行，以保證辨識結(jié)果的科學(xué)性與準(zhǔn)確性。辨識船舶內(nèi)飾塑料件工藝中的風(fēng)險時，要合理劃分工作步驟，然后根據(jù)各活動的具體內(nèi)容、開展環(huán)境以及技術(shù)難度、特征特點(diǎn)等進(jìn)行全方位、多角度辨識，確保能將潛藏于活動中的風(fēng)險因素及時查找出來。在準(zhǔn)確辨識風(fēng)險因素的基礎(chǔ)上還要做好對風(fēng)險因素的分級，評價分級時需要采用專業(yè)、科學(xué)以及實(shí)用的方法，確保最終分級結(jié)果科學(xué)合理。評級之前，先組織工作人員采集質(zhì)量問題產(chǎn)生數(shù)據(jù)、問題數(shù)據(jù)，基于真實(shí)數(shù)據(jù)計(jì)算出質(zhì)量風(fēng)險發(fā)生概率，并進(jìn)一步推導(dǎo)出風(fēng)險率，最終實(shí)現(xiàn)對風(fēng)險因素的準(zhǔn)確評價。在運(yùn)用定性評價法時，是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對生產(chǎn)過程中的材料、工藝參數(shù)、設(shè)備性能等做定性分析。

5.4 規(guī)范崗位操作過程

為確保大型集裝箱船建造質(zhì)量達(dá)標(biāo)，企業(yè)要依據(jù)國家要求與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)大型集裝箱船舶特征特點(diǎn)等編制操作規(guī)程，推進(jìn)各項(xiàng)生產(chǎn)活動規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化開展。具體如企業(yè)可制定船舶建造規(guī)范，建造流程，質(zhì)檢流程與質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)等，向員工介紹船舶生產(chǎn)要求，為員工的安全化、規(guī)范化作業(yè)打好基礎(chǔ)。企業(yè)要制定船舶生產(chǎn)說明，明確告知員工在建造過程中需注意哪些事項(xiàng)，注意哪些方面，要求工作人員熟悉船舶建造質(zhì)量要求，能嚴(yán)格按照規(guī)定規(guī)范制作。企業(yè)要編制大型集裝箱船舶建造注意事項(xiàng)，注意事項(xiàng)要盡可能全面，不留死角。作業(yè)注意事項(xiàng)應(yīng)當(dāng)涉及作業(yè)前進(jìn)行必備的質(zhì)量檢查，作業(yè)中考慮工藝及設(shè)備的質(zhì)量情況以及制作生產(chǎn)行為的規(guī)范要求，制作后期的收尾、清理、質(zhì)量檢查與評定等。

5.5 應(yīng)用先進(jìn)設(shè)備與技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測

當(dāng)前背景下，可在大型集裝箱船舶生產(chǎn)線上增設(shè)自動化、智能化的質(zhì)量檢測裝置，這種裝置能自動檢測裝配信息，自動糾正制作失誤等，大大提高船舶建造質(zhì)量。將這類自動化、智能化裝置引進(jìn)船舶生產(chǎn)線，生產(chǎn)線上的各項(xiàng)生產(chǎn)行為都將受到設(shè)備的監(jiān)測與檢測，監(jiān)測設(shè)備一旦發(fā)現(xiàn)異常信息就會自動報警，并自動停止制作程序，工作人員在收到報警信息后對問題進(jìn)行檢查處理，問題消除后，生產(chǎn)線與監(jiān)測設(shè)備重新運(yùn)行。也可將3D、4D、VR等技術(shù)運(yùn)用于船舶建造生產(chǎn)線，利用這些先進(jìn)技術(shù)手段更直觀、清楚地監(jiān)測與掌控各個裝配環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對裝配風(fēng)險的有效預(yù)防。也可通過物聯(lián)網(wǎng)、藍(lán)牙等先進(jìn)技術(shù)開展防錯工作，將錯裝問題發(fā)生的概率降到最低。在船舶建造過程中，企業(yè)可研發(fā)引進(jìn)ABB ability智能傳感器產(chǎn)品，將傳感器與生產(chǎn)系統(tǒng)連接，然后生產(chǎn)部門的電腦或有關(guān)工作人員的移動終端設(shè)備，通過藍(lán)牙與傳感器連接，這樣工作人員就能通過電腦或手機(jī)實(shí)時查看生產(chǎn)線上的裝配情況，及時發(fā)現(xiàn)裝配異常并進(jìn)行處理，以保證大型集裝箱船建造質(zhì)量。

6 結(jié)語

綜上所述，超大型集裝箱船建造工藝相對復(fù)雜，在建造過程中，要結(jié)合國家、行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)超大型集裝箱船應(yīng)用需求等選擇最合適的建造工藝，并對建造過程進(jìn)行規(guī)范控制，對船舶建造質(zhì)量嚴(yán)格檢測與管理，確保超大型集裝箱船的質(zhì)量達(dá)標(biāo)。