節(jié)能導(dǎo)管建造、安裝精度控制工藝

摘 要：本文主要介紹船用節(jié)能導(dǎo)管的建造、安裝的精度控制工藝，針對建造過程中存在的具體難點(diǎn)提出可行的應(yīng)對措施。

關(guān)鍵詞：節(jié)能導(dǎo)管；建造；安裝；精度；控制

中圖分類號：U671.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 前言

在船舶建造過程中，節(jié)能導(dǎo)管的建造、安裝的精度要求很高，鑒于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建造過程的整體線型控制及定位過程的定位點(diǎn)控制和焊接變形是主要難點(diǎn)；本文主要探討節(jié)能導(dǎo)管在建造和定位安裝過程的精度控制措施。

2 節(jié)能導(dǎo)管建造精度控制工藝

整個工藝過程將統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)線貫穿整個建造、安裝流程，節(jié)能導(dǎo)管船塢階段安裝的定位點(diǎn)需在建造過程中嚴(yán)格監(jiān)控并制定有效的工藝控制方案。

2.1 胎架制作

2.1.1 模板胎架位置設(shè)定

節(jié)能導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)是內(nèi)、外側(cè)板通過縱橫向隔板連接，分段的建造是以內(nèi)側(cè)板為底，采用側(cè)向內(nèi)胎架制作，根據(jù)內(nèi)側(cè)板的線型制作模板胎架控制整體線型，沿節(jié)能導(dǎo)管縱向根據(jù)整體的線型特點(diǎn)設(shè)定模板位置，如圖1所示。

2.1.2 模板制作

（1）模板反變形釋放

由于節(jié)能導(dǎo)管的內(nèi)側(cè)板及內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在較多的縱向?qū)雍缚p，制作過程中需增加焊接收縮補(bǔ)償量，此補(bǔ)償釋放于模板胎架上，以模板外圓頂點(diǎn)向上下口漸變釋放至5 mm，見圖2。

圖1 模板胎架圖

釋放反變形后模板 理論模板尺寸

圖2 模板理論數(shù)據(jù)和裝配數(shù)據(jù)

（2）模板數(shù)控下料和拼板

① 釋放反變形后的模板采用數(shù)控下料，為節(jié)約材料將模板分三部分套料；

② 模板上需增加相關(guān)參考線，為方便內(nèi)側(cè)板的定位，模板上需數(shù)控噴上板縫線、結(jié)構(gòu)線、節(jié)能導(dǎo)管的中心線；

③ 模板胎架制作過程中為統(tǒng)一基準(zhǔn)，模板上需數(shù)控噴上：Z向檢驗(yàn)線、Y向檢驗(yàn)線；

④ 三部分的模板下料完工在拼裝過程中需對合線（數(shù)控噴粉），見圖3。

圖3 模板上的相關(guān)數(shù)控噴粉線

（3）胎架制作（包括地面劃線、胎架精度檢驗(yàn)）

此模板胎架采用槽鋼做胎架基地，按圖1布置模板；內(nèi)部支撐和縱橫向加強(qiáng)采用角鋼。

① 所有模板統(tǒng)一以中心線、Z向檢驗(yàn)線、Y向檢驗(yàn)線作為基準(zhǔn)來定位安裝；

② 地面劃線需劃出整個分段的中心線、首尾端口線；

③ 胎架制作完成需檢驗(yàn)?zāi)０甯叨取雽挕⒄w直線度等；

④ 胎架制作完成需采用特制的木樣來檢驗(yàn)?zāi)０宓恼w線型。

2.2 結(jié)構(gòu)上胎制作

（1）內(nèi)側(cè)板定位順序需從模板最高點(diǎn)向最低點(diǎn)定位，以中心線為基準(zhǔn)定位第一張板；

（2）在模板胎架上沿板縫線裝配扁鐵碼板配合板材定位，如圖4；

（3）定位過程需嚴(yán)格吊線垂監(jiān)控內(nèi)側(cè)板的中心線、板邊線與地樣線重合度。

圖4 內(nèi)側(cè)板定位碼板

2.3 結(jié)構(gòu)焊接順序

節(jié)能導(dǎo)管的焊接工作量比較大，為盡量減少焊接變形，需遵循以下的焊接順序：

① 內(nèi)側(cè)板的拼板焊接需先焊橫頭短焊縫，再焊長焊縫；整體從分段放置的下方向上方退焊焊接，且要對稱焊接，見圖5；

② 結(jié)構(gòu)焊接以方格為單元從中間向兩邊對稱焊接，先立角焊后平角焊，見圖6；

③ 外側(cè)板的焊接順序，見圖7。

、

圖5 內(nèi)側(cè)板的焊接順序

圖6 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的焊接順序

圖7 外板的焊接順序

2.4 完工后測量及定位點(diǎn)的標(biāo)識

焊接完畢分段松胎被燒，重新核對整體精度，火工調(diào)整偏差合格后，再固定前后端口模板；為方便搭載階段定位，節(jié)能導(dǎo)管完工后需將首尾端口的中心點(diǎn)、直徑、外板中心找出并用樣沖點(diǎn)打出（貼好膠條保護(hù)），見圖8。

圖8 分段完工定位點(diǎn)標(biāo)識圖

3 節(jié)能導(dǎo)管船塢定位、安裝精度控制工藝

3.1 找出縱向、橫向、高度基準(zhǔn)線

根據(jù)船塢塢底船體中心標(biāo)記，找出船體橫向基準(zhǔn)；根據(jù)船體外底板的龍骨撓度取其平均值，確定船體基線；從船體基線用激光機(jī)向上打出軸線與基線的高度差3 710 mm，找出軸線與A011外板的交線，得出節(jié)能導(dǎo)管的高度基準(zhǔn)，并用樣沖標(biāo)記于外板上；縱向選取尾柱A000舵零即肋位FR0為基準(zhǔn)。

