單殼油船改裝案例分析

◎ 張力 江門市南洋船舶工程有限公司

1.船舶改裝說明

本船為鋼質(zhì)、單甲板、單殼、單機單槳、柴油機驅(qū)動的艉機型近海油船。航區(qū)為近海航區(qū)。改裝后本船為鋼質(zhì)、單甲板、雙底、雙殼、混合骨架式、設有艏樓、單槳、單舵、艉機型油船。航區(qū)為中國遠海航區(qū)。

2.船舶主要尺度

原船:總長LOA:103.42 m，垂線間長Lpp:96.14m，設計水線長Lwl:99.44m，型寬B：14.90m，型深D：7.43m，設計吃水ds:6.23m，肋距s:0.60m。

改裝后：總長LOA：109.42m，垂線間長Lpp:102.14m，設計水線長Lwl:105.40m，型寬B:14.90m，型 深D:7.43m，設計吃水ds:6.23m，肋距s:0.60m。

3.改裝后適用規(guī)范

《船舶與海上設施法定檢驗規(guī)則》（國內(nèi)航行海船法定檢驗技術(shù)規(guī)則）(2011)及其修改通報；《國內(nèi)航行海船建造規(guī)范》(CCS2015)。

4.船體部分改裝內(nèi)容

4.1 總體部分改裝內(nèi)容

原船為雙底單殼，現(xiàn)改為雙底雙殼，從FR FR101+200割開，并增加6m貨艙長度，增設1.3m的膨脹甲板?？傞L由原設計的103.42m增加到109.42m。步橋抬高400mm。

4.2 結(jié)構(gòu)部分改裝內(nèi)容

1）船體在FR35～FR141貨油艙原為單殼縱骨架式結(jié)構(gòu)，貨艙區(qū)域從FR101+200開始拉長6.00m，增設內(nèi)殼板及內(nèi)殼縱骨改為雙殼；主甲板處端部設置縱桁延伸2個肋位進行過渡，平臺端部有圓弧大肘板過渡，雙層底端部對接到原旁桁材過渡，改裝后邊艙與底艙連通作為壓載艙。

2）拉長6m后原距舯3600mm旁桁材在尾部F R41～F R49 部分割除；在艏部FR 131～FR 146 部分割除；距舯1800 mm 旁桁材在艏部FR 143～FR 155 部分割除，F(xiàn)R35～FR151內(nèi)殼縱壁斜板下增設開孔旁桁材，艉部與原1800mm船底縱骨連接形成過渡；艏部與原1200mm旁桁材連接形成過渡。

5.改裝前準備

5.1 圖紙準備

1）繪制原船型線圖。通過原船型值表在CAD中繪制出原船型線圖并進行三項光順。

①船長增大6米。在原船型線圖的半寬水線圖平行縱體部分選出一處（FR101+200）截斷增長6米，連線。在AUTOCAD中截斷處將首部或者尾部向前或向后平移，總的距離為6米。首站和尾部0站號線仍然不變，中間站號線去除，按原船站號數(shù)量重新等分中間距離，繪制出型線圖并讀出型值。

②增加內(nèi)殼型線。根據(jù)新劃分的倉容值或者同類型母型船通過比例縮放，確定出內(nèi)殼的型值，然后畫出內(nèi)殼型線圖并進行三項光順，舷側(cè)內(nèi)殼盡可能的減少折角線數(shù)量，特別是NO.1，NO.5避免出現(xiàn)曲面，減小加工難度。

2）建立三維立體模型并再次精光順。通過型線圖，主要以肋骨型線圖為基準進行3D模型建立，可通過CAD三維模式進行，并形成三維圖形，通過動態(tài)觀察器檢查各型線是否光順，內(nèi)殼板是否由多塊板格組成而非曲面或其他不利于加工的形狀，并及時進行修正。

3）繪制分段劃分圖及改裝區(qū)域結(jié)構(gòu)圖。根據(jù)設計院提交的改裝后船體退審圖以及船廠鋼板庫存的規(guī)格，船廠的吊機起吊能力和旋轉(zhuǎn)半徑、轉(zhuǎn)運車輛承載能力確定分段的劃分，繪出相關(guān)的結(jié)構(gòu)圖。在進行分段劃分前還需要事先根據(jù)基本結(jié)構(gòu)圖估算出分段重量，再進行分段劃分。鋼板密度取7850kg/m3。

