散貨船艙口蓋建造工藝技術研究

郭磊 彭沈健 顧浩 上海外高橋造船海洋工程有限公司

艙口蓋對于散貨船而言，主要用于保證貨艙不受海浪和雨水的侵入。艙蓋對于船舶的安全性，裝卸貨時間都有一定的影響，而且艙蓋與舾裝附件占有相當比例的船舶總造價，因此也越來越受到船級社、船東和船廠的重視[1]。隨著散貨船的大量訂單，后續對側移式艙口蓋會有大量的需求，以及對精度等方面更高要求的提出，生產設計方式和工藝方面也隨之提高標準。本文主要結合多型210KBC艙口蓋建造經驗，總結整理一套散貨船艙口蓋生產設計流程和建造技術指導。

一、艙口蓋設計階段

從艙口蓋的結構形式、艙口蓋動力系統進行簡單對比。

艙口蓋主要分為五種類型：1.吊離式：由起貨設備直接吊起，操作簡單，維修方便。2.單拉式：拉動首端蓋板，由鏈條拉動其余蓋板，適用于艙口寬度小、甲板載荷小的中小型干貨船。3.折疊式：主動蓋板繞端鉸鏈軸旋轉，將從動蓋板滾輪拉上軌道，適用于中小型散貨船。4.側移式：蓋板間接縫縱向設置，左右蓋板分別向兩側開啟，適用于艙口寬度占船寬50%以下的大型散貨船。5.背載式：通過動力蓋板背著無動力蓋板運動實現開啟。因收藏位置靈活，故使用范圍廣泛。[2]

艙口蓋的動力系統有兩種方式：液壓驅動與電力驅動。液壓驅動是由蓋板之間的液壓頂升裝置將蓋板頂升來實現升降運動，由艙口蓋兩側液壓驅動實現蓋板的側向移動；電動操作是由電機完成頂升和拉移動作，頂升作業主要由連桿裝置采用杠桿原理來實現蓋板的升降。

其中液壓驅動的技術相對成熟，且具有較好的穩定性和安全性，作業效率高，但為實現液壓驅動操作需要大量機械構件、液壓單元，使得液壓系統龐大而復雜，占用大量甲板空間，現場安裝要求較高；而電力驅動取代了液壓系統的頂升設備，節約船體空間也減少了安裝工作量。

本次討論的21000T散貨船考慮成本因素，且滿足側移式艙口蓋的艙口寬度占比，故以電動側移式艙口蓋為主要研究對象。

二、轉化設備資料圖紙及技術文件

在生產設計準備階段，對MACGREGOR/TTS提供的艙口蓋詳細設計圖紙（退審版）和技術文件進行圖紙轉化、深化設計和生產設計，以滿足我廠的管理和建造模式[3]。主要從以下五點入手：1.設備資料圖紙是否存在頁面錯誤和安裝節點缺失；2.Delivery list與圖紙內物資來源和數量是否一致；3.船廠自制物資內是否含有需委外的機加工件（較高粗糙度和倒角等要求）；4.焊腳是否符合船廠使用要求、結構是否滿足現場施工要求；5.從生產建造方面是否能對部分結構和材質進行優化，并統一反饋廠家意見。

三、生產設計階段

對于艙口蓋這種結構復雜的大型舾裝件，通常需要采用精細化建模的模式，由于210KBC艙口蓋技術相對已經成熟，所以為提高生產設計效率，我們結構采用精細化建模的方式，見圖1。

圖1 結構板件模型

在結構模型中能更加有效地發現焊腳形式、坡口方向以及施工問題，并及時反饋。同時在模型中結構需要標注坡口信息、焊接收縮量、切割余量信息，保障圖紙質量，為現場提供詳細施工信息，保證順利施工。

而舾裝附件設備由圖紙設計方提供，僅有少量的有粗糙度要求的自制件，故采用“非建模出圖模式”，通過設備資料圖紙和Delivery list整理交貨清單，并按照我公司生產模式，將物資清單分為自購部分以及麥基嘉供貨部分（僅用于托盤）進行制作POR。為保證現場物資領取和機加工件的整理，在生產設計時，完成機加工件的切割版圖和零件號的一一對應。如表1和表2，為設計制作清單，用于現場領取物資和委外加工。

表1 自制件清單（以液壓式為例）

表2 物資清單（區分供貨方以及物資流向）

在轉化舾裝件設備資料時完成各艙舾裝件安裝信息總結，并標注各附件中英文名稱和詳細零件圖圖號加強生產設計工作對現場的協同優化作用，保證現場安裝施工的準確性。

四、材料統計與訂貨

材料主要分為結構板材和舾裝附件。由于精細化建模，結構進行完整的板材零件套料，并對模型抽取信息得到準確的材料清單，進行原材料訂貨。

舾裝材料訂貨，根據Delivery list完成麥基嘉供貨POR（僅用于托盤制作），還需根據圖紙提供自制舾裝件，典型自制件有艙口蓋SUS304材質的橡皮壓緊條、帶粗糙度或倒角的機加工件、特殊部件（如鍛鋼件），對于自制件的訂貨，需要考慮工藝施工余量和附件表面處理，并根據技術要求提供船級社證書。

