淺析超大型集裝箱船建造工藝

解玉冬

揚州中遠海運重工有限公司，中國·江蘇 揚州 225211

1 引言

在建造超大型集裝箱船時，一是要確保船舶質量，二是要控制船舶建造成本。

而要想做到這兩點，就需從建造工藝入手，通過科學選擇建造工藝，不斷優化建造工藝來實現超大型集裝箱船建造目標。下面結合實際，對超大型集裝箱船建造工藝做具體分析。

2 超大型集裝箱船建造工藝總體分析

船體結構建造流程：材料表面打磨噴漆、套料切割及成型加工、部件裝配焊接、分段裝配焊接、分段二次打磨噴涂、分段總組、船塢合攏。管電舾裝裝配流程：管子、電氣附件加工與鐵舾件制作、管子附件鐵舾件表面預處理、總組機管電裝預安裝、合攏機管電裝安裝、碼頭機管電裝安裝、系統運行及其試驗。在船舶建造過程中，涂裝工藝貫穿整個制造過程，鋼材進廠后需先對其進行預處理。

噴底漆之后才能使用。管電舾裝件進廠后也要進行噴漆等處理。船舶分段完工后進行二次除銹及正式噴漆，合攏及船舶下水前也要對大接縫破壞的油漆進行修補，同時還要將，水線以下部位噴涂完整，以保證船舶的性能質量[1]。

3 超大型集裝箱船以涂裝為核心的建造工法分析

當前有兩種比較適合的超大型集裝箱船建造工法，一種是以涂裝為核心的建造工法，一種是以優化生產管理為目的的工法，下面主要對以涂裝為核心的建造工法進行分析。

3.1 涂裝預留信息

在應用以涂裝為核心的工法建造超大型集裝箱船時，需先按照圖紙預留出合攏區域，減少在合攏環節對涂層的破壞，在保證船體質量的同時做到清潔生產。建造時先根據設計圖紙確定下總段及船塢合攏方式，然后根據船體的結構形式，將涂裝預留范圍、具體的涂裝方案等確定下來，制定涂裝方案，繪制工藝圖冊，要求各施工人員嚴格按照圖冊規范施工[2]。

3.2 腳手架與施工通道設計

為減少涂裝后的油漆破壞量，通過對分段、總段的結構形式和建造方式的分析，選取最合適的腳手架布置和施工通道布置方案。施工時，為保證施工質量與施工安全，所用腳手架要有良好的性能，腳手架應盡可能標準、通用，這樣就能重復利于腳手架，實現對施工成本的有效控制。建造時，確定固定的建造通道與人員，根據建造要求增加相應的工裝設備與工藝孔，在進行合龍施工時，做好對船體的保護工作，防止船體及舾裝件油漆受到比較嚴重的破壞。施工時借助BIM等技術構建船舶三維模型，借助模型進行虛擬施工，提前發現施工方案得中的不足并進行改進處理，避免在正式施工中出現任何問題[3]。

3.3 工法零部件的設計

根據以往經驗可知，如果在涂裝后再開展大面積的焊接工作，將會使涂裝成果受到嚴重破壞，這既不利于船舶質量的提高，也不利于成本的控制。為避免在涂裝后開展大面積焊接工作，對不同階段的工法零部件進行系統設計，對工法零部件結構形式及使用方式進行規范，并指導工作人員在涂裝前就完成各類工法零部件的裝焊工作。為保證施工質量與施工速度，可在正式施工前先在TRIBON三維模型中將腳手架眼板、各類馬板、支撐底座及花籃螺絲等的模型建造出來，然后根據實際情況繪制出各零部件的組裝圖、船舶建造圖等，以便于后續施工。