5.2 原船切割準備

1）切割前劃線、施工區(qū)域劃分。原船入廠后，首先測量實船總寬、半寬，確定中心線（一種是取實際總寬中值，一種是找出原船中縱取板中線，最后兩者相互驗證，取后者利于施工），劃出甲板切割線。由于改裝廠現(xiàn)有碼頭起吊能力為15t，因此進行甲板分段劃分如下：五艙:左U1，右U6 ；四艙：左U2，右U7；三艙：左U3，右U8；二艙：左U4，右U9，一艙左U5，右U10。主甲板升高1300改裝后，叫膨脹甲板，從尾往首劃分為5個分段，每分段又劃分為左右段，左右舷不對稱。分兩個階段施工。

2）新增左右舷縱艙壁分段劃分。特別提醒，首尾縱艙壁區(qū)域縱向折角線，橫向折角線較多，分段劃分按折角線形成的斜平面作為小平面分段，現(xiàn)場進行散裝，包括該處的縱骨都散裝。

3）新增分段劃分。從FR101+200往首加長6m的新增環(huán)形立體分段，劃分為左右2個雙層底分段，2個舷側(cè)分段，1個甲板分段，1個中縱壁分段，1個FR103橫艙壁分段，共7個分段。

4）其中分段劃分注意事項。保證船舶強度，采取交叉施工拆一留一的措施，防止由于拆得過空，引起船舶的較大變形。考慮排板和施工方便的問題，盡量使用δ＊2000＊8000板，對于不影響強度的部位盡量早施工。

在余量處理上，第一期工程縱向不留余量，分段預制時按精度管理方案執(zhí)行，控制安裝間隙；第二期工程縱向留30～50mm余量，合攏時修割，高度方向折角線位置形成的平面或斜平面進行片體小分段拼板、預制，吊裝定位好后，根據(jù)安裝高度修割余量（注意主甲板有梁拱）。

6.改裝施工

6.1 舊船改裝位置的拆除

先拆除一期工程區(qū)域上方約540寬的主甲板一列（即原主甲板開設工藝孔）。

拆除時分清區(qū)域，先拆除一期工程涉及的水密橫艙壁，拆除距船旁約1.0米（提供劃線型值表），拆裝前先在橫艙壁的距合攏口的位置，安裝100＊100的角鋼，每段角鋼長度1.5米，間隔1米，角鋼采用間斷焊：焊接200mm間隔200mm，防止橫艙壁割開后對口處出現(xiàn)波浪形變形。

在安裝時直接將分段從主甲板的開孔處放到位，放到位后，在有艙壁和強框架的位置，點焊固定縱艙壁，在平臺位置設拉碼，用葫蘆拉住。

肋骨切割：根據(jù)劃線圖所劃切割線切割甲板工藝孔，以新增邊艙定甲板寬度和升高后甲板半寬數(shù)據(jù)為準，由舷邊至內(nèi)量取數(shù)值切割，邊艙定甲板不留余量，升高甲板端部留100余量，待升高后搭載時切割。工藝孔最少保證450寬，確保施工進出料。甲板切割后，可進行原船肋板切割：

內(nèi)底開工藝孔：根據(jù)內(nèi)底板人孔布置圖開孔，利用減輕孔做工藝孔。

6.2 加裝結(jié)構(gòu)

1）加裝肋板與平臺板。先加裝肋板與平臺，特別注意切割時的折角點的定位，此折角點作為后期甲板升高肘板安裝的重要基準點，一定確保正確。

2）加裝內(nèi)底旁桁材及其加強。旁桁材下料尺寸需要考慮工藝孔大小，和人力一定重量，因為雙層底層高僅1000，活動困難，以及現(xiàn)場出現(xiàn)的諸多安裝節(jié)點問題。因為船舶在水上進行施工，旁桁材與外板角縫不能進行焊接，需要待后期進塢后方能焊接。

3）加裝內(nèi)殼縱骨及內(nèi)殼壁板。待雙層底內(nèi)結(jié)構(gòu)安裝完畢后可進行內(nèi)殼縱骨和壁板裝焊，特別注意一艙和五艙，因為有雙向彎折而且實船尺寸偏差大，最好以散裝為主要施工手段，先片體制作再安裝會增加后期修改難度。施工前先根據(jù)折角型值表劃出折角線位置，安裝時以這交點安裝折角卡板確認角度。

