兩段建造技術(shù)在船舶建造中的應(yīng)用研究

李久龍 杜鶴 孫龍超

摘 要：在現(xiàn)有的技術(shù)和設(shè)備的基礎(chǔ)上，進行船舶建造的精細化是當(dāng)前船舶制造業(yè)面對的課題。通過采用分段規(guī)劃和結(jié)構(gòu)劃分的方法，對于船舶進行多段工藝技術(shù)的升級，例如嵌補總段的技術(shù)應(yīng)用，能夠在船舶搭載、建造周期等方面實現(xiàn)高效科學(xué)的建造效果。

關(guān)鍵詞：兩段建造；嵌補技術(shù)；船舶建造

船舶建造是一項工序復(fù)雜，工期較長、技術(shù)性要求較高的工程，其中船舶搭載是重要的環(huán)節(jié)，在進行船舶建造周期的規(guī)劃上，要將這一環(huán)節(jié)進行深入的研究。例如通過船舶整船建造周期的管理方法，進行船舶制造過程中的技術(shù)改進，通過改進傳統(tǒng)的船舶搭載方式，采用靠近機艙分段和總段作為定位的分段規(guī)劃技術(shù)，最終實現(xiàn)船舶貫通，對艏艉部位進行依此基準搭載建造的實施，提高船舶搭載速度的潛能挖掘。

1、船舶建造與兩段建造技術(shù)概述

分段安裝是將船體分段或總段在船臺上組裝成完整船體的工藝過程。分段在船臺上的安裝方式常用有：

1.1船體建造以總段形式在船臺上安裝的方法稱為總段安裝法。通常以船中后面的某總段作為基準總段，再向首、尾方向依次安裝其余總段，以便使尾部提早安裝主機與軸系，縮短船臺建造周期。總段安裝法有利于預(yù)舾裝作業(yè)，船體焊接變形小，此方法適用于小型船體建造。船體建造以雙層底分段為基礎(chǔ)先全部安裝完工，然后將其上部平臺板、甲板等能形成層次的分段逐層安裝，但機艙及尾分段需提早成形，首分段通常待多層分段安裝至達到首分段高度后再行安裝。層式安裝法要求同層次同型分段同時裝焊完工上船臺，有利于施工管理，又利于分段預(yù)修理精度管理及船臺預(yù)舾裝工作，故適用于中型船體建造[1]。在船體建造時將船體分成兩個或兩個以上的建造區(qū)，以每個建造區(qū)的中心底部分段為基準，各自按塔式安裝法建造形成“島”，最后在“島”與“島”之間以嵌補分段連接成完整船體的建造方法。島式安裝法船臺施工面更大，適用于更大型船體建造。

1.2為縮短船臺建造周期及解決船臺長度不夠問題，還有兩段造船法。兩段建造法，是進行分段安裝時對大接縫余量的處理通常采用的方法是余量在合攏時“套劃”，即對基準分段在分段建造過程中就將大接縫余量割除，其它分段在建造時將一端的大接縫余量割除，另一端待分段安裝時按先定位的相接端頭劃余量線后割除，這種傳統(tǒng)的方法，能確保大接縫間隙，至今仍適用于薄板結(jié)構(gòu)的船體分段與中大型船體首尾區(qū)域的分段安裝。大型船舶船體中部分段從零部件號料起不留余量與分段預(yù)修整后無余量安裝的方法，大接縫采用間隙允許5～8mm加襯墊的單面焊是近年來船體建造精度管理探索得到的最有效措施。

2、兩段建造實施依據(jù)

傳統(tǒng)的船舶建造工藝和建造理念必須要予以突破。打破常規(guī)工藝理念，尋求新的思路實現(xiàn)搭載速度的提升，結(jié)合現(xiàn)有的設(shè)備設(shè)施等，進行工藝技術(shù)的創(chuàng)新，將兩段建造法運用到船舶建造工作中，最終實現(xiàn)正確的解決兩段合攏處的技術(shù)問題。利用原有的設(shè)備和設(shè)施的改進，達到有效縮短船舶建造周期的目的[2]。

