液化气船双层底分段流水线高效建造技术研究

液化气船双层底分段流水线高效建造技术研究

孙少华,吴楠鹏,张博

江南造船（集团）有限责任公司，上海，201913

摘 要  本文以86000 m³液化气船（VLGC）为例，就双层底分段的精度管理要求、双层底分段建造过程中的精度管理、高效建造的控制要点进行阐述，并结合实际生产提出可行性的建造方案及管理措施。

关键词流水线  双层底  高效   精度管理

0 前言

VLGC是专门装运液化气的液货船，是超大型全冷式液化石油气的简称，可装载零下50摄氏度的多种液体石油气体，是液化石油气船家族中载运量最大的一种，是当今全球造船市场上典型的“三高”（高技术、高难度、高附加值）船型。VLGC是液化石油气大宗长途运输的主力船型。高分析化工行业早前用石脑油作为原料，现在由丙烷脱氢替代。此外，伴随着国际页岩气贸易增多，VLGC船型需求持续增加。船厂对于VLGC的订单大多为批量签约连续建造，建造技术难点为货舱液罐吊装与双层底和甲板的限位器与水平支撑座全部达到标准，保证限位器与水平支撑座位置的环氧浇筑间隙满足工艺要求，确保环氧位置强度达标。双层底是整船最早入坞的分段最早开工建造，均是平直分段且数量较多，船厂在双层底建造场地布置时往往会选择在流水线建造，以达到各工序动作统一、场地反复使用、快速装焊的目的。

1 液化气船双层底分段的特点

液化气船双层底内底板上方装有三种形式的鞍座：纵向限位鞍座、横向限位鞍座、垂直支撑鞍座。在三种鞍座对应位置是液罐的纵向限位鞍座、横向限位鞍座和垂直支撑鞍座，液罐吊装后要求货舱内液罐鞍座与双层底鞍座间距必须达到公差范围才能保证环氧浇筑厚度满足工艺要求，所以双层底所有垂直支撑鞍座必须达到高度水平统一，进而要求双层底内底板水平度要高，否则鞍座在双层底分段上安装时需要修割鞍座下口才能保证鞍座水平统一，会导致鞍座下口趾端超标。

2 液化气船双层底分段的管理要求

双层底分段精度质量是决定整个VLGC船精度质量的关键管控节点之一。其分段精度要求高，除重点控制分段精度的主尺寸外，双层底内底板水平度、鞍座本体制作与鞍座在双层底安装精度是液罐落罐后能否顺利报验的关键因素。

3 流水线车间建造分段的特点

流水线一般分为上游场地和下游场地，上游场地主要为大拼板装焊工序、勘划装配线及纵骨装焊工序，下游场地为纵桁吊装、肋板吊装、片体合拢等组装及焊接与打磨工序。纵向移位小车负责将上游的部件拖到下游组装，装焊和打磨结束后再将分段拖到车间门口转运，考虑转运安全、施工方便、空间最大化等因素，往往流水线的胎架设计距离地面较近，高度在500mm以内且胎架呈网格式全范围分布，与柱状活络支撑胎架相比接触点更多但是也存在自身的弊端，柱状活络支撑胎架具有微调功能而流水线网格胎架不存在微调功能，在地面出现沉降后胎架无法快速微调，而且因为网格胎架与分段接触面大，需要调整的地方会很多不易修正。网格胎架水平不良会导致内部肋板或纵桁立角焊缝出现卡滞不易装配的情况，施工人员对结构修割确保结构能顺利吊装，但结果是会因修割质量不良导致角焊缝出现间隙，焊接后分段整体出现“包饺子”的症状。

4液化气船双层底流水线建造常规方法

4.1上游建造

上游拼板时端头对齐，控制长度、宽度、对角线的总尺寸，纵骨装配时与端头目视对齐，进行装焊。

4.2下游建造

内底板组立托运到下游，吊装纵桁及肋板，如果肋板出现卡滞进行少量修割确保能正常装配，由于出现间隙焊接会出现明显收缩所以周围水平会出现上翘的趋势，内底板水平不良。因为内底板是鞍座安装面水平要求严格，所以在内底纵向及横向均预留1个面的角焊缝，预备在脱胎后在水平胎架上进行水平矫正，因为内底板水平中凹所以不能合拢外板组立，如果外板组立吊装后会形成封闭式箱体，水平无法二次调整，影响鞍座安装。

