船体结构装配中精度控制分析

船体结构装配中精度控制分析

唐洪亮

江苏扬子三井造船有限公司 邮编：215400

摘要：为切实提升船体结构装配质量与效率，最大限度的降低船体结构装配生产成本，提高实际生产效率，扩大船体结构装配项目的实际经济收益。本文将对船体结构装配中精度控制进行分析与研究，本文首先对船体结构装配现状进行阐述，其次对船体结构装配中精度控制措施进行分析，以供有关人员参考与借鉴。

关键词：精度控制；船体结构装配；检查线；卡板

引言：在PSPC涂层新标准的加快实施背景下，以及生产过程中不断缩短的生产周期的影响下，一定会对船体结构装配提出更高的生产要求。但是在实际的结构装配中仍存在着一定的精度偏差，例如焊接、火工以及切割等加热操作。因此，为最大限度的降低生产成本，提升实际生产效率，就需要生产技术人员在实际装配过程中找寻最优的工艺方法，对上述问题进行控制，以此来有效的提升船体结构装配的精准度。

一、船体结构装配工作现状分析

（一）在平直的船体中部位置

相对较为平直的船体中部通常情况都是位于全船结构的中部位置，并且舯体结构线形的变化相对较小，平直部分在结构中的分布相对较多，在全船结构中占有很大的部分。由于其实际建造的难度相对较小，为切实节约建造成本，提升生产效率，造船厂会将舯体的平直部分进行分段式的设计，将其设置成为无余量建造分段，但是这种设计也为当前的建造装配造成了一定的影响。若是将舯体的平直部分将其分为若干段，在其中三段中的垂直向肋位放置0.5mm延迟之外，在相对较大接缝处也要放置5到10mm的补偿量，用来补偿建造过程中装配间隙以及焊接收缩等工艺的损失，当分段下胎后，就可以在大合拢的阶段对其进行装配。但是分段是用些小零件组装拼凑起来的，其中分段内部的零件精度相对较低，没有补偿量，倘若装配精度没有控制好，就会导致整体结构发生错位，或是在合拢的过程中出现间隙过大的情况，进而导致装配间隙不符合建造质量规范，而需要对其进行更换。

（二）在舭部以及艏艉部位

船体的舭部以及艏艉部是船体中曲面线形变化最大且加工形式相对较为复杂的部分，同时舭部以及艏艉部内部结构在实际安装过程中也相对比较复杂，对其进行精度控制的难度也相对较高，在大合拢阶段十分容易造成结构上的错位，因此，舭部以及艏艉部也是船体结构装配精度质量控制的关键部位。若以一艘油船为例，分段的内壳板为底，在对肋板以及平台板进行安装完成后，就可以装配一些外板骨材，但是在实际的装配过程中，除去零件在切割以及加工等环节的误差外，还会由于舭部以及艏艉部的曲面线形过大，在装配的后期对其进行矫正的难度相对较大。但是如果上述误差没有在分段阶段对其进行控制，就会导致在大合拢阶段，船体结构出现分段错位，严重影响整体的船体结构组装[1]。

（三）在船体结构中的对中部位

对中部位是船体结构中相对较为重要的结构部位，一般情况下对中部位都是位于船体结构的应力高度集中的区域，不但需要对中部位所在区域的结构安装工作进行详实的检查，同时该区域也是船方的重点检查对象。例如，对中部位的内底板以及内壳斜板、内壳板以及内壳斜板、壁墩斜板以及槽型舱壁等部位。但是在实际的结构安装过程中，由于存在装配间隙、焊接的焊脚以及结构与结构之间的角度安装等因素，会导致实际的装配精度控制难度增大。若是在小合拢以及中期合拢的阶段没有对其精度进行控制，那么在大合拢阶段之前所累积的误差就会超出可控的范围，为有效解决该问题就需要在现场对其进行修改，借助火工或是开刀等工艺对其进行调整。

