船体分段建造工艺精度控制要点分析

船体分段建造工艺精度控制要点分析

任龙

安徽省江淮船舶检验局

摘要：近年来，我国造船业发展迅速，为促进航运业发展提供了有力支撑。造船精度不仅关系到船舶的整体建造质量，还对造船业和世界航运业的发展具有重要影响。在现代交通运输业和造船业竞争日益激烈的背景下，对造船精度控制技术的分析和研究成为关键。提高船舶制造的精度控制水平，才能确保船舶制造质量充分满足船舶运输的需求。对此，船舶制造企业必须提高对精度控制的重视程度，加强对先进制造工艺与科学测量体系的应用水平，提高船舶制造的整体控制效益。提高船体分段建造工艺的精度是提高造船质量的重要保证，本文对造船精度控制方法的发展历程进行阐述，并对各种造船精度控制技术进行深入研究。

关键词：船体；分段建造；工艺；精度控制

引言

要想保证船舶建造的安全性，需考虑各个阶段的建造特点，为我国船舶事业发展注入新活力。目前，我国船舶建造存在变形情况，对各部分性能及船体结构强度产生不良影响，容易造成船体老化，缩短使用寿命，因此需及时分析变形问题产生的特点，不断改善建造工艺。船舶建造过程中，引发变形问题的因素有多种，需要加强对船舶设计工艺流程的变形控制，实现船舶运行预测，保证各道工序质量，有效减少船舶变形现象的发生。

1船舶建造的特点

船舶建造是一个复杂的系统工程。船舶分段建造包括钢材预处理、数控切割、加工、小组立、中组立和大组立等多道工序。待分段成型后，还需要进行最后的精度测量。在进行船体分段建造时，需根据吊车能力和船舶的结构特征划分分段并确定制作流程。由于船舶结构的复杂性，部分零件需进行热处理、冷加工和焊接，这会带来一定的尺寸误差、结构误差和形状误差等，导致船舶精度的控制难度增加。

2船体生产设计质量现状

船体生产设计的质量直接影响后续的生产质量和进度，因此对船体生产设计质量的应用研究至关重要。由于造船生产设计关系到多个专业和部门，一份图纸需要多个各专业和部门进行确认会签，如一份船体分段工作图，就需要提供必要的结构图纸、装配图纸、工艺图纸、舾装托盘表等，这些图纸不仅要对应分段在车间生产，还要对应总组及搭载阶段，现场使用时需要对这些图纸信息进行甄别，加大了对工人技能水平的要求；同时，大部分工厂推行壳舾涂一体化来提高生产效率，分段车间生产能力和布局需要设计人员分辨每个零件的流向，并在图纸中表达出来，这无疑又是对生产设计人员的一大考验。

3重要意义

根据相关调研数据，目前大多数中国造船企业非常重视船体建造的精度控制技术。这些企业以船体分段建造精度为控制目标，通过精度控制技术和适当的建造工艺实现对不同部件的控制。此外，一部分中国造船企业还会学习国外先进造船技术和精度控制技术，在造船过程中进行更加全面的检查和验证，以保证船舶建造的安全性、可靠性和合理性。研究精度控制技术，分析船舶建造过程中各钢板的使用误差和热变形，可有效节省造船的物力和财力，降低劳动生产率，提高造船质量。加强对船舶精密控制技术的研究和应用，将船舶建造过程中产生的误差控制在要求范围内，确保船舶性能达到预期效果，提高船舶安全性。将精度控制技术应用于船舶建造，可有效提高船舶的生产质量，减少操作过程中的差错和误差，保证船上旅客和货物的安全，提高船舶运行效率，为船东实现价值，有助于提高我国造船业在国际造船市场上的竞争优势。

