黄智翔　叶安章（浙江省舟山市港航管理局，浙江　舟山　316000）



中小型船舶分段无余量建造工艺的实践

黄智翔叶安章
（浙江省舟山市港航管理局，浙江舟山316000）

摘要：本文首先简单介绍了中小型船舶分段无余量建造工艺实践的内容及方法，然后对分段变性控制对策进行总结，最后提出了中小型船舶分段无余量建造技术实施策略，以期能够提高我国船舶建造技术，为我国船企发展奠定坚实的基础。关键词：中小型船舶；分段无余量；建造工艺

在我国经济发展中，海洋水运事业占据了举足轻重的地位，船舶建造技术为海洋水运事业的发展打下了基础。近些年，我国船舶建造技术发展迅猛，开始将分段无余量建造技术应用在中小型船舶建造中，缩短了造船时间，提高了船舶质量，促进了我国海洋水运事业的发展。在中小型船舶建造工程中，分段无余量建造技术以其独特的优势，使船舶建造达到了全面机械化的水准。

一、工艺实践的内容和方法

分段无余量建造的关键是确定各构件在各个施工阶段中的补偿量。这需要对船体结构补偿量的类别、数值、补偿时机与方法等进行深层次的综合考虑。当前针对中小型船舶的特点，从实用出发，可重点考虑主要的收缩变形和补偿，以及建造过程中的变形控制，在综合分析各种因素产生的累积效应后确定近似的补量。分段无余量建造的重点就是对各种补偿进行相对准确的量化。其中零件切割缝隙补偿根据切割机的实际测量结果定；反变形补偿根据预设的反变形工艺方法进行计算而得；其余各施工阶段的收缩补偿采用实验法测定，即采用现行的施工工艺进行多组实验，测量平均收缩量，然后统计其数学期望，并作相应的修正。零件最终的补偿量由各阶段的补偿构成。由于各阶段收缩变形的传递和叠加都极为复杂，其综合效应尚无法统计，目前仅限于在变形相对简单的分段上探索无余量建造，并假设各种收缩变形的传递和叠加都是线性的。

二、分段的变形控制措施

分段的收缩变形可以设置补偿量抵偿，单纯的均匀挠曲变形也可预设反变形抵偿，尽管都无法做到精确。挠曲和扭曲的组合变形则相对复杂得多，其规律难以琢磨，目前通常是采取一定的工艺措施控制变形。第一，分段结构采用流程化制作，提高组件、部件比例，避免变形累积。第二，采用刚性胎架，强制约束焊接变形。第三，分段内部结构加强，制约焊接变形。第四，用COZ气体保护焊替代手工电弧焊，降低焊接热量的输入，从而减少变形。第五，优化焊接顺序，对称施焊，减少焊接变形并使变形尽量对称.避免扭曲过大。第六，严格控制焊脚尺寸，减小变形。第七，利用分段翻身后施焊产生的应力抵消部分变形应力。同时还可以施加反向变形的外力，如将分段四角支撑且中部放置压铁等，加大反向变形的应力。

三、中小型船舶分段无余量建造工艺的实施

在中小型船舶建造中存在较多的问题，比如技术人员的水平良莠不齐，精确管理力度不够，流水线式的造船模式，科研力度不足等原因，导致分段无余量建造技术发展较慢，所以，当前必须要对中小型船舶建造中的存在的问题进行深入研究，使分段无余量建造技术能够被广泛应用。

（一）结合船体结构来判断最佳分段

当前，我国分段无余量造船技术仍处于发展阶段，大都是在变形比较规则的分段中应用该种技术，尤其是平直底部、平台、甲板、舱壁等部位。如果零部件的转角过多，施工空间过小，变形控制达不到设计要求，那么使用分段无余量建造工艺，不但会延长施工时间，而且不能使建造实现全面机械化，建造质量根本达不到标准要求，使得资金投入过多。所以在建造中小型船舶时，必须要从实际出发，有针对性地应用分段无余量建造技术，最大限度地提高工程质量，缩短工期。

（二）科学利用补偿抵消策略

众所周知，利用分段无余量技术来建造中小型船舶时，不管是零件、部件，抑或是总段、分段，都有可能出现变形的情况，导致建造质量不达标。所以，必须要测定及分析零部件和分段的变形补偿，从实际出发，科学处理采集的数据，得出实际补偿量，进而控制变形。第一，将分段前后端全拢补偿量进行合并。第二，将各内部纵向补偿量进行合并，将所有内部纵向补偿量都调整到0.5mm/档，也就是说，在给各结构划线时，必须使其肋距达到0.5mm，端部对齐时需要将甲板端当作标准，利用装配间隙来弥补内部偏差。第三，对横融壁、甲板的横向补偿量进行转移。拼接甲板时，必须保证每条缝都必须无限接近1mm，不需要对结构进行补偿，只用对拼接间隙进行调整；横向半宽最好缩至2.5mm，甲板边缘焊接缝隙则需要接近1mm，总计为3.5mm；制作横向部件时，半宽最好缩至5mm。统一将壁板和甲板内部的补偿转移到外侧，同时将其调整为4mm，安装横壁时，必须要和甲板边进行对齐，利用装配间隙来弥补内部偏差。第四，对外侧壁及内围壁的高度补偿量进行统一。各壁板高度补偿量最好都达到7mm，同时，下端口和扶强材高度都统一对其补偿10mm，使上建层高度达到要求。

（三）工艺实践

完成分段结构补偿量和精度控制后，需要在放样及建造过程中使工艺设计和管理达到统一。文章将15000kW海洋救助船员1A4分段当作案例，对其进行分析，首先完成施工后，对其精度进行测量，基准半宽误差范围是-1.0mm～2.0mm，基准长度误差范围为-2.0mm～2.5mm，基准高度误差范围是1.0mm～3.0mm，从整体来看，都达到了预先设置的精度目标。而且各端面基本上都是平整的，只有前端面外侧壁存在较大的偏差，由于此处曲形结构是散装的，导致焊接收缩稍微比相邻结构大。对该船其他无余量建造分段进行测量时，发现各分段的精度基本上都达到标准要求，不需要对其进行修整。而且，造船企业在推行新工艺时，船舶生产技术水平和企业管理水平都得到了较大程度地提高。

结语

总而言之，中小型船舶分段无余量建造技术有其独特的优势，在建造船体时，应用该造船技术，不但能够大幅度提高施工质量，而且还能缩短建造周期，使船舶建造实现机械化作业，不断提高造船技术，为我国造船事业的发展奠定基础。

参考文献

[1]马新柱.中小型船舶分段无余量建造工艺的实践[J].中国科技信息，2013（10）：137.

[2]管官.主船体数字化设计与分段测量数据匹配方法研究[D].大连理工大学，2013.

[3]钱冰冰，傅晓斌.船舶建造分段搭载精度的控制和优化[J].南通航运职业技术学院学报，2012（03）：51-54.

中图分类号：U662

文献标识码：A