二、船体结构装配精度控制措施分析

（一）在平直的船体中部位置

技术人员可以根据该分段中的无余量建造特征以及生产过程中所产生的切割加工、焊接以及热加工变形等不确定因素，来有效的编制精度控制措施。可以在零件的加工生产阶段到分段合拢装配过程阶段全程使用不同的装配线、对合线以及检查线，借助这些附加线型来抵消或最大限度的降低生产过程中所产生的误差累积。

在零件组装进行小合拢阶段时，水平向每档间的结构可以通过装配线来完成安装，之后借助Z=1000mm的检查线来对强筋的安装进行精确，以此来保证零件组装不会出现差错，与内底板以及外板部件不会出现结构错位，进而顺利的完成无余量精准安装。

除此之外，当船舶结构进行大合拢时，借助分段上的对合线，可以有效的矫正分段与分段之间的实际装配位置，例如设置一道Y=13000mm的对合线，最大限度的减少甲板在分段吊装过程中的所产生的结构错位风险，降低分段合拢误差。

（二）舭部以及艏艉部

船体的舭部以及艏艉部的外板曲面线形相对较大，并且内部结构相对较为复杂且精度控制难度系数较高。因此，技术人员除了需要提供一些拼版规划草图以及外板加工样之外，仍需要追加一些检验尺寸的数据，对实际的现场生产结构的精度进行检验，确保实际的安装误差始终保持在可控数值之内。

若是以舭部分段为例，借助提取模型中实肋板上两点之间的距离数值， 以及肋板端点到其与贯穿孔端处的距离数值，之后将所得到的数值与实际现场所采集的数值进行对比，以此来确保生产加工出的肋板误差始终可控，借助实肋板以及肋板上的贯穿孔洞，来保证外板骨材以及外板安装的精度控制水平。

（三）船体结构中的对中部位

因为船体结构中的对中部位处于船体结构中高应力区域，在对其进行装配的过程中需要技术人员特别注意。因为，该区域内部的部分结构处于安装板的两侧，加之一些外部因素的影响，例如焊接缝等因素。现场实际对其检验的难度相对较大，并且精度也不是很高，为切实保证现场的装配精度控制，保证结构中心线切实对中，技术人员可以切实依据施工现场情况来制备不同区域内的卡板，借助卡板与施工现场装配后的结构进行对比以及矫正。

若以槽型舱壁以及壁墩壁板为例，在舱壁以及壁墩进行分段合拢的过程中，因为存在一定的焊接焊脚以及角度安装问题，倘若使用以往的检测方式对其进行检测，是相对较为困难的，但是借助TRIBON模型平台，将模型中正确的对中数据进行提取，并将其进行计算并转化成为装配中所最为常见的卡板模型，支护通过1：1的比例将模型进行放大成实体的卡板。将经过放样的卡板支撑在壁墩壁板以及壁墩顶板上，来与槽型舱壁板进行对比，倘若实际施工现场的装配与卡板之间存在一定的装配间隙或是相互抵触的话，就说明槽型舱壁与壁墩顶板之前的对中线没有对齐，之后技术人员便可以对其进行数据采集，并由数据计算出实际的错位情况，之后便派人对其进行矫正，以此来提升船体结构装配精度控制水平[2]。

结论：综上所述，提升船体结构装配中的精度控制水平，不仅可以有效的提升实际的生产效率，缩短实际的造船的周期，降低船舶生产过程中的实际运行成本，提升造船企业的经济效益。因此，需要生产技术人员积极主动的做好船体结构装配精度控制，借助检查线、卡板以及对合线等辅助型工具来有效的提升船舶结构装配精度，进而促进我国造船行业的全面可持续发展。

参考文献：

[1]李思远,杨雪莲,周琳琳. 基于装配序列分析的船体结构焊接位置仿真算法[J]. 船海工程,2022,51(01):98-102.

[2]安恩博. 船体结构装配工序模型研究及工时计算应用[D].大连理工大学,2020.