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《機電技術雜志》2014年第二期
1分段建造現場精度控制
1.1胎架制作胎架是分段造船的基礎,胎架的精度好壞直接影響分段的精度。在材料上胎架前,用激光儀、水平儀和鋼尺等測量工具對胎架測量,保證胎架的總體尺寸的精度要求、線型平正和光順的精度要求同時要保證強度要求。檢查活絡胎架之間有沒有縱、橫向加強連接,減少后續裝配過程中分段的偏差和變形。
1.2劃線船體分段建造過程中通過劃線工藝來確定不同規格的型材和板材之間位置關系。劃線要滿足圖紙要求,線斑外觀尺寸及對角線要滿足精度要求,要劃距離端面切割邊100mm切割檢驗線,對中心線、切割檢驗線及肋檢線要劃到板的反面并且對其作樣沖標記,同時確保樣沖標記清晰準確,劃線完成后要做統一檢查并作記錄。劃線要考慮不同方向的精度補償量的設定。分段裝焊完成后進行余量劃線(要考慮溫度的影響)。
1.3構件焊接船舶分段建造過程中焊接是一項起支撐作用的關鍵工藝,因此焊接質量控制至關重要。確保不同分段焊接順序的正確及合理,保證焊縫質量,對焊后殘余應力的消除時間進行精度控制,確保構件滿足強度要求。焊前對一些分段進行有限元仿真計算確定變形量和焊接殘余應力較大部位及為補償量的設定提供參考,現場施工時精度控制人員要對這些部位的施工過程進行重點監督;對焊接變形進行矯正使構件滿足尺寸和強度要求;焊后要對焊縫進行檢查,確保滿足工藝和強度要求。針對分段焊接過程中焊接參數、焊接順序、焊接環境溫度進行記錄和反饋
1.4運輸分段焊接完成后需要將分段運輸離開胎架,分段的運輸主要包括吊運和水平運輸。分段水平運輸過程中變形量較小,而分段吊運過程易產生較大變形,因此吊運工藝階段也是船舶分段建造現場精度控制的重點。檢查分段臨時加強是否完整、牢靠和恰當,確保檢查吊環位置焊接加強及吊環的尺寸及強度配置正確。吊環焊接需做磁粉檢查,特別重要的還需要作超聲波探傷檢查。對吊運后變形進行消除,確保其滿足精度要求。記錄吊運后變形量和位置,為后續同類型建造補償量設定提供數據支持。
2公務海工船舶分段精度控制工藝
公務海工船舶是福建廈門船舶重工股份有限公司首次制造這種類型的船舶,對其分段建造的每一道工序進行精度控制,并對建造過程中的胎架制作、劃線檢查、裝配、薄板焊接、吊運過程中易變形的問題進行規范。以下半分段(正造,見圖1)為例闡述分段建造現場控制工藝要點。
2.1胎架制作1)劃出胎架的地面投影線(中心線、基準線、外板折角線、上口合攏縫線、四個角點);橫向基準線、縱向基準、高度基準和0水線(用于檢測基線撓度),并打出所有相關的樣沖點;2)確定縱向、橫向補償值;3)角鋼樹胎過程:定出分段標桿的高度基準,劃出所有支柱的水平線,量取支柱高度,并保證角鋼與外板面的貼合度;4)外板上胎架裝焊時,檢查上口合攏縫與折角縫的半寬與高度;5)檢查基準線的垂直度、胎架尺寸(投影面)保證結構劃線精度;6)長度大分段,縱向首尾端要設置反變形補償;7)胎架檢驗(見圖2)。
2.2裝焊與檢測1)裝焊過程中嚴格控制焊接順序及各項焊接參數,焊接過程中控制肋板的垂直度、縱桁的垂直度,以減少結構修割;控制結構與結構、結構與外板等的對接間隙,以減少焊接收縮變形;2)一些構件設置反變形,焊后對變形進行矯正,與上段對接合攏口的寬度方向焊前加放補償量,首尾加放縱向彎曲補償量;3)確立分段焊接檢查標準,對重要部位安裝尺寸及合攏完畢高度基準與基線撓度焊前、焊后均要檢查。
2.3分段余量劃線分段裝焊與火工后對分段進行余量劃線,這一工藝過程應滿足以下精度要求1)以橫向分段基準線為基準定出分段長度,并以此為依據進行長度方向的余量劃線;2)從胎架面上把中心線引至艏艉的主甲板、艉封板、橫艙壁板上,做為搭載的寬度定位基準;3)測量與修正高度基準線,作為船臺搭載和水尺劃線的高度基準;4)測量與修正基線,以控制基線撓度;5)在外板下面劃出距中2000mm的尾軸縱向安裝寬度基準。劃線過程要以樣沖點作為重要標示,因此要保證各個位置的樣沖點的精確。
2.4分段運輸分段建造前策劃好吊碼、支撐布置圖,在分段下胎前劃好位置線、做好相應加排,通過主甲板吊碼吊運、支撐(墊塊)外板進行水平運輸。
3結語
船舶分段建造現場精度控制是精益造船的具體實施階段,現場精度控制工藝是實現精益造船的保證。本文闡述了船舶分段建造現場精度控制的要點,以600t海監船為例介紹了下半分段(正造)分段建造時現場精度控制的要點。現場精度控制的有效實施需要由精度管理人員根據設計補償量,反變形量監督實施,并對現場建造進行管理、數據的收集和反饋以完善后續相應的分段精度控制工藝,為后續船舶建造過程中的精度控制提供依據。
作者:林勤單位:福建廈門船舶重工股份有限公司