中小型集裝箱船艙口圍精度要求及控制工藝要點

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(金海智造股份有限公司，浙江 岱山 316291)

集裝箱船艙口尺寸一般比散貨船的艙口尺寸大，集裝箱將被排放在艙口蓋上，由于艙口結構的特殊性，艙蓋在設計時通常采用真空密性封蓋,艙口圍結構通常采用強力結構,相對應圍壁、機板、甲板的板厚較大,且使用高強度鋼[1]。建造過程中如果艙口圍的裝焊精度尤其是艙口圍頂板支撐塊位置處的水平精度未達到要求，將會影響艙口蓋密封性能設計要求，造成量資源浪費，甚至報廢返工。針對上述問題，在2 500 TEU系列集裝箱船艙口圍建造過程中，通過明確艙口圍結構在分段制作、總組、搭載各作業階段的精度要求，并且嚴格執行各作業階段的精度控制工藝，取得了很好的成效。

1 分段作業階段的精度要求及控制工藝要點

1.1 分段精度要求

2 500 TEU集裝箱船尺寸小，艙口圍分段整體水平標準要求要比9 400 TEU的高，為整體水平標準±3 mm，單塊支撐塊位置水平標準為±2 mm，也就是支撐塊樣板進行逐塊檢測方式保證其精度差不大于2 mm。

1.2 分段精度控制工藝要點

1)胎架制作精度控制。艙口圍分段必須在檢驗合格的鋼制平臺上或胎架上制作，在艙口圍分段頂板為胎制作時，在結構安裝前必須保證頂板的平整度，并檢查每個柱頭與頂板之間的密貼情況，密貼率大于95%，最大間隙控制在3 mm以內。將基面板和胎架進行固定，固定的原則：分段四角、大接縫端口及強構件的位置全部固定，支撐塊位置加強筋板不能隨意修割，保證裝配垂直度及間隙<0.5 mm。

2)劃線精度控制。胎架固定結束后方可進行劃線：根據圖紙要求開角尺，劃出肋檢線和假定中心線[2]，以此為基準根據劃線圖紙尺寸劃制構架線，邊緣劃出100MK精控對合線，基面板邊緣有余量的劃出余量線[3]，必須保證劃線的準確；劃線結束需報區域測控員檢驗水平度、主尺度、結構線的堪劃精度并記錄。

3)結構安裝及焊接控制。結構安裝需確保數據與圖紙相符，控制裝配間隙，如遇間隙超標需查明原因后方可施工。結構焊接過程中需拉粉線或鋼絲對分段頂板的直線度監控，并重點控制該頂板上支撐塊位置的水平。支撐塊位置加強筋板隔位焊接，拉開焊接距離，降低焊接時的溫度集中，減少變形，見圖1。

圖1 艙口圍部件焊接順序

參考焊接順序：如1人焊接，則為①→ ⑦→ ④→ ⑩→②→ ⑧→ ⑤→→ ③→ ⑨→ ⑥→；如2人同時焊接，則為① ⑦ → ④ ⑩ → ② ⑧ → ⑤→ ③ ⑨→ ⑥。

4)過程監控。艙口圍頂板拉鋼絲或拉粉線時刻關注合攏中裝配、焊接時直線度變化并對艏艉艙口圍頂板在支撐塊中心位置進行垂直度監控。支撐塊位置橫向加強筋板位置利用拉線進行整體直線度監控，保證整體直線度在±3 mm內，單塊支撐塊位置直線度數據偏差在2 mm內。支撐塊樣板進行逐塊檢測方式保證偏差不大于2 mm，見圖2。

5)分段完工檢測控制。分段裝配焊接結束后，先脫胎，在對面板的水平、直線度變形位置火工調平、調直，背燒結束后，每個支撐塊位置需在橫向加強筋板位置利用粉線或支撐塊樣板測量其平整度，并將測量數據(見圖3)填寫在分段支撐塊水平測量表中，在分段報驗時與分段完工測量數據一并提供，見表1。

圖2 直線度水平度測量

圖3 測量位置

表1分段支撐塊水平測量表

2 總組作業階段精度要求和控制工藝

2.1 精度要求

該船橫向艙口圍(H3* P/S)是與橫艙壁分段(T* P/S)總組后整體搭載的。總組前以艙口圍頂板直線度為基準保證艙口圍頂板到隔艙22 735甲板間距離3 895 mm(理論線都為上口)；原隔艙中心線與定位后艙口圍角尺度偏差 <3 mm(見圖4)。控制橫向艙口圍整體直線度±5 mm內，單塊支撐塊最大最小偏差2 mm內。

