船台快速搭载工艺研究

韦汉群　吴静波

摘要：本文主要根据船体结构特点，结合造船的生产条件，对船体快速搭载工艺方面进行研究。重点阐述了影响船台搭载速度的各种因素和有关的工艺方案。

关键词：船舶建造；搭载；精度；工艺流程；焊接

1 前言

当前船舶工业面临严峻的考验，但同时也是发展机遇。我国提出了要建成造船强国的奋斗目标，因此，我们必须掌握并应用先进的造船技术，缩短与造船强国的差距。要瞄准国际发展动向进行创新研究，追踪和达到国际先进水平；技术应用要探索符合自己的技术推广道路，结合实际情况，将先进的造船技术转化为实际生产力。

船台搭载周期直接影响到生产效率和建造成本，如何进行快速搭载显得尤为重要，要在日益剧烈的竞争中立于不败之地，我们必须采取一系列行之有效的办法，缩短船台搭载周期，实现船台快速搭载，大力提高造船能力。

2 影响快速搭载因素

船台搭载是一项复合技术，影响船台搭载速度的因素很多，如场地规划、配套设施、生产管理、技术工艺水平等。实践证明，科学技术是第一生产力，船台搭载效率的决定性因素之一是技术工艺水平，其主要包含以建造技术为依托的分段建造质量、精度和船台搭载中所应用的工艺方案及工具、工装设备的研究应用。

3 提高搭载速度工艺方法

3.1 合拢缝及节点的优化

生产设计研究建造船舶的结构特点，找出最合理的合拢缝位置，并尽可能优化各种合拢口节点，为搭载的便利做好充分的准备。如图1所示，垂直合拢缝改为水平合拢缝后，不仅减少了支墩的摆放及固定码板的安装，而且节省了分段的调整定位时间。同样，经过优化后的接缝节点将使分段搭载更简单更易操作。

3.2 建造精度的控制

造船精度控制管理技术是现代造船方法中的一项重要内容。所谓精度造船控制管理，就是通过运用先进的工艺技术手段和严密的科学管理方法，对造船的全过程实施尺寸的精度分析和控制，从而达到最大限度地减少施工过程中的修整工作量，这对于提高造船生产效率和建造质量具有十分重要的意义。

精度造船要求对船体建造的各工序进行严格的精度控制，减少上船台后的工作量，确保高质量、高效率、低成本地完成船舶产品建造。

建造精度控制首先要做的工作就是根据具体船型制定合理的精度建造方案，提高分段无余量下料和无余量上船台比例。如上建结构可无余量下料，主船体中间区域分段及其他平面分段实现无余量上船台，艏艉曲面分段应根据结构形式采用有余量、无余量下料两种方式相结合，但搭载前一定要进行预修整。

精度管理需要借助先进设备来完成，以提高我们的建造精度及工作效率。如利用激光经纬仪划构件安装基准线和分段检验线等，而分段的合拢口尺寸和总段定位测量则使用全站仪进行测量、监控，这样在大大提高测量精度同时又减轻了劳动强度，提高了搭载效率。

精度控制还应做到循序渐进，在分段建造及船台合拢等及时对各种数据进行分析、研究，找出变形规律，采取相应的工艺技术和控制措施，不断改进和优化。

3.3 提高分段完整性

加强对分段完整性的控制，尽可能的将工作安排到分段中去完成，以减少船台工作量。分段完整性一般包括装焊缺陷修补，变形矫正，加强、吊码设置安装，基准划线，余量切割，舾装，密试及涂装等内容。

完整性控制要以自主管理为主，按照相应技术要求合理有序地开展工作，对分段制作的各阶段完整性进行严格的自检，最后再提交互检及报验。

分段完整性控制中，装焊缺陷修补及变形矫正，要在分段冲砂涂装前完成，以减少补涂工作；船台搭载前已确认的需要返工或修改工作，绝不允许带到船台上进行。

分段加强及吊码的设置应适宜，要根据具体分段结构特点、分段建造方法、分段翻身方案和分段合拢工艺来进行设置。太多的加强在船台合拢时需要花大量时间进行拆除和补磨、补漆等工作，但加强过少也会使分段转运、翻身变形严重，增加船台装配定位及矫正工作量；吊码设置要合理，不仅要方便分段离胎、翻身，同时要方便船台合拢吊装定位。

分段定位基准线（分段中心线、肋位检验线、合拢基准线等）在搭载快速进行中起到了先决作用，划线时机要合理，在分段完工后应进行重点的核查。对于分段的合拢口余量也要进行关注，提早切割并开坡口、清渣打磨。