3.2 定位點(diǎn)選取及相關(guān)數(shù)據(jù)換算

根據(jù)精度要求定其定位點(diǎn)主要有：首尾端面（直徑端點(diǎn)、直徑中心點(diǎn)、圓弧中心點(diǎn)）、節(jié)能導(dǎo)管在A011外板上的貫切線坐標(biāo)、左右節(jié)能導(dǎo)管中間肘板的安裝坐標(biāo)及與導(dǎo)管的交點(diǎn)坐標(biāo)。

以3.1找出的相關(guān)基準(zhǔn)（FR0，0，3 710）為原點(diǎn)“0”，定出節(jié)能導(dǎo)管相關(guān)定位點(diǎn)的坐標(biāo)：

① 首尾端面（直徑中心點(diǎn)、圓弧中心點(diǎn)）的坐標(biāo)見圖9；

② 首尾端面直徑端點(diǎn)、貫切線的坐標(biāo)，見圖10；

③ 左右節(jié)能導(dǎo)管中間肘板的安裝坐標(biāo)及與導(dǎo)管的交點(diǎn)坐標(biāo)，見圖11。

3.3 節(jié)能導(dǎo)管吊裝前準(zhǔn)備

（1）首先檢查整體尺寸、樣沖點(diǎn)的標(biāo)識情況、變形情況，測量首尾端面圓弧直徑及下口直徑，與理論數(shù)據(jù)對比并記錄；樣沖點(diǎn)如有漏敲或不清楚請重新測量補(bǔ)敲。

（2）安裝中間定位肘板（坐標(biāo)值詳見圖11），裝配完成報(bào)工藝確認(rèn)后焊接，外緣余量不修割，焊腳打磨光順；安裝完畢勘劃出肘板上貫切線（數(shù)據(jù)見圖11）。

（3）吊裝節(jié)能導(dǎo)管前需勘劃好以下相關(guān)線：

① 塢底船體中心線；

② 舵零點(diǎn)地樣線；

③ A011分段外板上的左右各4條貫切線（相關(guān)數(shù)據(jù)見圖10）；

④ 中間肘板與節(jié)能導(dǎo)管上的貫切線。

（4）在節(jié)能導(dǎo)管外側(cè)板上方、A011外板上預(yù)先裝焊葫蘆拉碼（初定位用），待吊裝到位后在導(dǎo)管安裝位置的四周安裝花蘭螺絲，方便精確定位。

3.4 節(jié)能導(dǎo)管定位流程

（1）按3.3點(diǎn)的第（3）點(diǎn)勘劃出吊裝前的相關(guān)定位線；

（2）單側(cè)節(jié)能導(dǎo)管組件采用汽車吊吊裝到位，將A011上的葫蘆與導(dǎo)管側(cè)板上的拉碼相連且拉緊葫蘆，使節(jié)能導(dǎo)管的外側(cè)板貼合中間肘板，使其初定位；

（3）使用全站儀測量首尾端面中心值、外圓中心值，微調(diào)節(jié)能導(dǎo)管；緩慢修割導(dǎo)管側(cè)板余量（注意避免割傷A011外板），拉緊葫蘆，使側(cè)板與外板貼合；

（4）在結(jié)構(gòu)承力處新增適量卡碼固定，繼續(xù)檢查數(shù)據(jù)變化情況；

（5）重新復(fù)核整體數(shù)據(jù)，定位節(jié)能導(dǎo)管，按上述方案吊裝另一側(cè)導(dǎo)管組件

3.5 節(jié)能導(dǎo)管定位后焊接要點(diǎn)

節(jié)能導(dǎo)管的焊接順序是整體精度控制的關(guān)鍵點(diǎn)，整個過程注意事項(xiàng)如下：

（1）要先焊接A011龍骨與肘板焊縫，再焊接節(jié)能導(dǎo)管；

（2）焊接順序：以中縱面為對稱面，對節(jié)能導(dǎo)管8條焊縫進(jìn)行對稱焊接，具體見圖12；

（3）焊接外側(cè)板與A011外板的角焊縫鋼襯墊時要對稱焊接；

（4）左右節(jié)能導(dǎo)管的焊接需嚴(yán)格對稱焊接減少左右偏移，由于導(dǎo)管安裝偏軸線上端，故在焊接過程中需對尾柱剛性固定。

3.6 節(jié)能導(dǎo)管安裝數(shù)據(jù)測量及精度要求

（1）節(jié)能導(dǎo)管安裝到位后，首尾端面半圓中心的連線相對理論中心連線的偏差控制在±9 mm（即節(jié)能導(dǎo)管的Z面和Y面安裝角度誤差小于±0.3o）；

（2）節(jié)能導(dǎo)管導(dǎo)邊圓心及隨邊圓心的位置相對誤差小于±0.5%（導(dǎo)邊圓心，隨邊圓心分別指艏艉端面圓心）；

（3）節(jié)能導(dǎo)管安裝完工需測量的理論點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)見圖13。

4 結(jié)束語

本文方案在節(jié)能導(dǎo)管建造、定位、安裝精度控制過程中起到至關(guān)重要的作用，提高了建造、定位、安裝的精度，大大縮短了安裝周期，為后續(xù)產(chǎn)品提供了一套完備的工藝參考。