轉載駁船料斗艙施工技術

中圖分類號：U671.4 文獻標志碼：A

Construction Technology of Hopper Holds for Transshipment Barges

GAOBiao， XIONG Yuanyuan（COSCO Shipping Heavy Industry（Zhoushan） Co.，Ltd.，Zhoushan ，China）

Abstract：This paper focuses ona transshipment barge and details the construction techniques for hopper holds， including steel structurewelding，assemblyandistallationprocess，aswellas teinstallation，ommissioning，and tooling of hopper bottom doors.The proposed methods improveconstruction qualityof marineengineering products while reducing costs and enhancing efficiency， providing valuable references for similar projects.

Keywords：transshipment barge;hopper;bottom door;construction

1 引言

我司為澳大利亞船東建造的轉載駁船主要用于鐵、錳、鋰等礦石運輸。當大型貨輪由于水深限制無法停靠碼頭的情況下，使用該轉載駁船將礦石從碼頭轉運至貨輪上。該轉載駁船本身不具備航行能力，需要推船配合進行航行運輸。同時該轉載駁船配置了兩臺噴水推進器，用于航行時航向控制輔助操作。該轉載駁船配置了一套自動裝卸貨系統，用于礦石裝卸作業。

料斗艙是礦石存放區，也是該轉載駁船最重要的功能區之一。料斗艙鋼結構的材質是耐磨鋼，屬于一種特殊鋼材。料斗艙底門是一種帶液壓系統的對開式門。艙底門下方是自動卸貨系統裝置。本文重點闡述該轉載駁船料斗艙鋼結構施工工藝和料斗艙艙底門安裝、調試技術。

2轉載駁船相關參數

2.1船舶主要參數

船舶總長約 、型寬 3 6 . 5 m 、型深 9 m 、最大吃水 7 m 、肋距 1 . 8 m ，載重噸 2 0 0 0 0 D W T ，服務于澳大利亞內河及近海區域。該轉載駁船通過船尾內側的齒條與推船連接，實現運輸航行功能。轉載駁船總布置見圖1所示。

2.2料斗艙相關參數

料斗艙布置在船體中部，長度約 8 0 m 、寬度約16m，容積超過 。料斗艙內膽壁板采用耐磨鋼，材質為AQ98，圓鋼材質為 料斗艙內壁光滑，板厚差朝艙外，構件都安裝在艙外部，料斗艙下部橫剖面呈W型，且部分帶有線型，如圖2所示。

料斗艙卸料口分為左、右舷，共有34個卸料口，34處艙底門，每處艙底門由2片組成。每處艙底門首尾各安裝了一個液壓油缸，用于開啟和關閉艙底門。料斗艙卸料口如圖3所示。

3料斗艙鋼結構施工工藝

料斗分段制作精度直接影響后續料斗分段總組和大合攏，最終對艙底門安裝、調試都有著較大影響。

3.1料斗分段總體施工介紹

料斗分段鋼板采購到廠后要做好外觀質量檢驗，料斗分段鋼板數控下料階段要做好下料精度控制。料斗分段制作前做好生產工藝策劃，選定好合適的胎位和胎架類型，做好防變形量加放，明確分段制作精度和余量加放標準[、施工工藝、尺寸偏差值等，同時在施工地面上做好地樣線，方便制作工程中跟蹤檢查，從而為后道工序精度控制奠定良好基礎。料斗分段在制作過程中要做好質量跟蹤檢驗，做好分段精度測量數據記錄。料斗分段在裝配過程做好施工順序控制，減少裝配變形產生；在焊接過程中要嚴格按照焊接順序和焊接工藝原則進行施工，減少焊接變形，在施工過程中重點關注耐磨鋼焊接質量。

3.2料斗分段制作

料斗艙分為上、下兩個部分，下半部分編號為40X，上半部分編號為 5 0 X 。受分段制作能力、吊運能力、總組場地、精度控制等方面的影響，料斗艙下半部分分段40X分為左、中、右三個部分，分別在總組場地進行首尾方向總組。料斗艙上半部分分段50X分為左、中、右三個部分，在船臺總組場地進行正態總組。料斗上、下半部分總組原則應根據制造工藝流程，要考慮施工方便性、吊運能力、精度控制、施工周期、總組場地規劃等因素，綜合權衡利弊。料斗分段結構精度公差如表1。

