探讨船体分段建造的精度管理与控制措施

探讨船体分段建造的精度管理与控制措施

高彪

舟山中远船务工程有限公司搭载工区浙江舟山316131)

摘要：船舶的整个体积较大，不同结构部件对于生产工艺的要求非常高，需要技术人员在具体的设计过程中采取有效的措施保证不同结构部件的精度。同时，为了提高生产效率，大型的船舶生产厂家根据设计图纸的要求，对船体进行分段划分，独立完成不同结构部件的生产制造。为了保证最后所有分段制造部件能够有效地组装起来，技术人员需要对分段建造现场工艺的精度进行必要地控制。

关键词：船体；精度；建造现场；

引言

近年来，受全球经济不景气的影响，中国的一些中小型造船企业，因缺少先进的工艺技术和优质的管理机制而纷纷倒闭，整个造船市场被迫进行了结构重组与优化。虽然我国的造船完工量依然位居世界第一，但是造船总体技术水平与日韩相比还是有不小的差距。从长远发展看，中国造船依赖的劳动力优势在生产效率低下、劳动力成本高涨和原材料上涨等多重压力下将逐渐丧失竞争优势。因此，为了适应市场，必须提高中国船舶工业的竞争实力，唯一出路就是提高生产效率与造船质量。

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。是保证船舶质量、缩短建造周期、降低造船成本的重要手段，是实施先进造船工艺和科学管理的基础。而船体分段精度控制技术作为精度造船工艺上的一项重要的技术，其直接关系到船舶产品的精度控制能否顺利实施和逐步提高。因此，研究船体分段建造精度管理与控制技术对于整个造船行业来说都是非常必要的。

下面结合分段建造的流程，简要阐述一下分段各施工工序的精度控制要点和常见精度问题，并从船厂生产组织管理的方面给出几点建议。

一、船体分段建造精度管理

1.胎检管理

船体建造精度管理技术可以最大限度的减少船台装配和船体装配中的的现场修整作业，通过降低现场修整率来大幅度提高船体建造功效，有效地节约工时并降低船体建造周期。船体建造精度管理技术促进了新工艺、新技术的应用，有效地推动造船生产、技术的综合水平。对于船体阶段建造胎检管理而言，支柱胎架的制作必须由精度管理室采用经纬仪在地面上转角制作，并且保证相邻胎柱的中心间距为1000mm，误差不得超出5mm。

2.划线管理

胎板上胎时胎架高度不得低于600mm，特殊分段主机座、舵轴、挂舵臂、球鼻脯不得低于800mm，保证外板板口距地面的垂直高度不得低于600mm。上胎板上胎后应适当封固，除需要预留反变形的分段。施工单位申请划线时必须保证上胎板所有焊接工作己经完成。上胎板表面平整度要保证在士8mm，重要分段的水平平整度如机舱分段、上建分段等胎板水平应保证在士5mm。

3.三维测量管理

施工单位在测量前应检查并清理分段周围，目的在于保证分段周围无视线阻挡物、无杂物以及无相关人员在分段施工，由此由精度管理负责人登记测量。同时在摆放分段时，施工单位应充分考虑全站仪测量视角特殊，分段间不得小于1000mm，机舱和双斜切分段间距不小于2000mm。

二、船体分段建造控制措施

1.完善精度管理体系

船舶制造企业应在造船过程中编制《分段评级管理方案》、《分段精度管理及奖惩细则》、《流水线分段精度管理》、《内外场划线管理规定》等，同时编制《分段精度作业指导书》中明确规定：“精度管理安全生产规范”、“常见问题分析”、“仪器使用和保养规范”、“划线和完成检测管理及处罚规定”等。

2.组件精度控制数据小组

实行分段过程精度控制可以数据为中心，一般此项目普遍应用于船体分段建造跟踪控制，其快速有效的特点为分段过程提供强大的数据基础。统计的相关数据以每日工作人员完成检测表为主要依据，也对其实行电子档案登记备案。除了便于各个检测小组通过以登记快速查找如胎板、分段胎架、三维全站精度控制、划线、对分段胎架、槽型舱壁垄焊前后等统计数据。当前大部分船舶建造企业都实行了以数据为中心的精度管理和控制规范，使分段制作精度得到大幅度提高。

3.程序拓展管理

一般程序管理扩展分为以下部分：首先对胎架胎板检测控制；运用经纬仪对船舶场地实施十字胎心线的转角测量，由此做好理论线基础。其次为进一步保证外板现型基础，可对胎架间距和高度进行检测，尤其在检测之前增加胎板精度检测，能严格控制胎板符胎，在一定程度还能避免装配误差和划线误差。

4.分段精度检测

焊接之前可实施检测，运用全站仪检测内壳板定位，其中包括划线、胎板线型以及主要框架定位等。而完工检测则需要在焊接之前填写精度测量报告，之后交由施工负责人签字，同时运用全站仪测量整体分段精度。测量完毕后可运用三维软件比较理论数据和实际数据，目的在于确认分段整体精度是否在公差范围之内，负责人验收合格并签字后可将检测数据直接传输给船台工序并运用三维测量将船首分段进行模拟合拢。部分船舶建造企业将检测范围扩大到船尾和机舱部分，有效控制机舱分段外板线型的精度。很多部门都十分重视三维精度控制，需要在检测中不断对控制程序进行细化，最大化使用测量仪器功能，从而良好地适应分段施工状况，改进工作中存在的不足。此外由于机舱段等相关数据缺乏细致，造成分段合拢过程中会出现数据表以外的数据，对此可运用三维测量系统调取想要测量数据并采取加保型和加测量点，促使传统测量数据结合三维测量数据，不仅能有效满足合拢要求，最重要在于能避免数据超差现象。

