淺析船體分段建造現場精度控制工藝

郭宗培

摘要：隨著航運的發展，船舶的建設工作也獲得了一定的發展。就船體建造而言，分段建造是其一種重要的建造方式，為了保障船體的建造質量，則需要對其進行精度控制。基于此，本文主要分析了船體分段建造的步驟，研究了分段建造現場精度控制工藝，并加以案例分析。

關鍵詞：船體建造;精度控制;工藝

1 船體分段建造的步驟分析

就船體分段建造來說，主要包括四個步驟：其一，前期的組件加工和拼裝，主要包括建造船板材的拼接、T型面板的拼裝和焊接、型材的加工（切割或者彎制）等;其二，分段的建造，即組合拼接小組件和T型材，使得材料形成一定的分段;其三，建造船體總段，拼接前期完成的小分段、小組件，掛裝骨架外面的外板，從而形成總段，保障其性對獨立性、封閉性;其四，附屬結構部件的安裝，主要是總段上附屬結構部件的安裝，包括扶手欄桿、桅桿、艙口等。

2分段建造現場精度控制工藝研究

為了保障船體分段建造的質量，則需對其進行精度控制。通常是在分段建造現場實施精度控制工藝，即按照相關工藝、規范要求，由精度相關部門相關人員進行精度管控，特別是對補償量的控制、后期的檢查管理等。

2.1對剛料進行加工

鋼材料是船體建造的重要材料，對其進行加工，使其成為船體的構件，進而保障船體的整體質量。就加工的鋼料來說，主要包括型鋼加工和鋼板加工，加工的過程主要包括構件的成形加工、邊緣加工等。具體來說，首先是邊緣加工，對邊緣坡口、切割尺寸進行控制;其次是構件成形加工，主要通過冷加工或者熱加工的形式，結合配套樣板來保障構件的高精度。在整個加工過程中，均由精度相關工作人員進行跟蹤和檢查，從而實現對船體構件精度的有效控制。

2.2制作胎架

在分段造船中，一個重要的基礎就是胎架，其精度的高低直接影響著分段的質量，因此要重視和保障胎架的質量。在材料上胎架前，需對其進行測量，可通過水平儀、激光儀等測量工具來完成相關的測量工作，確保胎架的各項尺寸符合標準精度要求，同時還要保障胎架的強度要求，為后續的工作開展奠定基礎。對于活絡胎架，其檢查內容主要為胎架之間是否存在縱、橫向加強連接，如果沒有，則需要進行相應的加強連接，從而避免后續出現分段變形或者偏差的情況。

2.3科學合理地劃線

為了明確不同規格板材、型材之間位置關系，通常在船體分段建造過程中采用劃線工藝，借助線的標記來區分位置。在劃線時，需滿足以下要求：一是圖紙要求，按照圖紙進行劃線，確保劃線的有效性;二是精度要求，對角線和外觀尺寸要符合船體的精度要求，其中，切割檢驗線應與端面切割邊相差100mm左右，肋檢線、切割檢驗線等需劃到板的反面，但同時要對其進行樣沖標記，且確保標記的準確性、清晰性。待完成所有劃線后，要對其進行統一的檢查，并做好相應的記錄。另外，在完成分段裝焊后，充分考慮溫度影響因素，從而有效進行余量劃線。在整個劃線過程中，要設定好不同方向的精度補償量，以確保劃線的可靠性。

2.4焊接構件

焊接時連接船體分段的重要手段之一，焊接質量的好壞直接影響著整個船體的質量，因此要加強焊接質量的控制。為了實現上述目的，則需要合理確定分段焊接的順序，有效控制焊后殘余應力的消除時間，從而滿足構件的精度和強度要求。在實際的焊接過程中，部分分段在焊接前，需進行變形量和補償量的確定，即通過有限元仿真計算確定變形量、設定補償量等，從而保障焊接的質量。在整個焊接過程中，精度相關人員要對焊接進行有效監督，對焊接后的焊縫、構件強度和尺寸等進行檢查，從而達到工藝和強度的標準要求。

2.5分段運輸

完成分段焊接工作后，下一步工作為分段運輸。就分段運輸來說，其主要包括兩種形式，即水平運輸、吊運，在運輸過程中，可能會有變形的情況發生，前者變形量較小，而后者易產生較大的變形，因此后者是船體分段建造現場精度控制的一項重點內容。要想實現吊運精度控制，則需要做好吊運前的檢查工作，主要檢查臨時加強是否牢靠、完整，吊環的尺寸、強度是否符合要求，吊環位置焊接是否加強等。其中，吊環焊接的檢查可通過磁粉進行檢測，必要時，可采用超聲波探傷檢查。另外，還要消除吊運后的變形，并對變形量和位置進行記錄，保障船體分段質量的同時，為同類型建造補償量的設定提供有效的數據依據。

3船體分段精度控制工藝應用案例

某船體公司對公務海工船體進行建造，采用的工藝為分段建造工藝，并對各個工序進行了京都控制，從而保障了船體分段建造的質量。以下半分段為例，對分段建造現場精度控制工藝要點進行分析。分段建造示意圖，如圖1所示。

3.1制作胎架

本船體分段建造胎架制作主要包括以下幾個流程：其一，劃出胎架各條重要線，主要包括地面投影線、橫向和縱向基準線等，并完成所有相關樣沖點的制作;其二，設定橫向和縱向的補償值;其三，對分段標桿的高度基準進行確定，劃出所有支柱的水平線，對支柱的高度進行量取，確保外板面與角鋼的貼合滿足要求;其四，進行外板胎架的裝焊，對上口合攏縫與折角縫進行檢查，主要檢查其高度和半寬，從而判斷焊接是否符合標準;其五，對基準線的胎架尺寸、垂直度等進行檢查，保障結構劃線的精度，同時要做好縱向首尾端反變形補償的設置，以保障分段的長度和質量;其六，檢查胎架的整體質量。

3.2分段裝焊與質量檢測

嚴格按照焊接順序進行裝焊，對焊接的各項參數進行控制，對肋板的垂直度、縱桁的垂直度等進行控制，從而保障焊接的質量。在裝焊過程中，部分構件為反變形設置，當焊接完成后，構件出現變形時，需對其進行矯正處理，設置相應的補償量，確保構件的強度和精度要求。在完成分段焊接與火工后，還應對分段進行余量劃線，此過程應滿足的精度要求包括以下幾個方面：基于橫向分段基準線，確定分段長度，從而進行長度方向的余量劃線;對高度基準線進行測量與修正，以此作為水尺劃線、船臺搭載的高度基準;對基線進行測量與修正，對極限撓度進行有效控制。

3.3分段運輸

本次分段運輸采用吊運方式，在船體分段建造前，已完成吊碼規劃、支撐布置圖等工作，為分段的吊運做好了準備。在分段下胎前，還應劃好位置線，并以安全系數相關公式為基礎，進行了安全系數的計算，從而保障此工作的安全性。經計算，此次安全系數為1.241，比許用安全系數（1.3）略小，表明機械在使用過程中可能發生疲勞破壞，但此破壞不一定發生于使用過程中，所謂的疲勞破壞是一個累積的過程。

4結束語

總而言之，在船體分段建造過程中，對其現場精度進行有效控制，在一定程度上保障了船體分段建造的質量。因此要了解船體分段建造的過程，并對各個工序加強控制，從而保障船體的整體質量。

參考文獻：

[1] 伍盛杰.船體分段建造現場精度控制工藝研究[J].珠江水運，2015（16）：94.

（作者單位：江南造船（集團）有限責任公司）