4 超大型集裝箱船船體建造工藝分析

4.1 船體施工要求

超大型集裝箱船船體施工，施工精度首先要滿足GL標準，然后以CB/T4000—2005船標為依據規范開展船體施工工作。施工時，按照船體結構理論線圖準確確定出船體結構理論線位置，以保證船體整體的建造精度能達到標準要求。進行船體施工時，可采用焊接新技術，如埋弧自動焊技術等。推廣應用此類焊接新技術既有利于保障焊接質量，又有利于節省成本，降低超大型集裝箱船整體造價。船體施工圖中應包含一些新技術、新工藝，施工圖中有關數據的精度要達到要求，船塢快速搭載搭頭板、眼板、牛腿等要求也要在施工圖中得到貫徹落實[4]。

4.2 船體分段劃分、余量和補償值的加放

船體分段劃分，余量和補償值的加放依照集裝箱船分段劃分及建造余量圖規范進行。雙層底肋板視情況加放負余量以便裝配。另外在建造施工時，按照船體實際情況確定船體零件加工余量，實際情況為準科學加放。

4.3 數控切割機劃線要求

進行船體施工時，嚴格按照施工圖紙與施工要求在船體相應部位準確劃出結構位置線。為保證船體施工質量，船體的外板、內底板、平臺板以及甲板等應當都是需要劃出結構位置線的部位。另外還要準確標出精度控制線，精度控制線應位于所有平直拼板件四周距緣口100mm處。船體的肋骨框架、強肋骨等曲形腹板拼板焊接件，在施工時必須劃出連續或多根對合線。

4.4 船體分段總裝

分段總裝也要嚴格按照施工圖規范進行，分段總裝工序、方法等都不能與建造方針存有出入，如果在實際總裝過程中需要改變某些工序或工藝，需先與相關方面協商解決，并在總裝過程中對裝配精度進行嚴格管理與控制，將殼、舾、涂等工作規范完成。為保證總裝效果及超大型集裝箱船整體的質量，在裝配過程中工作人員要按照圖紙與其他資料對各舾裝件（如電舾、管舾、鐵舾）等進行仔細核查核對，確保各舾裝件的數量、尺寸、規格及品質等都達到裝配要求，確保各舾裝件不存在任何質量問題[5]。

4.5 碼頭泊裝

超大型集裝箱船的碼頭泊裝，要推行區域、艙室、層面房廊廳的托盤管理制，泊裝作業按系統施工，逐一試驗，逐一提交驗收，在這一環節要嚴把簽字驗收管關，以保證船舶整體的建造質量。碼頭泊裝工作需嚴格按照圖紙進行，在正式施工前要組織技術人員進行交底，的同時還需對實際的施工條件進行考察，根據具體條件進一步完善泊裝方案，向施工人員說明技術要求與質量要求，確保各人員能嚴格按照規定規范地完成各項操作。泊裝工作結束后必須由技術組、質檢組等對泊裝質量做嚴格檢查，檢查工作要詳細嚴密，各項檢查數據都需準確記錄，以備日后使用。檢查無誤后簽字，簽字人員對船只的泊裝質量負一定責任[6]。

5 超大型集裝箱船建造質量控制建議

5.1 強化質量教育

對船舶制造企業而言，產品質量是第一要義，只有保障產品質量，才能實現穩健發展。因此企業管理層、領導層等必須進一步提高對船舶建造質量的重視度，要采取科學有效地宣傳與教育措施增強上下員工質量管理意識，在企業內部建設良好質量文化，推動各部門、各人員都積極參與到現場質量管理工作中。具體來說，企業領導層、管理層可在產品生產期間開展質量工作培訓座談，向各工作人員宣講質量管理的重要性，提高其對現場質量管理工作的重視度。同時為更好地做好現場質量管理，管理層可與作業層加深交流，并在產品生產期間定期開展質量管理工作會議，對作業現場存在的各項質量隱患、質量問題做深入分析與探討，確保各項問題能得到及時解決。在船舶建造生產期間，可每周以例會形式對上一階段工作中出現的質量問題進行總結，組織相關人員共同分析原因、總結經驗、提出建議等，全面提升作業現場質量管理水平。

