國內船用LP板的應用分析

周海波

摘 要 本文對LP板做了簡要介紹，著重剖析了LP板在國內造船領域的應用現狀，分析其原因提出了改進意見和建議，并探討了船用LP板在國內的發展前景。

關鍵詞 LP板；鋼板；船舶

中圖分類號 U66 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）164-0191-02

1 LP板簡介

LP（Longitudinal？Profiled）板稱為縱向變截面板，也稱為楔形板，由于其特有的優點，在各制造工程領域有著廣泛的應用。

20世紀70年代，伴隨著鋼板軋制技術的升級和精度控制水平的提升，LP板應運而生。亞洲LP鋼板制造企業以日本JFE公司為代表，歐洲主要制造企業有德國的迪林根公司和捷克的維特科維策公司等。

根據不同的應用要求，LP板型式各不相同，上述企業代表的主要LP板產品類型[1]如表1所示。

相對普通鋼板，LP板優點主要如下所述。

1.1 減輕結構重量

根據實際承受載荷的情況進行斷面優化，保證斷面的最大應力不變，減輕結構重量。例如圖1，單跨梁跨中處承受集中載荷，最大應力在跨中，應力向兩端線性遞減；單跨梁縱截面優化后，最大應力數值及位置不變，剖面優化后兩側結構的應力變大，但未超過整個梁的原有最大應力數值。即單位質量的構件所承受的應力更均勻，材料的力學利用率更高，使結構重量減輕。表1中LP板的各種斷面型式，也是根據其相應承受的載荷分布來決定剖面優化形狀的。

1.2 減少焊縫

普通鋼板為優化力學性能降低結構重量，采用厚度不等的板拼接，拼接焊縫數量較多，LP板在減輕結構重量的同時，也可以減少鋼板拼接焊縫的數量，縮短制造時間，提高效率，LP板設計流程圖如圖2所示。

2 LP板在造船上的應用現狀及問題剖析

在船舶制造領域，由于船體本身結構復雜，且船體為可移動載體，所承受的載荷種類多且復雜，因而船用LP板的應用起步較晚。

目前，船用LP板的應用案例基本都在國外，應用最廣泛的是日本造船廠。1993年，日本JFE公司生產的LP船板首次應用于船舶建造。該公司在建造一艘17萬載重噸的散貨船過程中，對船體上甲板、貨艙橫艙壁以及外底板區域使用LP板（如圖3），總計約2？500t，鋼材重量減輕了約218t，同時鋼板拼接焊縫減少了約700m，實際經濟效益十分顯著。

近年，我國寶鋼5000mm寬厚板生產線從國外引進了LP鋼板軋制技術，而在船舶上的應用幾乎為0。國內外船用LP板應用差距如此之大，為尋找主要原因，本文對相關造船廠進行了調查分析總結。

首先，相較日本的百年歷史的船舶制造業，國內造船行業起步晚，在2000年后才得到有效發展，而船用LP板的發展源于20世紀90年代，錯失了與國際接軌的最佳時機；作為造船行業的供應鏈，國內鋼廠技術研發能力較為薄弱，在2000年國內造船行業發展時期，未能研發生產物美價廉的船用LP板，錯過船用LP板大規模應用的時機。而日本的鋼廠早在1978年就具有LP板的研發和生產能力。客觀形勢上，20世紀末的國際形勢雖好，但國內造船廠與鋼廠行業發展起點低，未能形成互相促進的良性循環發展模式。

其次，國內造船廠的管理效率偏低，適用船用LP板對相應設計、采購、制造等環節的管理成本增加明顯，短期內造成企業額外的負擔和風險。在當前造船業不景氣的環境下，很多企業不愿意嘗試。國內造船廠的管理觀念偏保守，習慣以現有模式運營，缺乏創新思維，船用LP板的發展受到主觀意愿的制約。雖然國內造船業近年產能提升顯著，但造船廠的管理理念尚未與時俱進，國內造船業處于量變到質變的轉型期。造船廠可借適用船用LP板為改革先行案例，從中提升管理效率，轉變管理理念，優先轉型的造船廠將占得行業發展的先機。

第三，船體結構實際適用范圍較小。目前船用LP板型號較少，多為LP1型。此型板多用在板厚變化梯度大的區域，其經濟效應才較明顯。這類區域主要為垂向艙壁板和舷側外板，船體其他區域板厚變化梯度不明顯，不能充分發揮LP板的優點。

第四，受船東船級要求制約。船體結構必須滿足所入船級的規范，相關規范中的一些要求限制了船用LP板的適用。例如，散貨船橫艙壁中部及下部板厚需在一定范圍內保持不變，舷頂列板材質等級的特殊要求等，進一步縮小了船用LP板的適用范圍。另外，船東對LP板認知度不夠、對其適用到自身船舶存在疑慮，以及出于方便船舶后期維修的考慮，同樣限制了船用LP板的適用。

最后，造船廠制造工藝制約。LP板的不等厚特性，相應制造定位、折彎工藝也不相同，其對精度控制的要求更高。造船廠制造精度達不到一定要求，盲目適用LP板將影響結構分段的質量，甚至造成更大的經濟損失。船用LP板未能在國內得到發展，同樣受上述幾點實際因素的制約?？梢灶A見，在造船廠開啟船用LP板適用的相關研討和實踐后，這些制約因素將被逐一消除。

3 改進意見和建議

目前，短期內國內造船行業還無法大規模采用船用LP板。需要注意的是，船用LP板不能陷入鋼廠不生產造船廠就不用、造船廠不用鋼廠就不生產的惡性循環中去。目前，國家大力推進國企改革，且造船行業處于合并轉型期，在此良好的大背景下，國內造船廠應具備長遠發展的戰略，盡早推進船用LP板適用的相關工作，做好相應設計、采購、制造等環節的詳細管理流程，提前解決船用LP板適用下的技術障礙、工藝改進和精度控制等問題，對船用LP板參數、需求量等要求需與國內鋼廠形成聯動，進行定期技術交流等合作，共同推動船用LP板在國內的發展。

參考文獻

[1]杜平，胡賢磊，王君，等.縱向變厚度鋼板的發展和應用[J].軋鋼，2008，25（1）：47-50.

[2]杜平.縱向變厚度扁平材軋制理論與控制策略研究[D].沈陽：東北大學，2008：8-18.

[3]Fukumoto Y，Nagai M. Steel Bridges：New Steels and Innovative Erection Methods[J].Prog. Struct. Engng Mater，2000（2）：34-40.