4船体分段建造技术分析

4.1做好焊接及薄板变形控制

为保证船舶建造质量，降低船舶变形几率，需要加强薄板及焊接变形控制，分析不同施工阶段的薄板及焊接变形原因，结合实际建造经验，保证工艺措施及工艺参数的有效性。提升建造精度，对建造的各个阶段进行分析，合理选择工艺参数，达到船舶强度的要求，满足经济需求。例如，相关企业可以从船舶建造的各个阶段对薄板变形问题加以控制，避免由于板材受力及焊接技术引起的船舶变形问题。在堆放吊装阶段合理规划薄板堆放层数，避免层数过多、堆压过高，堆放不规范而导致塑性变形，运输过程也需要注意放置位置，减少运输时长，以维持薄板形状。进行加工时，确保切割面的垂直度，检查板材水平度，提升零件放置尺寸的精准度，避免板边的上翘及下压，降低各阶段的变形率。进行薄板拼板时，选取场地较为平整的区域进行施工，及时进行地面平抛，以保证焊接质量。对薄板焊接顺序处理妥当，控制焊接电流、电压，尽量减小焊接变形的可能性，针对基准板对接缝焊接制定相关规定，明确各个交点对接，以保证后续对接的精度，提升焊接的科学性。根据图纸标注进行分析，改进不合理对接点，按照图纸规定进行焊接处理，对于变形量较大的板，借助外力辅助的火工方法，提升焊接效果。若焊接过程存在收缩变形现象，为减少焊接变形，需要分析焊接应力及焊接结构，积极采取相关措施。

4.2料的管理提升

在船体生产设计过程中，设计人员应考虑以下几个方面：在船体设计和订货中，设计人员必须事先核对船体的钢材规格，确保钢材规格与船体的使用环境和使用条件一致；对钢铁生产企业和供应商进行必要的评估，实现对不同钢材参数的科学控制，为钢结构的设计打下坚实的基础；用于生产的钢材尺寸，必须依据船厂的生产能力，从长度、宽度等方面进行评估；为了提高钢材的利用率，可以在粗套料结束后购买钢材，粗套料要保证板厚、材质的准确，尽可能提高板的利用率。

4.3可靠性的优化设计法

可靠性优化设计方法由船舶结构可靠性理论与要求的差异性推演而来，此种方式在实际运用过程中，可以根据设计目标的不同层次，得出不同船舶结构可靠性设计准则，并在实践中运用直接法和半直接法取代习用方法开展可靠性分析。具体运用方式为运用船舶横将强度问题实现确定的指数，再根据材料的屈曲度、承受能力、受疲劳度对整体计算数据进行整改，致使有限单元法中的破坏发生概率得以有效求出，再运用直接法和半直接法实现标准测试，进而扩大船体的应力范围。根据相应的计算结果可知，此种优化设计方式在实际运用过程中，对于弧肋框和纵强度构建的面板弯曲部分的焊接处会产生一定的疲劳裂缝，因此一定要注重此处的疲劳强度。

4.4精度控制

（1）胎架是精密施工的基础，也是分段拼装的基础：外板线型变化大的首尾分段建造，需要更加注意胎架的建造精度；胎架现场制作时，不仅要考虑胎架本身的稳定性，还需着重考虑对模板胎架的精确测量要求，总尺寸要保证线条流畅一致，同时也要保证胎架有足够的刚度；（2）生产设计的基准线对合度控制，是分段精度控制的重要环节。分段在胎架建造时，需重视对分段零件、小组立、中组立、大组立、分段等各装配工段的设计，在生产设计阶段就建立基准线，为后续打下基础；（3）船舶生产设计时需要绘制拼板图，并进行尺寸测量，方便现场拼板后的尺寸校核；分段拼板定位装配时，板片定位应该以各自端缝线和胎架网格线为基准定位，由船体分段从中间向两边展开。

结束语

船舶建造行业的不断发展，需要加强对船舶建造的技术规范，根据自身结构特点及先进的建造技术，缓解船舶建造的变形问题，加强设计环节的科学性。相关企业需要强化自身问题意识与安全意识，重视船舶建造质量，进行部门整改，实施智能化管理办法，推动造船技术的实施。

参考文献

[1]汤俊.船舶制造过程中的焊接及维修维护措施探讨[J].船舶物资与市场,2020(12):41-42.

[2]赖道洪.对船体建造中典型质量缺陷的探讨[J].船舶物资与场,2020(11):53-54.

[3]魏斌,马娟,吕健阳.木帆船与钢质船舶建造工艺比较研究[J].船舶职业教育,2020,8(06):29-32

[4]倪胜全.船体建造中焊接检验与质量控制研究[J].设备管理与维修,2020(18):151-153.

[5]薛启刚.船体结构设计及建造中的细节处理[J].船舶物资与市场,2020(09):39-40.