料斗分段在制作過程中，40X-E和40X-F制作精度直接影響艙底門安裝調試。在制作40X-E和40X-F時，重點關注其上面的料斗門基座水平數據，水平誤差要 ? 4 m m. ，且一個料斗門基座上要固定兩個艙底門。由于分段外形尺寸較大，料斗門基座水平精度要求較高，基座水平精度控制是分段制作過程中非常重要的環節。經過我們團隊研討試驗，我們研制出一種控制數據的專用工裝來控制基座水平。料斗艙底門基座是分段內部的結構，后期基座與艙底門通過螺栓連接并進行數據調整。詳細設計圖紙中基座上的螺栓孔是圓形，后續安裝時可能出現艙底門調整時螺栓孔不對位的情況，且基座安裝后現場開設螺栓孔很困難。經過我們團隊制作簡易工裝模型，模擬現場開孔，統計相關工時投入，最后確定將螺栓孔改為腰圓孔，在數控下料階段開設。由于螺栓孔的尺寸和等離子數控切割樣品中數控開孔斜度較大，不能滿足使用要求。我們團隊經過商討后確定將基座上的螺栓孔先數控開小孔，再上機床加工螺栓孔，最后將基座回裝到分段上，使之滿足后續使用要求。艙底門基座如圖4所示。

由于料斗上半部分分段結構特點、外形尺寸和施工流程，50X分段制作時是分為左、中、右三個部分。50X-B和50X-C兩部分的制作流程相似，制作流程如圖5所示。50X-A制作流程如圖6所示，分步驟完成分段制作；在制作過程中要重點關注方管拼裝，需在水平胎架上進行，其水平度要求 ± 3 m m ，以滿足后續SPL傳送軌道的安裝精度要求。

運用精度測量軟件IN-ASSEM對分段進行模擬大合攏數據分析，提前將合攏口余量切斜，為料斗分段無余量船臺大合攏創造有利條件。相較國內其他大部分船廠模擬搭載是分段大合攏后再進行數據采集和分析，我們團隊將工序前移，提前策劃，提前切割余量，保證了料斗分段的連續大合攏，提高了施工效率。

3.4料斗分段船臺大合攏

料斗分段船臺大合攏前，雙層底分段要全部焊接完畢，測量船底撓度數據，計算出平均基線高度，并畫出等高線。此等高線是料斗分段、料斗艙底門及料斗出料口傳送裝置定位高度方向的基準線，是船上永久性基準線。修正雙層底分段內底板上的中心線，并畫出左右舷料斗口的中心線，中心線的偏差 。料斗口下方的中心線是料斗分段、料斗艙底門及料斗傳送裝置定位中心的基準線，是船上永久性基準線。

料斗分段船臺大合攏時，卸料口尺寸為1 5 0 0 m m× 2 8 0 0 m m ，要重點關注料斗艙卸料口寬度尺寸，偏差 - 5～0 m m ；卸料口中心偏差 ? ± 3 m m ；卸料□高度偏差 0 ～ + 5 m m 。為了方便料斗分段大合攏后調整卸料口的寬度尺寸，我們團隊決定在料斗分段制作階段對料斗分段卸料口處的縱向裙板上的結構預留緩焊區，數據調整好后再焊接，焊接過程中要控制好焊接參數。同時為了保證料斗艙底門與卸料口裙板間隙偏差 ? 5 m m ，裙板下端預留 2 0 m m 余量，料斗艙底門安裝時根據調整數據來切割。為了保證后續艙底門安裝水平度要求，料斗分段定位時要重點關注艙底門安裝基座處的四角水平，水平偏差 。料斗分段船臺大合攏后耐磨鋼裝配和焊接要求與料斗分段總組時的要求一樣，此處不再贅述。

3.3料斗分段船臺總組

料斗上、下部分分段在總組場地總組時，要做好總組場地策劃，合理布置總組支撐的位置，降低總組高度，要方便現場施工，同時要考慮分段坡口朝向，減少分段總組變形。分段總組好后按照裝焊原則工藝對耐磨鋼裝配作業，裝焊前按耐磨鋼預熱工藝要求做好預熱工作。耐磨鋼焊接時要按照船體結構焊接原則工藝、船體焊接順序工藝和焊接工藝規程要求進行焊接[，做好過程跟蹤檢查。焊接過程中要做好防風、防雨、防潮等保護工作。料斗分段總組焊接完畢后運用精度測量軟件IN-ANALY對全船分段進行數據分析，重點查看料斗分段精度數據，發現分段端口數據偏差；

