论文部分内容阅读
摘 要：为了达到精益造船的具体要求，需要对船体分段建造现场的相关工艺严格控制，最大限度地减少不确定因素的影响，增强工艺技术的适用性。船体分段建造的过程中，不同结构部件的精度要求非常高，客观地决定了做好现场控制工艺工作的必要性。船舶精度控制技术是研究在船体建造过程中如何加放尺寸精度补偿量取代余量，通过合理的建造公差，有效的工艺技术与管理技术，对船体零部件结构进行尺寸精度控制，以提高建造质量。船舶在建造过程中的精度控制是一项十分重要的技术，不仅是保证船舶质量、缩短建造周期、降低造船成本的重要手段，而且是实施盆舾装等先进造船工艺和科学管理的基础。文章介绍了船舶建造的特点和船舶建造精度控制的内容，说明了船体建造精度控制的具体方法。
关键词：船舶建造；精度控制；补偿量；对合基准线
一、船舶建造与船舶精度管理
（一）船舶建造的特点。船舶建造具有以下特点：1.船体建造的周期长、工序多，导致累计误差较大；2.船体构件大，其形状尺寸允许的偏差，相对构件本身尺寸的比例很小；3.船體建造过程中受力、受热情况复杂，导致变形情况无法预测，想要掌握构件在切割、冷热加工、焊接、矫正、转运和冲砂过程中的弹塑性与热塑性变形规律更加困难；4.建造过程中自动化程度不高，导致人为操作误差难以控制。
（二）船体建造精度管理。船体建造精度管理是以科学的管理方法和先进的建造工艺相结合，以先进的建造工艺为基础，通过科学的管理对船体建造进行全过程的尺寸精度分析和控制，以最大限度地减少现场修整工作量，缩短建造周期，降低建造成本。
二、船舶建造的精度控制
（一）船舶建造精度控制的内容。船体精度控制只要包括船舶建造前技术准备和建造过程控制，技术准备是指在船舶生产设计时充分考虑船舶建造过程中的收缩和变形，通过添加收缩补偿量和反变形量来减小焊接收缩及变形对船体精度的影响；建造过程控制是指对板材下料、零件加工、构件装配、分段总组、总段合拢每一个制作工位，按照精度控制的要求进行数据检测和统计，并将上一道工位数据提供给下道工位，以作为下道工位正确施工的依据，尤其是在总组及合拢阶段达到模拟搭载和快速脱钩的目的。
（二）船舶精度控制在船舶建造中的意义。船舶精度控制在船舶建造中的意义主要有：第一，通过对构件添加反变形，减少构件因加工、焊接和吊装产生变形而进行矫正的工作量；第二通过补合理的补偿量的设置，减少加工和建造过程中的二次切割、打磨、开坡口等工作，从而提高生产效率、降低生产成本；第三通过设置检验线方便现场施工，同时提高施工准确度；第四通过对施工数据全面的检测，及时发现问题，及时处理问题，减小对后道工序的影响，降低处理问题的施工难度；第五通过对施工数据的统计和分析，为下道工序提供施工依据，降低施工差错的出现，提高施工效率；第六通过精度控制的积累为先进的工艺技术的推广打好基础。
三、精度控制的具体方法
（一）增加反变形。增加反变形主要有两个方面：一是在易产生较大变形区域的构件下料时添加反变形量，利用反变形量来补偿变形所带来的误差；二是在分段胎架数据中添加反变形，即在分段易产生变形的区域的胎架数据中增加一定与变形反方向的量，从而抵消此区域的变形。
（二）加放补偿量。补偿量是指对零件、工件和小分段由于加工、装焊以及火工矫正等多道工序，所产生的辨析及收缩进行定量分析后，加放的工艺量值，补偿量不需要在分段建造过程中割除，它将在船舶建造过程中消耗。补偿量的确定是船体精度控制技术中的核心内容，精度控制的最终目的就是用补偿量来代替余量，补偿量的加放恰当与否，将直接关系到船体精度控制的成败。
1.船体分段补偿量加放原则（以我公司64000散货船为例）
（1）船坞基准定位分段的艏、艉环形接缝端头全部正足，纵骨、纵桁同样正足。（2）船坞搭载的其它分段艏、艉端，以基准定位分段为界。向艏的分段前端正足，后端有补偿量；向艉的分段前端有补偿量，后端为正足；纵骨、纵桁与分段端头一致，补偿量一般为5mm。（3）艏艉端机舱半立体分段要求傍板下口加放7mm的补偿量，前后接缝的一端加放5mm补偿量，如线型曲率大的根椐工艺要求再加放30mm余量。（4）货舱区舷侧分段，上企口全部正足、下企口加放7mm补偿量。（5）散货船的货舱区舷侧“P”、“D”型分段一端补偿量为7mm，另一端为正足。（6）上顶边水舱分段，外板下口加放7mm接缝补偿量。（7）下边水舱分段外板上口正足，内口加放7mm补偿量。（8）货舱区甲板分段、左右舷端头，加放7mm补偿量；甲板上墩座下口加放7mm补偿量。（9）货舱下墩座分段，下口加放7mm补偿量。（10）货舱隔舱分段：左右分段向舯企口正足，向舷侧加放10mm余量；上口斜旁正足；下口斜旁加放15mm余量，下口平直加放5mm补偿量。（11）货舱隔舱中间分段：左右向企口正足，上口正足，下口加放7mm补偿量。（12）货舱双层底左右分段四周企口正足。