5.精度质量反馈

在对精度严格控制中逐渐暴露出铜料加工质量和小组施工质量问题。对此检验工作人员可在小组制作工序过程中有针对性控制专项，尽可能在小组立项阶段消除质量隐患。可采用电子邮件形式向配钢公司反馈钢料加工存在问题，特别对于曲外板线型加工对分段精度有更大的影响。如果在工作过程中发现实施检测分段精度和预期标准不符或外观缺乏美观等问题，可通过拍摄相关照片明确说明，同时针对精度控制不足的点和面提出整改方案，由此对精度控制中存在的不足进行细化。此外各个部门应定期巡视检查质量，发现问题及时提出整改，全面配合下道建造工序反应质量问题，或者派遣组长发现问题，多次走访船台精度控制部门，整改不足之处。

6.分段焊接精度控制要点

（1）分段或片体焊接之前，施工队需在大合拢端口上标识待焊区，焊接工艺规程中的焊接要求、焊接参数、焊接顺序，同时标明焊脚、焊喉大小。

（2）分段或片体焊接过程，作业课施工队需自控自检，检查是否按照焊接工艺规程中的焊接要求进行，例如焊接参数、焊接顺序、及时敲渣、清理焊缝等。

7.分段焊后精度控制要点

（1）分段或片体焊接后需自检，检查结构端口节点形式，无余量端口端差，无余量端口坡口朝向，纵，横壁板垂直度以及待焊区预留情况等。

（2）所有分段焊后，需根据精控管理部门提供的相关图纸进行自检，发现问题及时处理，并做好记录，及时向作业课精控人员申请精度报验。

8.分段完整性精度控制要点

经确认符合基本测量条件后，对分段依托全站仪测量，并利用全站仪软件进行分析，将测量分析结果以《分段精度分析报表》和《分段精度整改意见及确认单》的形式呈现给施工单位。

9.船体分段建造现场运输过程中的精度控制

当所有分段焊接的工作完成后，分段运输将会脱离胎架。常见的船体分段运输方式主要有水平运输和吊运。相对而言，分段水平运输过程中的变形量小，对于整个生产流程的影响并不明显。但是，运用分段吊运的运输方式时，很容易产生较大的变形量。因此，技术人员需要对吊环的焊接位置及吊环尺寸的规格及强度是否相匹配进行必要地检查，减少运输过程中的经济损失。对于某些已经产生变形的吊运方式，需要采取有效的方式进行消除。

三、船体分段建造的常见精度问题

以某船厂某深海采矿船的典型分段为例，探讨一下该船分段问题的类型、产生的原因以及整改的措施，详见下表1。

表1

在造船企业，精度控制技术要点，需要精控管理部门的精度检验员、作业课精度人员和施工单位共同配合完成，才能顺利达到船体分段建造精度管理的目的。但事实上很多分段的精度控制并未做到位，存在着大大小小的问题。从上述可以看出，船体分段的主要问题是分段变形、无余量面端差以及结构偏差。

四、对船体分段精度管理和控制的几点建议

船体分段的精度问题的产生原因不管涉及到哪道工序，都需要花费人力物力来进行整改，这无疑增加了分段的制作成本。但所有问题的产生只要有合理的预防措施都是可以避免的。下面，我从船厂的精度管理方面提出几点建议：

1.完善精度管理指导性文件，例如精度管理流程、精度奖罚措施等，并监督实施到位；

2.制定合理有效的船体分段建造精度控制方案——精度施工策划书，用于指导现场精度管理作业的实行，并根据现场反馈的问题实施跟踪改进；

3.加大分段建造各工序精度控制的力度，使精度巡检常态化，固定化，并将巡检结果以报告的形式公示；

4.施工单位做好图纸消化，认真研究图纸预估分段可能产生的问题，制定有效应对的措施；

5.精度管理人员多与施工单位交流，运用精度数据库为分段建造提供数据支持和工艺上的指导；

6.施工单位应坚决整改本道工序发现的精度问题，不允许随意流入下道工序；

7.精度管理人员认真做好数据收集和整理的工作，完善数据库；

8.做好精度宣传和培训工作，不断提高管理人员和施工人员的精度意识和工艺水平。

五、结束语

船舶分段建造现场精度控制对于船舶后期正常的使用起着重要的保障作用。为了实现造船企业精益造船的发展目标，技术人员需要对分段建造现场的各个工作环节进行必要地检查控制，确保所有生产工艺可以达到设计方案的精度要求。文中通过对分段现场精度控制内容的系统阐述，为相关的研究工作开展提供了必要的参考依据。

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）.

[3]任刚.船体分段三维测量及对位系统控制策略研究[D].大连理工大学，2013，（05）.

[4]杨贵强.船体分段测量数据配准技术的研究与应用[D].集美大学，2013，（06）.