硫磺船改裝過程中的精度控制

張永存

(天津新港船舶重工有限責任公司，天津 300457)

4 700 DWT硫磺船由長航國際下屬新加坡公司租用的4 990 DWT成品油輪改造而成，總長99 m，型寬14.8 m，型深7.3 m。由于液態硫磺的物理特性，整個運輸過程中需要始終確保硫磺溫度控制在150 ℃左右，才能保持其液態穩定[1]。把改裝船當作新船來造成為這次改裝項目的主線。

改裝方案為去掉原船No.1～No.5艙的中縱壁，把原船左右舷分艙變為一個獨立艙，并把原膨脹甲板升高，在每個艙里安裝一個獨立罐體。每個罐體頂部設有4處防浮裝置，罐體兩側各設有4處防橫搖裝置，罐體底部設有4處防橫搖裝置及4處防縱搖裝置，罐體底部還設有64處鋼墊與陶瓷墊片組合體支撐罐體并與罐體絕緣。防搖及防浮裝置成對出現，一端與罐體焊接[2]，一端與原船焊接。由于每對裝置間隙較小，對罐體建造質量及精度要求較高。

罐體和基座組合體在該船進塢之前提前制作，在該船進塢之后，把膨脹甲板摘下并焊接增高強橫梁結構，切除中縱壁，安裝基座，之后吊裝建造好的包覆保溫材料及白鐵皮的罐體，最后回裝膨脹甲板。

該船改裝工作在4 000 t舉力浮船塢內進行，設計人員根據該舶的實際工況制定了合理、科學的布墩方案，塢墩結構形式為下部鋼墩、上部木墩[3]。

1 生產設計階段精度控制

所需原船圖紙為：《型線圖及型值表》《肋骨線型圖》《典型橫剖面圖》《基本結構圖》。

所需新船圖紙為：《獨立貨罐結構圖》《改裝后典型橫剖面圖》《貨艙防浮、防橫搖、防縱搖裝置布置圖》《絕緣墊塊布置圖》。

首先根據型值表進行線型光順，生成肋骨線型圖，并進行結構線放樣。肋骨線型與坡板寬度值理論值誤差在±2 mm。確定好每個肋位斜坡板底線后，進行罐體基座結構下料。該船有平行于外殼的內殼，隨著線型變化，尤其No.1艙與No.5艙隨著線型的收窄，坡板與縱壁也隨著線型收窄，而罐體設計也是合理利用空間，設計了多處折角。由于基座與坡板相連，必須要準確放出各剖面下斜坡板的線型。為了保證改裝質量，采用SPD船體系統進行建模，并合理劃分板口。下料時罐體底板和頂板沿寬度方向每檔加放0.5 mm焊接收縮量。在套料時要提高板材利用率，減少余料的產生。對每個罐體提供的質心位置，供分段翻身時參考，如圖1和圖2所示。

圖1 改裝前的橫剖面示意圖

圖2 改裝后的橫剖面示意圖

2 罐體建造精度控制

罐體內部設有橫向強框架和水密中縱壁，每個罐質量約70 t。建造時罐體分為上、下兩部分，上部頂板分段起胎，安裝中縱壁，肋板及縱骨，最后安裝舷側外板。下部分段，底板先起反胎，安裝罐體底座，焊接清磨完畢后，將該片體翻身置于平臺上，再安裝罐體中縱壁，肋板及縱骨，最后安裝舷側子分段，焊接清磨完畢后，進行罐體上下兩部分合龍。頂板分段挑胎翻身與罐體底部分段合龍,如圖3所示。

圖3 罐體制作

為保證罐體外觀平整度達到要求，鋼板需經消除應力后，方可流入內場加工。要特別重視板構件的尺寸，為分段建造提供高質量的部件。下料切割應采用等離子數控切割，數切機應每天檢查精度，并留有書面記錄，以保證切割誤差在允許范圍之內。下料、劃線、切割前應對圖紙進行認真審閱，核對鋼板規格，材質及構件數量，采用連續尺寸截取，對角線校正方度的手段，控制好板構件外形尺寸精度及位置線精度，減少積累誤差及切割變形。數切時應清晰地寫出產品編號、分段編號、零件號及各種符號和標識。劃線精度應在允許范圍之內，劃線負責人必須檢查劃線的質量。發現有不符合要求的構件，不能強行施工，要向上工序反饋，以求解決。T型構件的裝配，不僅要平整，而且腹板與面板的開攏尺角度應符合樣板要求，除偏心丁字外，不應有偏心現象。為防止變形，在裝配過程中，應考慮適當的反變形及鋼性固定，以及合理的安裝工藝，正確的裝配間隙量等。采用全站儀定位(罐體裝配時隨時監測水平度、垂直度、對角線)，裝配焊接完畢后檢測精度，具體要求見表1。

表1 精度控制要求 mm

3 罐體安裝精度控制

由于罐體與基座都是新制，二者安裝精度應有所保障，而難點在于基座與原船內底板與下斜坡板的焊接，原船內底板的平面度決定了基座的安裝效果，如圖4所示。基座安裝完畢后，在保證基座的平面度前提下劃線定位，安裝基座面板上防搖裝置與墊塊組合體。由于罐體的結構是安裝完整的，包括防搖及防浮裝置。這就對基座上對應裝置的裝配精度要求極為嚴格。基座結構安裝完畢之后吊裝罐體到位并用墊塊進行找正。

圖4 基座安裝

4 膨脹甲板回裝精度控制

膨脹甲板工作量主要包括中縱壁拆除，膨脹甲板中部3 m寬范圍換新，艙口圍升高0.7 m，如圖5所示，分片具體改裝流程如下。

1)方駁上。擺放墊塊—拆下的膨脹甲板翻身后上墊塊。

2)廠房內。起胎架—膨脹甲板上胎—甲板中部換新區域切割—甲板中部換新區域安裝—安裝新制加高艙口圍板—焊接—焊后測繪—修整交驗—探傷檢驗—涂裝—翻身吊運回裝。在施工中注意控制甲板的反變形，膨脹甲板回裝時要注意做好全部的熱工作業。

圖5 膨脹甲板回裝

5 結束語

由于液體硫磺運輸船的建造具有技術含量高、造價高的特點，此前一直由日本韓國等國制造，經過天津新港船舶重工有限責任公司修船廠科學的施工，精細的建造，從入廠至交付僅用了5個月的時間，圓滿完成了硫磺運輸船的改造，并積累了大量經驗。