2.船体焊接收缩补偿量加放原则。（1）主船体对接缝14mm以下，加放1mm～1.5mm，14mm以上加放0.5mm～1mm。（2）主船体角焊缝，板厚14mm以下，加放0.35mm～0.5mm，板厚14mm以上加放0.2mm～0.35mm。（3）上层建筑、机舱棚、烟囱、舱口围、舱口盖等12mm以下薄板，每档肋距、每档纵骨间距，加放0.5mm收缩补偿量；横向薄板每1000mm宽度加放0.5mm收缩补偿量。高度方向不加收缩补偿量，下端企口加放10mm余量，与主甲板相接的分段加放30mm。
（三）检验线设置。检验线是船舶建造过程中定位的基准线，包括分段肋检线、纵向对合线、水平检验线、合拢口100mm检验线等，在分段建造和检测过程中，检验线降低了施工难度，提高了施工精确度。检验线一般设置在分段壳板上，在划线后确定检验线后，用洋铳打点胶带保护的形式将检验线保护起来，作为后续分段定位检测的依据，在必要时需用双面尺将结构面检验线反到便于测量的一面。
（四）现场数据检测及分析。通过精度控制人员对现场施工各零件外形尺寸、定位尺寸、焊后尺寸、平整度、垂直度等船舶精度参数的检测、记录，在发现和解决施工中存在的问题的同时，将造成问题的原因查找出来，避免类似问题的重复出现。另外通过对现场施工数据的整理分析，制作出船台合拢模拟搭载图，在分段合拢时可以在上船台前将分段余量切割并开设好坡口，达到无余量上船台快速合拢的目的。
四、结语
精度控制根据每一个船厂实际情况有它的独特性，需要大量的现场实际测量数据的积累，通过对数据的分析总结，制定合理的船舶建造工艺以及科学的管理方法，并严格按照建造工艺及规定流程进行现场施工，才能达到精度控制的目的。一套完整的精度控制方法是一个不断完善和长期坚持的过程，只有通过现场实际施工的检验，并不断对精度控制方法进行完善，才能使得精度控制更适合现场施工要求；也只有长期的坚持精度控制，才能达到提高生产效益，降低生产成本，为先进的造船工艺提供基础。
参考文献：
[1]王孝海.船体分段建造的精度控制研究[D].哈尔滨工程大学，2011，（02）.
[2]周秀琴.船体建造精度控制方法研究[D].江苏科技大学，2011，（03）.
关键词：船舶建造；精度控制；补偿量；对合基准线
一、船舶建造与船舶精度管理
（一）船舶建造的特点。船舶建造具有以下特点：1.船体建造的周期长、工序多，导致累计误差较大；2.船体构件大，其形状尺寸允许的偏差，相对构件本身尺寸的比例很小；3.船體建造过程中受力、受热情况复杂，导致变形情况无法预测，想要掌握构件在切割、冷热加工、焊接、矫正、转运和冲砂过程中的弹塑性与热塑性变形规律更加困难；4.建造过程中自动化程度不高，导致人为操作误差难以控制。
（二）船体建造精度管理。船体建造精度管理是以科学的管理方法和先进的建造工艺相结合，以先进的建造工艺为基础，通过科学的管理对船体建造进行全过程的尺寸精度分析和控制，以最大限度地减少现场修整工作量，缩短建造周期，降低建造成本。
二、船舶建造的精度控制
（一）船舶建造精度控制的内容。船体精度控制只要包括船舶建造前技术准备和建造过程控制，技术准备是指在船舶生产设计时充分考虑船舶建造过程中的收缩和变形，通过添加收缩补偿量和反变形量来减小焊接收缩及变形对船体精度的影响；建造过程控制是指对板材下料、零件加工、构件装配、分段总组、总段合拢每一个制作工位，按照精度控制的要求进行数据检测和统计，并将上一道工位数据提供给下道工位，以作为下道工位正确施工的依据，尤其是在总组及合拢阶段达到模拟搭载和快速脱钩的目的。
（二）船舶精度控制在船舶建造中的意义。船舶精度控制在船舶建造中的意义主要有：第一，通过对构件添加反变形，减少构件因加工、焊接和吊装产生变形而进行矫正的工作量；第二通过补合理的补偿量的设置，减少加工和建造过程中的二次切割、打磨、开坡口等工作，从而提高生产效率、降低生产成本；第三通过设置检验线方便现场施工，同时提高施工准确度；第四通过对施工数据全面的检测，及时发现问题，及时处理问题，减小对后道工序的影响，降低处理问题的施工难度；第五通过对施工数据的统计和分析，为下道工序提供施工依据，降低施工差错的出现，提高施工效率；第六通过精度控制的积累为先进的工艺技术的推广打好基础。