2.1兩段建造在船舶建造中需要先進行結(jié)構(gòu)的分析和分段總段的規(guī)劃及劃分。以某船舶建造工程為例，該船舶的貨艙區(qū)域，被劃分為多個區(qū)域，包括12環(huán)、1環(huán)和10環(huán)，在環(huán)形大接縫的位置，將主板和結(jié)構(gòu)進行了對齊，壓載艙設(shè)計為縱骨架式樣，上邊艙和底邊艙，采用橫骨架的方式進行設(shè)計，根據(jù)1環(huán)到10環(huán)的建造合攏總段的規(guī)劃，在任意一環(huán)中，運用嵌補的方式，總段由甲板舷側(cè)予以劃分，舷側(cè)部分采用分段組成的方式，分為C或者D型。

2.2在生產(chǎn)模式上，根據(jù)船舶的設(shè)計要求，前期采用半島建造的方案，船塢內(nèi)的半島定位經(jīng)過落墩，得到半島區(qū)域雙層底的全段下塢，根據(jù)沒有搭載的分段總段作業(yè)量，進行綜合性的評估，例如分段總組狀態(tài)、工作負荷以及分段保有量等。搭載的順序，從總段進行定位，從下到上逐一進行總段的搭載。

半島起浮落墩后傳統(tǒng)搭載方式和兩段建造法的對比

方式性質(zhì)船塢搭載周期縮短天數(shù)

傳統(tǒng)搭載依次搭載 50 7

兩段建造法半島同步搭載 43 7

2.3采用兩段建造的方法，對于總段嵌補可以實現(xiàn)精度的控制。總段的大接縫實行完整的精度測量之后，將已搭載的區(qū)域進行端部平面度的調(diào)整。嚴格控制總段的嵌補改造的精度，對于嵌補的總段整體建造精度進行控制[3]。

搭載區(qū)域的進度控制的內(nèi)容包括船舶橫剖面的斷差，總段的主尺度，底端面的水平度。為了避免出現(xiàn)總段嵌補的時候出現(xiàn)大接縫形成的板縫夾角的V型。導(dǎo)致焊接焊縫發(fā)生嚴重的質(zhì)量問題，同時為了保證大接縫的間隙得到有效的控制，進行尺寸的控制，在12毫米范圍內(nèi)。

3、定位點的選取

兩段建造法總段嵌補區(qū)域?qū)τ诙ㄎ稽c的選擇，是在總段嵌補的區(qū)域機構(gòu)的無余量搭載的前提下進行一次定位作業(yè)的完成。選取的重點必須得當(dāng)，因此一旦發(fā)生不當(dāng)?shù)倪x取，就會造成重點部位出現(xiàn)焊縫間隙較大的情況，對重點部位要進行控制，測量點的選取包括：頂邊艙的端面的三點控制區(qū)域，如斜板焊縫、甲板焊縫和舷頂板的焊縫間隙；選取底邊艙進行端面三點控制下的外板焊縫間隙，進一步控制外板肋骨之間的間隙，增加端面外板的測量點，進行外板間隙的控制和配合，包括首尾端面的底邊艙的測量[4]。

結(jié)語

縮短船舶的建造周期是船企關(guān)注的重點和難點，在傳統(tǒng)的建造工藝的基礎(chǔ)上，進行造船技術(shù)的改進是必須長期堅持的工作。兩段建造法，采用嵌補總段的技術(shù)，利用現(xiàn)有設(shè)備提高生產(chǎn)效率，壓縮船臺周期，合理安排勞動力，并根據(jù)船企生產(chǎn)實際進行改進，提高船企的經(jīng)濟效益。

參考文獻

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[2]王國新，杜景軍，閻艷，等.面向加工功能均衡分布的制造系統(tǒng)構(gòu)形優(yōu)化[J].計算機集成制造系統(tǒng)，2015，（6）：1497-1506.

[3]楊征.非標超限容器現(xiàn)場安裝工藝[J].油氣田地面工程，2013，（8）：99.

[4]徐柏鑫，龍映玲，瞿雪剛.船舶建造模式研究[J].船舶標準化工程師，2014，（6）：43-45，50.

（作者單位：1大連海運重工集團有限公司；

2南通京華鋼結(jié)構(gòu)有限公司（大連分公司；大連海運重工集團有限公司）