5.2 建立質量監督管理制度

大型集裝箱船建造過程中，以項目經理牽頭，組織協調有關部門與人員組成一個健全完善的質量管理機構，并結合國家相關規范與要求，結合項目性質建立起科學可行的質量管理制度，制定質量管理細則，并將各項制度與規范貫徹落實下去，將質量風險降到最低。企業要建立專門的質量管理組織，并對現場質量管理制度進行調整完善，對現場質量管理責任進行明確，讓船舶建造現場的各項質量問題都有人負責、有人管理。船舶建造車間的質量管理工作有一定的綜合性、系統性與復雜性，需要零件管理部門、技術研發部門、質量監管部門等多部門的溝通與配合。因此在建立質量管理組織時，企業可從各有關部門中挑選優秀人才組建質量管理隊伍，從而保證現場各項質量問題都能得到有效解決。

5.3 加強質量隱患排查

在當前背景下，企業要做好船舶建造質量風險因素辨識與評級。在風險因素辨識過程中應做到以下幾點：對風險因素進行辨識時，要從多角度、多狀態、多時態進行，以保證辨識結果的科學性與準確性。辨識船舶內飾塑料件工藝中的風險時，要合理劃分工作步驟，然后根據各活動的具體內容、開展環境以及技術難度、特征特點等進行全方位、多角度辨識，確保能將潛藏于活動中的風險因素及時查找出來。在準確辨識風險因素的基礎上還要做好對風險因素的分級，評價分級時需要采用專業、科學以及實用的方法，確保最終分級結果科學合理。評級之前，先組織工作人員采集質量問題產生數據、問題數據，基于真實數據計算出質量風險發生概率，并進一步推導出風險率，最終實現對風險因素的準確評價。在運用定性評價法時，是根據經驗對生產過程中的材料、工藝參數、設備性能等做定性分析。

5.4 規范崗位操作過程

為確保大型集裝箱船建造質量達標，企業要依據國家要求與行業標準，根據大型集裝箱船舶特征特點等編制操作規程，推進各項生產活動規范化、標準化開展。具體如企業可制定船舶建造規范，建造流程，質檢流程與質量檢查標準等，向員工介紹船舶生產要求，為員工的安全化、規范化作業打好基礎。企業要制定船舶生產說明，明確告知員工在建造過程中需注意哪些事項，注意哪些方面，要求工作人員熟悉船舶建造質量要求，能嚴格按照規定規范制作。企業要編制大型集裝箱船舶建造注意事項，注意事項要盡可能全面，不留死角。作業注意事項應當涉及作業前進行必備的質量檢查，作業中考慮工藝及設備的質量情況以及制作生產行為的規范要求，制作后期的收尾、清理、質量檢查與評定等。

5.5 應用先進設備與技術進行質量監測

當前背景下，可在大型集裝箱船舶生產線上增設自動化、智能化的質量檢測裝置，這種裝置能自動檢測裝配信息，自動糾正制作失誤等，大大提高船舶建造質量。將這類自動化、智能化裝置引進船舶生產線，生產線上的各項生產行為都將受到設備的監測與檢測，監測設備一旦發現異常信息就會自動報警，并自動停止制作程序，工作人員在收到報警信息后對問題進行檢查處理，問題消除后，生產線與監測設備重新運行。也可將3D、4D、VR等技術運用于船舶建造生產線，利用這些先進技術手段更直觀、清楚地監測與掌控各個裝配環節，實現對裝配風險的有效預防。也可通過物聯網、藍牙等先進技術開展防錯工作，將錯裝問題發生的概率降到最低。在船舶建造過程中，企業可研發引進ABB ability智能傳感器產品，將傳感器與生產系統連接，然后生產部門的電腦或有關工作人員的移動終端設備，通過藍牙與傳感器連接，這樣工作人員就能通過電腦或手機實時查看生產線上的裝配情況，及時發現裝配異常并進行處理，以保證大型集裝箱船建造質量。

6 結語

綜上所述，超大型集裝箱船建造工藝相對復雜，在建造過程中，要結合國家、行業有關標準，根據超大型集裝箱船應用需求等選擇最合適的建造工藝，并對建造過程進行規范控制，對船舶建造質量嚴格檢測與管理，確保超大型集裝箱船的質量達標。