例如：210KBC散貨船橡皮壓緊條和壓緊末端圓臺的材質為SUS304；滾升眼板孔內表面粗糙度要求為6.3，鉆孔處±0.5公差要求和M12的攻螺紋；壓緊楔的孔邊需要5X5倒角；縱向限位塊艙蓋部分為鍛鋼件。

五、建造過程交底

艙口蓋的生產設計涵蓋了建造過程所有的技術要點，需要與現場多次技術交底溝通，對后期優化部件、精度工藝、結構建造、舾裝安裝以及圖中焊接點和余量信息進行提醒。此處以21萬噸散貨船H1479（電動艙口蓋）為例：

（一）精度和工藝要求方面

1.艙口蓋外板有20mm的精度原則；

2.艙口蓋建造收縮余量根據制造廠的規定，長寬的精度尺寸公差范圍控制在12mm以內，以滿足艙口蓋設計公司、船廠、船東船檢的精度檢驗要求；

3.在車輪導向塊處，對于結構建造的角度要求較高，角度控制為38°，艙口圍上的角度是根據艙口蓋制定；

4.由于艙蓋尺寸較大，在建造過程中會有一定的塑性形變，為控制變形量，設置蓋板的反變形下垂量為5-8mm，蓋板之后再依次建造齒輪，四角支撐和四輪支撐；

5.FZ-STOPPER端部支撐座在技術文件中有平整度要求和公差要求；

6.標明左右舷主垂直基準線（MVP），電動馬達需要按照這個基準線進行安裝；

7.在焊接建造完成后，需進沖砂房噴丸，艙蓋附件的滾輪需要進行保護（或是拆卸后進行沖砂）；

8.在后續艙蓋安裝橡皮時，黑灰膠不可用于橡膠端部，可用于橡膠拐角處小孔內。

（二）結構建造裝配流程

對艙蓋DAP附件安裝流程進行交底：

對安裝細則提出注意事項：艙口蓋頂板焊接順序：球扁鋼、小梁、大梁、四周圍板；外圍輔件的封板在最后階段焊接，該密閉空間無須噴涂；小于1.5m3的密閉空間無須做密性試驗。

（三）舾裝附件安裝要點

艙口蓋舾裝是船舶建造的重要部分，其安裝精度和安裝工藝的優良將直接影響到艙口蓋的使用性能：

1.艙蓋分離接縫處的橡皮擋板采用焊珠堆焊的形式，為保證安裝定位尺寸，矩形橡皮留有一定余量，根據擋板位置進行修割；

2.部分船型的艙蓋蓋板編碼由5mm鋼板數控切割制成，并非焊珠字；

3.保證支承塊和安裝位置處的坡口方向，以及安裝順序，電機驅動裝置附近的導向塊安裝位置；

4.部分船型的直升機著陸區域直徑為14m，平臺上欄桿拉索采用非插座形式的不銹鋼底座；

5.自動壓緊楔，對應的結構板開孔，結合已生產的現場實際情況，考慮圓形的切割精度，需要進行擴孔處理。

（四）油漆物料統計

艙口蓋表面處理及涂裝要求按照《油漆明細表》，油漆明細表后續補充，設備完工狀態交貨。并提供每個艙蓋對應的油漆重量，制作《各艙口蓋重量明細表（含油漆）》。

生產設計對現場建造施工環節進行細致的工藝精度分解，以及對施工的優化工作，能減低20%—30%的建造成本[4][5]。

六、吊裝運輸及海運方案確定

在吊裝運輸過程中需要控制艙口蓋的塑性變形，根據成本工程推進的項目，做到盡量多疊放運輸，并進行細化運輸，增加側向加固，在堆疊運輸中需要計算艙口蓋上層對下層的受力點需要在結構加強處，或增加支撐塊。

具體吊裝需求由艙蓋本身吊耳滿足，堆疊綁扎運輸方案中。

1.各艙蓋板之間采用硬木墊木擱置，并且硬木按照結構加強位置進行布置；

2.蓋板的堆放遵循寬度優先長度的原則，滿足最高堆放6層布置，蓋板底部周圍用頂推槽鋼限位，上層采用鋼絲繩索固定于蓋板吊耳處。如圖2所示。

圖2 艙蓋堆放固定方案

七、總結

210KBC多型艙口蓋的建造實踐證明，將詳細建造要求和流程落實在施工圖紙上，保證圖面信息完整準確，可減少現場返工率，從而達到降本增效的目的，本文從艙蓋生產設計方式、精度、工藝要求交底，到結構裝配流程總結散貨船艙口蓋生產設計流程和建造技術指導要求，為后續承接的艙口蓋建造提供技術支持。