圖4 橫向艙口圍與橫艙壁分段總組

2.2 精度控制工藝

1)預總組精度控制。事先調整橫隔艙壁板水平(±5 mm)，參考分段劃制1 m角尺線檢查頂板直線度保證偏差在±5 mm以內，同時檢查橫艙壁頂板左右端第一個支撐塊位置為基準的直線度(整體直線度±5 mm內，單塊支撐塊最大最小偏差2 mm內,見圖5)。預總組結束后劃制相應的檢驗線并標記。

2)總組精度控制。根據預總組后劃制的檢驗線進行定位，重復預總組測量步驟；實時監控裝配焊接直線度偏差情況，在控制橫向艙口圍平整度時(要求±5 mm)，如果沒有達到，需進行背燒矯正,并記錄焊接后總段精度數據及支撐塊偏差值，見表2。

圖5 橫向艙口圍與橫艙壁分段總組

表2總組支撐塊水平測量表

3 搭載階段精度要求和控制方法

3.1 精度要求

1)針對橫隔艙(H3*P/S+T*P/S)的搭載階段精度要求。定位隔艙按船體基線定位橫隔艙高度(整體高度±5 mm)，同時確保支撐塊位置水平度(整體±6 mm，單個支撐塊差值在2 mm內)。定位后續橫隔艙時需測量同一艙位支撐塊位置的整體水平，水平度控制在整體±6 mm內，完工后填寫橫艙壁的船塢搭載測量表。

2)針對縱向艙口圍(H1*P/S)的搭載階段精度要求。舷側艙口圍(H1*P/S)進行船塢散吊，在吊裝前，需要對艙口圍頂板的水平度和圍壁垂直度進行復測，針對單處支撐塊安裝位置的平整度(要求≤2 mm)。考慮到僅為整體艙口圍的縱向部分，在控制縱向艙口圍平整度時(要求是±5 mm)，如果沒有達到，需進行背燒矯正。舷側艙口圍水平高度定位時需參考涉及艙位的橫隔艙艙口圍支撐塊整體水平正負差值，保證其定位水平高度在差值范圍內。待所有舷側艙口圍定位結束后，需測量整個艙室所有支撐塊位置水平，保證在±6 mm內。焊接后將焊后測量數據填寫于艙口圍的船塢搭載測量表中。

3)橫向艙口圍和縱向艙口圍搭載結束后的整體精度要求。整個艙口圍已經成型，考慮到橫向艙口圍已經與橫艙壁分段焊接結束(總組)，主要調節對象以縱向艙口圍為主，先測量艙口圍頂板的整體水平度(要求±7 mm)，單處支撐塊位置的平直度(要求≤2 mm)，如果存在超出標準的情況，現場采取修割余量、背燒、開刀調整等多種方式進行調整。測量方式是根據艙口圍頂板上艙口蓋墊塊的位置作為測量艙口圍水平點，根據支撐塊的安裝位置，前后面及左右面的點一一對應，并測量水平度，見圖6。

圖6 支撐塊水平測量

注意事項：在艙口圍裝配到位之前，相鄰的甲板面區域所有的火工作業必須完成。

與此同時，對于艙口圍成型后的總體尺寸(長度、寬度、對角線)偏差值尺寸于圖7，需符合CSQS標準[4-5]，見表3。

Ls1-船長方向艙口圍開口長度；Ls2-船寬方向艙口圍開口長度；ΔLs1、ΔLs2-對應于Ls1、Ls2的長度偏差；D1、D2-艙口圍開口與兩對角線長度圖7 艙口圖開口尺寸偏差示意

3.2 搭載階段的精度控制工藝

在艙口圍整體裝配前, 除了按以上方法校驗縱向艙口圍分段、橫向艙口圍和橫艙壁總組焊接完工后的面板的平面度、垂直腹板與面板之間的垂直度及扭曲度外，焊接順序對焊接變形量的控制有直接影響，進而影響艙口圍的整體精度,因此，對焊接順序要求如下。

表3 艙口圖制造要求

1)橫向艙口圍分段的合攏縫區域的焊縫順序，見圖8。

圖8 橫向艙口圍分段對接縫焊接順序

2)縱向艙口圍分段合攏縫區域的焊接順序，見圖9。

圖9 縱向艙口圍分段對接縫焊接順序

3)焊接節點具體施焊順序，見圖10。

圖10 焊接節點具體施焊順序

4 結論

經實踐證明，這套精度控制工藝成功有效，在2 500 TEU建造過程中，通過明確各作業階段的精度要求和嚴格執行精度控制工藝，確保每個作業階段結束后達到了該作業階段對艙口圍精度的要求，最終保證了大艙成型后艙口圍的整體安裝精度。3艘2 500 TEU集裝箱船的艙口圍交報驗均一次性合格。