4）升高頂肘板片體安裝。安裝時以折角點定位，同時在甲板兩邊樹立1300標桿作為安裝基準，同時拉線檢驗升高內(nèi)殼板平整度，確保前后相鄰片體安裝的平直或光順。

5）主甲板搭載。先搭載主甲板一艙、三艙、五艙，后搭載二艙、四艙，左右舷交替進行。提醒：在原主甲板切割前劃線時要事先劃出中心線打好樣沖，測量水平形成數(shù)據(jù)表，回裝時按原數(shù)據(jù)表為基準在標準范圍內(nèi)定位。定位后統(tǒng)一劃出甲板余量線，直線切割出對接坡口，報驗后焊接。

6.3 船舶進塢加長

1）船塢的準備。布墩之前，預先在塢底地面上繪制“船舶參考中線”和左右舷2條“型寬參考線”，以及繪制布放塢墩的位置線。用固定壓鐵或壓載水調(diào)整船舶的縱傾和橫傾浮態(tài)，以滿足《墩位布置圖》所要求的、縱傾不應超過船長1%=1.034米，橫傾最大不超過0.5度的要求；

準備 使用的塢墩總共需要92個，其中FR101至艏部的25個塢墩，在船舶進塢前布放在“進塢墩位圖”的位置、并將全部塢墩最高平面調(diào)整至基線高度，而后期移到“合攏墩位圖”的位置布放，根據(jù)實船條件和塢墩高度，取最高的塢墩為1.1米水平面作為基準平面，用激光經(jīng)緯儀進行水平測量，公差控制在正負5mm。船舶甲板上立出中心線標桿和橫向肋位標桿，在后期船舶進塢和分段搭載定位參照。

2）可采用方案。在船舶進塢前，對這25個塢墩做好編號，預先移動布放到“合攏墩位圖”的各個相應位置，測量每個墩位的最高平面高度，如果塢墩最高平面的高度與基線高度不一致，則將需要調(diào)整的高度值記錄下來，在艏部分段拉開、重新合攏前，依據(jù)記錄的高度調(diào)整數(shù)據(jù)，對這些塢墩高度做好調(diào)整。

在船舶坐墩后通過激光復核艏部分段標桿位置的水平高度是否滿足合攏要求；船舶中心線、半寬線修正及主尺度、擾度測量、甲板與外底水平測量。

①用激光將甲板已根據(jù)之前《甲板劃分及劃線圖》已劃出的中心線引致塢底，劃出實船中心線及半寬線、用激光經(jīng)緯儀開出90度FR101+200的橫縫線；

②將FR101+200塢底線用激光掃回船上甲板與舷頂列板的交點，驗證船上所劃FR101+200的割縫線是否一致，如有超出公差范圍需對甲板進行二次修割并利用新建分段的余量進行彌補；

③用激光掃出整個FR101+200的切割面，分別將外板、內(nèi)殼板、甲板、平臺板、內(nèi)底板、外底板等的切割線劃出。

④測量出甲板、外底板水平數(shù)據(jù)（因為內(nèi)底處于封閉區(qū)域且有橫艙壁阻擋不利于測量故不選取作為基準）作為船舶加長后回拉的分段定位基準。

7.特別注意

（1）因為FR101+200為原船的橫縫，通過激光引線先要檢驗該縫是否在同一平面內(nèi)，如果有傾斜，需要借助分段余量選取中值來消除該焊縫的傾斜值，使新的割縫最終為一垂直于中線面的垂面。

（2）因為實船建造數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)有偏差且可能會有橫傾，故切割前船舶主要結(jié)構(gòu)的水平狀態(tài)可作為后期搭載回復原狀態(tài)的重要依據(jù)，新的水平應控制在與原船比較的水平正負8mm（CSQS 1.6.3 表3-1-28）[1]，減少對位偏差和局部的結(jié)構(gòu)割換。