三、精度控制的具体方法
（一）增加反变形。增加反变形主要有两个方面：一是在易产生较大变形区域的构件下料时添加反变形量，利用反变形量来补偿变形所带来的误差；二是在分段胎架数据中添加反变形，即在分段易产生变形的区域的胎架数据中增加一定与变形反方向的量，从而抵消此区域的变形。
（二）加放补偿量。补偿量是指对零件、工件和小分段由于加工、装焊以及火工矫正等多道工序，所产生的辨析及收缩进行定量分析后，加放的工艺量值，补偿量不需要在分段建造过程中割除，它将在船舶建造过程中消耗。补偿量的确定是船体精度控制技术中的核心内容，精度控制的最终目的就是用补偿量来代替余量，补偿量的加放恰当与否，将直接关系到船体精度控制的成败。
1.船体分段补偿量加放原则（以我公司64000散货船为例）
（1）船坞基准定位分段的艏、艉环形接缝端头全部正足，纵骨、纵桁同样正足。（2）船坞搭载的其它分段艏、艉端，以基准定位分段为界。向艏的分段前端正足，后端有补偿量；向艉的分段前端有补偿量，后端为正足；纵骨、纵桁与分段端头一致，补偿量一般为5mm。（3）艏艉端机舱半立体分段要求傍板下口加放7mm的补偿量，前后接缝的一端加放5mm补偿量，如线型曲率大的根椐工艺要求再加放30mm余量。（4）货舱区舷侧分段，上企口全部正足、下企口加放7mm补偿量。（5）散货船的货舱区舷侧“P”、“D”型分段一端补偿量为7mm，另一端为正足。（6）上顶边水舱分段，外板下口加放7mm接缝补偿量。（7）下边水舱分段外板上口正足，内口加放7mm补偿量。（8）货舱区甲板分段、左右舷端头，加放7mm补偿量；甲板上墩座下口加放7mm补偿量。（9）货舱下墩座分段，下口加放7mm补偿量。（10）货舱隔舱分段：左右分段向舯企口正足，向舷侧加放10mm余量；上口斜旁正足；下口斜旁加放15mm余量，下口平直加放5mm补偿量。（11）货舱隔舱中间分段：左右向企口正足，上口正足，下口加放7mm补偿量。（12）货舱双层底左右分段四周企口正足。
2.船体焊接收缩补偿量加放原则。（1）主船体对接缝14mm以下，加放1mm～1.5mm，14mm以上加放0.5mm～1mm。（2）主船体角焊缝，板厚14mm以下，加放0.35mm～0.5mm，板厚14mm以上加放0.2mm～0.35mm。（3）上层建筑、机舱棚、烟囱、舱口围、舱口盖等12mm以下薄板，每档肋距、每档纵骨间距，加放0.5mm收缩补偿量；横向薄板每1000mm宽度加放0.5mm收缩补偿量。高度方向不加收缩补偿量，下端企口加放10mm余量，与主甲板相接的分段加放30mm。
（三）检验线设置。检验线是船舶建造过程中定位的基准线，包括分段肋检线、纵向对合线、水平检验线、合拢口100mm检验线等，在分段建造和检测过程中，检验线降低了施工难度，提高了施工精确度。检验线一般设置在分段壳板上，在划线后确定检验线后，用洋铳打点胶带保护的形式将检验线保护起来，作为后续分段定位检测的依据，在必要时需用双面尺将结构面检验线反到便于测量的一面。
（四）现场数据检测及分析。通过精度控制人员对现场施工各零件外形尺寸、定位尺寸、焊后尺寸、平整度、垂直度等船舶精度参数的检测、记录，在发现和解决施工中存在的问题的同时，将造成问题的原因查找出来，避免类似问题的重复出现。另外通过对现场施工数据的整理分析，制作出船台合拢模拟搭载图，在分段合拢时可以在上船台前将分段余量切割并开设好坡口，达到无余量上船台快速合拢的目的。
四、结语
精度控制根据每一个船厂实际情况有它的独特性，需要大量的现场实际测量数据的积累，通过对数据的分析总结，制定合理的船舶建造工艺以及科学的管理方法，并严格按照建造工艺及规定流程进行现场施工，才能达到精度控制的目的。一套完整的精度控制方法是一个不断完善和长期坚持的过程，只有通过现场实际施工的检验，并不断对精度控制方法进行完善，才能使得精度控制更适合现场施工要求；也只有长期的坚持精度控制，才能达到提高生产效益，降低生产成本，为先进的造船工艺提供基础。
参考文献：
[1]王孝海.船体分段建造的精度控制研究[D].哈尔滨工程大学，2011，（02）.
[2]周秀琴.船体建造精度控制方法研究[D].江苏科技大学，2011，（03）.