船体分段制作工艺与精度控制

船体分段制作工艺与精度控制

潘阔海

江南造船（集团）有限责任公司 上海市崇明区 201913

摘要：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。

关键词：船体分段；制作工艺；精度控制；

引言

随着社会的发展，人们在船舶制造精度方面具有的要求也有所提高，与日、韩等国相比，我国在船舶制造方面存在最明显的不足在于无法保证对船体分段精度进行控制的准确性。对船体的分段精度进行控制对船舶制造具有重要意义，该项技术不仅可以降低船舶制造的成

本，还能够提高船舶的整体质量。因此，对分段精度控制的相关内容进行研究，对提升我国船舶制造行业的综合竞争力是非常重要的。

1.船体分段精度控制的标准

在对船体建造的精度标准进行确定时，工作人员应当明确该标准不仅需要对船舶应当具有的设计性能加以满足，还需要与船体建造过程中所应用的各项工艺相配合，保证精度控制工作的顺利进行，对作为船体精度标准的构成部分的分段精度标准而言亦是如此。因此，在确定精度控制标准的过程中，工作人员应当视情况将标准公差进行划分，即标准范围和极限范围，在对分段精度标准进行确定时，工作人员可以根据不同的类型，将其分为位置、形状、尺寸以及重点部分等几个方面，再以此为基础对精度控制标准加以明确。

2.船体分段制作工艺与精度控制

2.1拼板划线

板材下料完成后的下一步工作就是拼板和划线。首先是拼板，根据图纸确定结构面和非结构面，然后就是明确拼板的主尺寸和拼板坡口间隙以及焊接收缩量加放，保证拼板完成后符合各项精度要求。其次是划线，随着自动化程度提高大部分船厂可以下料阶段数控完成一部分，在小组或大组阶段只要主尺寸、对角线确认便可以，同时施工人员需要补充的中心线和肋检线需要划到板材的反面，目的是为了给板材进行样冲标记便于后期各阶段定位使用。在划线过程完成后，工作人员需要统一对划线进行检查，以保证精度补偿量符合要求。

2.2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。

2.3胎架制作

对于船体的分段建造而言，胎架的制作是建造的基础。也就是说，要是胎架在精度上存在问题和漏洞，船体分段的质量就会受到较大的影响。在使用胎架的前期，工作人员需要用激光仪和钢尺等工具对胎架的精度进行测量，要是精度未达到标准，工作人员可以进行适当的调整。当然，胎架精度并非只包括尺寸方面，同时还涉及到线型平正和光顺等方面。对于胎架之间的加强连接，工作人员也应该进行检查，确保装配过程中分段不易出现变形问题。

2.4组立过程中的分段精度控制和数据测量

在船舶建造精度管理中测量一般归结为后期搭载阶段的大、中尺寸的测量，使用的测量设备主要是经纬仪，全站仪等设备，同时辅助相应的分析软件完成精度控制。现在为减少搭载阶段的分段对接偏差，减少搭载开刀率和坞期，提前在组立阶段控制分段精度，对组立阶段的分段进行全覆盖的精度测量，出具3D精度报告，并根据报告修正和跟踪分段精度状态，为后期搭载提供数据支持。因此要提高造船精度和造船质量，分段建造阶段的就应该进行先进的测量技术和分析软件的介入，建立分段数据库，数据化指导分段精度建造。

2..5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。

2.6船体精度管理体系的建立

（1）开工建造前精度计划

产品设计阶段的精度管理，应由精度计划机构执行，主要职责是确定补偿量值和各阶段管理要求等。这部分工作应在生产设计阶段完成，同时需将相关信息反映在生产设计图纸上，便于现场施工。

（2）建造过程中精度控制

生产建造阶段实施的精度管理，是指从制造开始后，在加工、装配、分段合拢和总段合拢等各工序中按照相应的技术规范实施精度控制技术，应由精度控制机构执行。其主要职责是船体建造各阶段的精度控制，对生产现场产生的精度问题进行分析处理，并及时反馈到精度计划机构，协助优化产品设计阶段的精度管理。

（3）施工现场数据收集和反馈

精度分析必须建立在大量的调查研究、掌握足够的实际数据以及理论与实践相结合的基础之上。精度控制技术最终成一个不断实验、修正和完善的有限循环过程。

2.7更新船舶制造测量技术

在造船过程中，为了达到制造精度控制的目的，必须保证测量技术的先进性，避免测量过程中出现较大的测量误差，使最终的精度控制难以满足实际生产的要求。从测量技术的实际应用来看，测量技术主要涉及测量工具和测量技术水平。例如，在传统的测量技术中，千分尺和游标卡尺的测量对测量人员的实际测量操作有较高的要求，对最终测量精度的影响较大。目前，非接触测量技术常用于测量过程中，如采用远红外技术对船舶焊点位置进行非接触测量，具有较高的智能性，可以更好地控制测量精度。因此，在造船过程中，控制测量技术是非常重要的，值得相关人员关注。

2.8拓展智能技术、计算机技术应用范围

从现阶段造船的实际过程来看，精度管理过程中的问题往往体现在补偿计算和补偿分配上，因为这两个环节涉及的影响因素较多，相关计算量也较大，如果仅仅依靠人工计算，不仅工程量较大，而且精度也较低。随着当前计算机技术和人工智能技术的发展，在补偿计算和补偿分配两个环节对计算机技术提出了更高的要求。

3.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】周秀琴.船体建造精度控制方法研究【D】.江苏科技大学，2011，（03）.

【2】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）.

【3】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）.