（3）首部分段前移。第一步：船體結(jié)構(gòu)沿割縫切割后檢驗結(jié)構(gòu)是否已全部隔斷。第二步：在分段下塢墩之間放入氣囊壓氣頂升。第三步：抽出塢墩，分段在牽引車作用下前移約6100mm并且重新布墩。第四步：吊入新增雙層底分段，對中及水平半寬測量定位，對主要結(jié)構(gòu)加碼固定對部分受力結(jié)構(gòu)進行局部焊接。

采用50噸千斤頂和墊塊架設在前塢墻與船舶球鼻艏頂端之間，回頂艏部分段至合攏的縱向（X向）位置；初步測量船舶在氣囊上的橫向（Y向）位置偏差，通過采用架設在FR119、FR141或FR141與塢墻之間的20噸千斤頂、頂桿的頂推力，調(diào)整艏部分段的Y方向偏差。

氣囊放氣直至船舶坐墩，用激光儀測量艏部分段上“水平標桿”和“對中標桿”上的數(shù)值，再次將氣囊打氣，頂升起艏部分段，然后依據(jù)Z向的偏差數(shù)值調(diào)整塢墩的頂部高度，而Y向偏差，則再次通過Y向千斤頂做調(diào)整，直至艏部分段坐墩后，“水平標桿”和“對中標桿”上的測量值達到規(guī)范要求的范圍內(nèi)，最后復核船舶的總長（X向），撤除氣囊，進行艏部分段合攏的裝配焊接。總的來說就是分段對準船舶中心線，水平參照原船已測量水平值，偏離數(shù)值在正負8公差(CSQS 1.6.3 表3-1-28)[1]范圍內(nèi)即可，其余次要結(jié)構(gòu)根據(jù)現(xiàn)場微調(diào)。

8.焊接及報驗

完成以上的裝配焊接工作，按照《報驗項目表》(CSQS CBT4000-2005[S]) [1]（及《系泊試驗大綱要求》(鋼制海船入籍規(guī)范20151-252)[2]完成后續(xù)的試驗檢驗工作。

9.改裝工程的重點及注意事項

（1）利用型線圖建模后要檢查光順性，特別是內(nèi)殼線型盡量減少折角點，不要形成雙曲面，內(nèi)殼與主甲板和內(nèi)底板的交線盡量由直線段而非曲線段組成，降低加工難度。

（2）切割前船體結(jié)構(gòu)中心線、縱橫切割線與水平、半寬等實測值要做好記錄，以便后期參照。

（3）施工前期最好量取實船與改裝相關(guān)數(shù)據(jù)，做好分析與理論數(shù)據(jù)對比，提前做好超差整改的預案。

（4）船舶升高甲板需要在船首、中、尾分別立一標桿，以便后續(xù)升高后回裝定位。

（5）船舶入塢加長工程的定位劃線，確定中心線與橫向切割線承90度，且與船塢理論所劃切割線進行對比修正，因為FR101+200為原船的橫縫，通過激光引線先要檢驗該縫是否在同一平面內(nèi)，如果有傾斜，需要借助分段余量選取中值來消除該焊縫的傾斜值，使新的割縫最終為一垂直于中線面的垂面。

（6）船舶進塢修割前要采取措施在船體尾部增加臨時支柱，切口首端增加拉碼，防止船體隔斷后尾段因為機艙重量集中形成下陷，首端上翹，從而改變原始坐墩狀態(tài)。

（7）改裝工程最大的特點就是實船與理論數(shù)據(jù)偏差的地方多，偏差值較大，這就需要在實際改裝過程中不斷的修正結(jié)構(gòu)尺寸、定位坐標及相關(guān)的圖紙，但首先以改裝目的為主線，先定主要結(jié)構(gòu)，后定次要結(jié)構(gòu)。新增分段制作前，需先測量實船的相關(guān)尺寸如型寬、型深、主要結(jié)構(gòu)相對的高度、距中的距離等，然后再對分段主要數(shù)據(jù)進行修正后制作。

綜上所述，本文主要結(jié)合本人工作實踐，圍繞改裝實例主要對改裝的工藝技術(shù)方法進行介紹，通過船東改裝要求及原船相關(guān)圖紙資料、國內(nèi)、國際標準等，策劃改裝工藝方法，逐步實施。介紹船舶加長、單殼改雙殼、甲板升高的實操方法并在最后對注意要點進行歸納總結(jié)。