船舶建造分段精度控制之反变形法的应用

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摘要：本文将以船坞搭载精度为目标，反变形方法应用为导向，分段制作阶段实施的路线，来介绍某船厂在8.2万吨散货船上利用反变形法对分段精度控制的研究实施，从而实现在船坞搭载阶段减少结构错位离空，提高船舶精度，缩短船坞周期，增加经济效益的目的。

关键词：精度控制 分段建造 反变形

中图分类号：F407.474文献标识码：A文章编号：

引言

船舶建造中焊接引起的变形是诸多变形中最常见的现象，在变形达到一定程度之后就会超出精度标准范围，需要现场通过额外的弥补措施进行矫正，按照造船行业1:3:9的成本理论，越是后期进行矫正，所付出的代价越大。通常情况下，焊接的变形我们可以在以下三个阶段进行控制：1、前期设计：合理的焊缝设计及焊接方法的选用；2、施工过程：制定合理的施工工艺，并对施工工艺严格执行，即现场工人按照设计的焊接电流、电压、焊接顺序、焊接速度进行施工；3、后期矫正：即变形后的补救措施，通过机械和火工进行变形矫正。对于整个船舶建造环节，分段精度的控制是重中之重，分段因焊接产生的变形我们需两方面加以理解和区别对待，从而制定相应的措施进行控制，保证船坞分段搭载顺利进行。1、分段完工状态

目前船厂普遍的精度测量方法基本上是利用全站仪对分段相关点进行数据扫描，收集数据后用专用软件进行处理并与分段理论模型进行对比，尽量做到让实际分段与理论模型吻合。

在船舶实际建造中，常见的分段完工状态应该和理论模型一致，分段的变形需要进行矫正或制作胎架时释放一定反变形，让分段完工后朝着理论模型的方向变化。另一种是该分段完工后产生的变形，虽然不能与理论模型数据吻合，但正是我们在船坞搭载阶段所需要的状态，或者认为在胎架制作时为让分段完工后达到与理论模型吻合所释放反变形反而不利于船坞搭载。那么一个分段完工后究竟需要一个什么样的状态呢，这需要我们结合船坞的搭载时分段状态来判断，进而制定分段建造时分段反变形释放的方法。下面将介绍两种不同分段状态要求下某造船厂分段反变形的释放应用。

2、假舵（A030）的反变形释放应用

2.1船坞阶段假舵所需要的分段精度状态：

船舶的假舵是为了增加舵效，设计要求是在舵叶摆零时，假舵的外部线型应与舵叶一致

2.2、分段完工后假舵的制作精度要求：

GA021完工后，舵系中心与假舵中心线重合。

2.3假舵的结构特点及焊接方式（图一）：

图1 图2

假舵由底板，侧板，内部隔板及半圆钢组成，并最终焊接在挂舵臂分段A021上，右侧的塞焊孔待假舵内部结构与A021分段的外板焊接工作完成后，最后焊接。

2.4现场对于变形的控制：

理论推测由于右舷有塞焊孔，其焊接量大，其假舵外部线型将向右偏。现场对焊接引起的变形的控制经历了两个阶段：

2.4.1、第一次的反变形释放及效果

假舵A030分段与挂舵臂分段A021的装配时根据理论推测左舷框架向左舷偏15mm,即左舷框架处于偏斜扭曲状态，焊接完成后效果（图二）：从上述数据可以分析可以得知，完工后，舵叶仍处于向左舷偏的状态。因此可以得出，我们前期所释放的反变形并未完成收回，其焊接所引起的变形主要在端部一定范围内，需要重新制定反变形释放措施

2.4.2、第二次的反变形释放

根据第一次的反变形释放及其经验，我们重新制定了反变形措施：在小组左舷框架制作时：对假舵艉端1000范围内进行火工，释放反变形,保证艉端点向左舷偏10mm，用逆直线法进行检验。（如图3）

图3图4

2.4.3、分段完工后的精度测量：

如（图4）数据所示，第二次反变形的释放基本上达到了理想的效果。

3、艉轴管（A011）分段反变形释放应用：

3.1、船坞阶段分段所需的状态：

在船坞搭载阶段，由于分段搭载松钩后，分段会有一个下降的过程，因此在

吊装分段或总段时，我们会提前释放一个

反变形去控制这种松钩后的变化，如（图5）

所示的某型散货船的机舱及艉部分段，吊装总

段时，机舱总段XM001的轴系中心线会在艉端

面抬高5mm，艉部总段XA021舵系中心线往艏

偏10mm，经过换算之后，在上下分段合拢口处

肋板将会出现前后25mm的错位。

因此以A011分段为例，分段完工后的状态

就是轴系在尾端面抬高5mm的状态，虽然并

不能与模型吻合，但这就是我们船坞搭载所需

要的状态，也是我们分段建造控制的目标。

图5

3.2、A011分段的建造方法及结构形式

图6

分段以FR13肋板为底上胎建造（图6），艉部龙骨区域的焊接量较大，焊接收缩后会存在如（图7）所示变形：

图7

3.3、A011分段反变形的释放

根据船坞分段的状态，分段建造过程中的（图7）的变形正是船坞搭载所需要的，因此我们在FR13肋板上胎时不必另外释放上端口向前的反变形。

3.4、A011分段反变形释放后的效果

通过对现场的测量，基本上该分段在未放反变形的情况下，分段完工后，模拟船坞搭载情况，轴系在抬高5mm情况下，分段上端能与各肋位吻合。

4、结语

分段建造反变形的释放是一个逐渐摸索的过程，需要结合船坞搭载全面考虑，而不能仅停留在单一分段的建造上，在现场建造中，A011分段我们曾经与控制其单个分段的精度为目标，在分段上端向艏释放15mm反变形，引起了船坞搭载后结构的大量错位，后期的调整付出了极大的代价。

对于反变形值具体释放多少才最合适，需要进过多条船的数据积累，但这是我们需要耐心去做的工作，合适的释放值及释放方法会对提高船舶整体结构精度，保证船舶性能，降低船舶建造成本，缩短船坞建造周期做出极大的贡献.

参考文献：

[1]黄浩《船体工艺手册》,国防工业出版社1989

[2]许兆康《船舶建造工艺学》,人民交通出版社2005