4.3流水线后续工作

在场外制作水平胎架，将上游外板组立吊装上胎架，然后将下游内底板组立翻身吊装到外板组立上进行合拢，合拢时确认水平并进行内底板水平调整，合格后安装鞍座。所有工作结束后将双层底端头端差全部修割。

5液化气船双层底高效建造技术

5.1 原材料管理

5.1.1模拟拼板运用

主要根据切割主板的实际误差，通过整体拼板主尺寸模拟计算的方法，对与其相邻拼接板进行一个变量的理论数据补偿，这样一来可以保证后续主板拼接满足精度的要求。切割误差补偿具体方法：表单的内容包含单板与周边对接板零件号及对接坡口形式，根据DAP工艺流程图作为参考对象，把检查的作业标准在施工阶段中能显示出详细的信息和勘划技术要领。

补偿板的作用就是通过精度主尺寸的调节，对分段组立阶段各主板组合拼板上做好误差数据补偿，来逐步减小拼接后主尺寸的实际误差，从而提升拼板精度的一次合格率；补偿板的选取，主要根据实际误差去考虑焊缝、喷粉线、工艺孔等错位情况，一般每相邻的2块板相互补偿，以第一块板的偏差值为基础切割第二块板时进行补偿，保证多块板拼接后总尺寸仍为0。

5.1.2 150mm对合线运用

型材及纵桁等部件制作时，在基准端头准确勘划150mm对合线。主板切割后以长边为基准边在短边开垂直长边的150mm对合线。

5.2上游建造

主板拼板时将基准端的150mm对合线对齐定位拼接，确保拼接后150mm对合线在同一直线上，确保基准端同面度最佳（如果无对合线，主板切割出现长边与短边角尺度微量偏差的情况拼板时仅控制端差，会导致拼板后长度基准端与宽度基准不是90°），宽度方向因为运用了切割板联动补偿技术所以尽管多块板拼接误差累积后仍然是0，不需要再进行余量修割，提高原始坡口保留量。纵骨装配时基准端对合线与主板对合线对齐确保批量纵骨装配后基准端同面度仍然是高质量同步，降低后续修割工作。

5.3下游建造

下游建造时将纵桁对合线与主板对合线对齐装配确保端头同面度，纵桁及肋板吊装结束后先装配地脚位置，在垂直角焊连接位置装配前对组立进行水平度微调，因为网格胎架内部支撑点完全被组立遮盖不能像活络支撑一样调整水平，需要利用纵桁贯穿且不间断的特点以所有纵桁艏艉端头为水平调整点的着力点进行调整，将所有纵桁艏艉端头位置水平调整至最佳数据，即内底板水平是最佳数据，然后对垂直方向的肋板及纵桁板进行装配，装配时用铁锤敲击至装配线禁止使用割刀修割，确保角焊缝无间隙。角焊缝无间隙焊接后无收缩，最终内底板组立焊接完成后水平度合格，在流水线上可直接将外板组立反扣到肋板及纵桁上，进行装配，达到流水线完整成型的效果。

5.4流水线后续工作

脱胎后无需再做胎架只需要用坞墩调平即可安装鞍座，完成后仅对非基准端少量端差进行修割。

6 结语

液化气船双层底分段建造高效技术的成功，标志着公司在高附加值船型上的重大突破。本文根据86000 m³VLGC船双层底分段的结构特点，结合流水线建造区域的特有形式对双层底分段在建造过程中的施工顺序、施工内容及控制方法进行了初步的技术分析，并阐述了如何运用精度控制技术在保证质量的前提下提高分段建造完整性加快建造速度，为后续进一步缩短建造周期积累宝贵的建造经验。

参考文献

[1]  周振柏.建立现代造船模式是造船企业永恒的主题[J].上海造船，2005（1）：73-80.

[2]  应长春.船舶工艺技术第二篇技术篇第五章造船精度管理技术.上海交通大学出版社2013年一月第一版

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