4料斗艙艙底門安裝、調試技術

4.1料斗艙底門相關參數介紹

全船一共有34處艙底門，每處艙底門由2片組 成，每片艙底門的外形尺寸約為 8 5 0 m m× 3 6 5 0 m m 每一組艙底門外形尺寸約為 ，每 組艙底門重量約為 料斗艙卸料口開口尺寸 為 1 5 0 0 m m× 2 8 0 0 m m ，卸料口下端距離內底板不足 1 1 0 0 m m 。料斗艙底門表面為熱浸鋅處理。每一組艙 底門通過16根螺栓 M2 4 × 9 5 與艙底門底座連接。料 斗艙底門由EMS（艙底門供應廠家）制作，施工現場 負責組裝、安裝調試。料斗艙底門相關部件如圖7所示， 料斗艙底門安裝精度公差如表2所示。

4.2料斗艙艙底門安裝

受到料斗卸料口的尺寸、卸料口下方空間尺寸及其他裝件空間限制，每組艙底門需要在總組場地分拆為兩片。每片艙底門要在料斗上半部分分段大合攏前吊運到對應區域的內底板上。艙底門在內底板上完成組裝，整體提升到安裝位置，確認好卸料口裙板余量并完成切割。艙底門安裝完畢后做好卸料口裙板油漆涂裝作業。

國內某些船廠艙底門是單片安裝，安裝好后再進行調整，施工勞動強度大，調整不方便，存在一定安全隱患。根據我司艙底門施工特點，我們團隊在艙底門組裝前，提前研制可拆式輪式裝置，仿造艙底門下端線型，艙底門在此裝置上完成工況下的組裝工作，再運用輕便型液壓調整裝置提升艙底門到合適位置。這樣的方法相比其他船廠施工效率更快，勞動強度降低，施工成本更省。當艙底門水平數據調整好后，施工人員確認好卸料口裙板下端余量。根據耐磨鋼裝焊工藝要求，使用專用切割設備切割耐磨鋼余量，切割前做好預熱，同時切割余量前要做好料斗艙底門熱浸鋅層的防護工作。艙底門在安裝提升和下降的過程中要做好安全監控，注意觀察周圍環境，無關人員不要靠近，做好安全禁區管理。為了提高上述裝置的使用效率，我們團隊研制一種適用工裝，現場施工時可以通過此工裝將艙底門固定在合適位置。而國內某些船廠的施工方法是卸料口裙板余量確認好后，直接將艙底門降到內底板上。這樣后續艙底門調試時需要將艙底門再次提升，增加了起升工時投入，增加了起升安全隱患。我司的施工方法既減少艙底門無效起升工時投入，又實現了安全、高效施工。

耐磨鋼余量切割好后，做好耐磨鋼自由邊打磨，提升艙底門到對應的安裝位置，檢查艙底門與卸料口裙板之間的間隙 ? 5 m m 。艙底門調整好后，將艙底門下降到一定高度，使用自制工裝固定，等待后續油漆涂裝作業。涂裝作業結束后，將艙底門調整到安裝位置，更換自制工裝，使用工況下的連接螺栓。檢查艙底門基座與等高線之間的高度差值，對不滿足高度要求的位置可以增加鋼制墊片；檢查艙底門中心與卸料口下方的中心線偏差值，調整到滿足要求位置；最后緊固好連接螺栓。

4.3料斗艙艙底門調試

艙底門安裝完畢后，根據原理圖安裝艙底門液壓裝置并連接好管線，做好艙底門調試前準備工作。等裝卸貨系統的滾輪、傳送帶、動力裝置等安裝調試好后，聯動調試艙底門液壓開啟、關閉及運行過程中的工作狀態。調試人員將艙底門緩慢開啟，跟蹤開啟過程中是否有異常響動或干涉問題。當出現異常響動或干涉問題時，暫停艙底門開啟作業，檢查出現的問題并及時作出相應的修改。等問題解決好后繼續開啟艙底門，直至艙底門完全打開，檢查艙底門開啟后的角度是否滿足要求。各項開啟檢查工序都檢查好后，關閉艙底門，觀察艙底門是否能正常關閉。檢查艙底門與卸料口裙板之間的間隙，間隙要滿足 ? 5 m m 。艙底門整個開啟和關閉過程都滿足要求后，做好相關報驗簽字確認工作。

5 結語

料斗艙是轉載駁船重要的功能艙。料斗艙分段裝配和焊接質量對后續艙底門安裝精度有很大影響。艙底門的安裝質量最終影響轉載駁船功能性使用。通過對料斗分段裝配、焊接和艙底門安裝、調試的工藝策劃、施工方案的研討優化并落實，理順了整個施工流程，編寫完成相關建造工藝，積累了相關建造經驗，可為后續船及類似船型施工提供相關借鑒依據

參考文獻

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