分段的舾装件完整性应按工艺要求安装完整并做好清点记录，提高分段密试比例，尽量在分段中对焊缝、舱室进行密试并做好密试标记。

3.4 分段工位合理规划

分段工位规划要以工艺流程為主线，合理进行分段工位布置，搭载工作才能有条不紊的进行。

同时，分段工位规划要注重分段建造场地、分段堆放场地、舾装场地的定置。船体开工前，应根据现有的生产条件（车间布置，建造场地情况，船台位置及各个场地吊机配置情况）和船体搭载方案等对分段工位进行编制计划及合理安排。合理的安排分段工位，可以提高工位周转率，方便分段建造，使分段能够方便进行舾装，快速转运、翻身、吊运，使船台搭载能够顺畅进行。

3.5 扩大总组，进行模拟搭载

总组和模拟搭载是船舶建造中不可忽视的环节，几乎所有船舶制造企业在船舶建造中都会对其进行重点研究。

船舶建造实行中间产品“壳舾涂”一体化集成制造模式，船体分段划分趋中小型化，不再走超大型分段的建造路线，因此，船台搭载前对中小型分段的总组和模拟搭载显得尤为重要。

总组可减少搭载分段数量，是节省船台搭载时间最直接有效的方法。

模拟搭载并进行余量预修整是值得深入研究的一个课题。由于分段在转运堆放、打沙等工序中变形的不确定性、不可控性和已搭载分段合拢口尺寸误差的随机性，因此无法统一分段余量预修整的时期和修整工艺方案，解决办法就是利用计算机进行模拟搭载（如图2）。分段在搭载前利用仪器如全站仪采集数据并通过电脑进行模拟搭载，其余量、变形等搭载前就得到合理的修割整改，搭载效率也会得到很大的提高。

图2 分段模拟搭载

3.6 船台搭载设备的研发应用

在船舶建造中研发应用先进的工具、工装可以得到事半功倍的效果。

在船舶搭载中所使用的辅助设备主要分为工具类和工装类。工具类设备在搭载中主要表现为主动作为，如油压千斤顶、三维调整机、全站仪等，而工装类设备在搭载过程中则表现为被动防守，如合拢卡马、活络墩、活络定位支座等。

3.6.1 各种工具在快速搭载中的应用研究

在船台搭载中，应大力开发应用一些力大而又轻便的小型工具的，如液压千斤顶和液压拉力器（如图3）。与螺丝花兰等其他设备相比，液压拉力器的拉力大且操作灵活，是实现搭载快速化必不可少的工具。

大型分段搭载传统定位方法都是依靠吊机调节来完成，定位速度慢、效率低、劳动强度大。这方面要充分发挥三维调整机（图4）的优势，对底部大型分段或环形总段的整体搭载利用三位调整机定位不仅速度快，而且定位精度很高，其点动精度可以达到0.5mm左右，三维调整机还可以多台联动，基本不受分段尺寸、重量的限制。

全站仪已经在造船业普及运用，应研究如何使其在搭载中发挥更大的作用。全站仪基于激光特性，应用光学系统给出基准水平直线，确定虚拟空间坐标系，通过调整焦距，可以在不同距离获得测量对象点的三维空间数据，其测量精度高，快捷精准，简单方便（如图5）。利用全站仪进行搭载定位测量，直接得出搭载分段的水平度、垂直度、角度和直线度等重要数据，极大地减少了人工误差以及工作量。

图5 全站仪应用

3.6.2 工装在快速搭载中的应用研究

合拢口的定位卡马在快速搭载中是必不可少的（如图6）。定位卡马要在分段建造时，根据已制定的分段搭载工艺要求进行预装，船台合拢时配合强力花兰使用，使分段可以快速拉拢定位。卡马还可以当封焊马板使用，节省了重新安装封焊马板的时间，不仅提高工作效率，而且减少了劳动强度。

船台搭载需要进行墩木布置，搭载墩木形式应根据具体情况进行择取。船台合拢时使用活络墩来代替沙箱或钢性墩，可以更方便分段定位及墩木的拆除，安全性也更高，在降低布墩劳动负荷的同时，实现快速散墩，进行船体快速移位和下水。

对于线型大的艏艉分段、舷侧分段或倒L型分段的搭载，不再需要花大量的时间去定位和固定焊接，这个要归功于活络定位支座的应用（如图7）。分段制作时预先安装顶撑点的座板，搭载前在船台上布置好活络定位支座，合拢时直接用活络支座对分段进行精定位并作为分段支撑加强，不需进行加强焊接和搭设临时脚手架，可见，搭载中合理利用活络定位支座，不仅达到了快速搭载的目的，而且提高定位准确度和安全性。

图6 合拢卡马设计

图7 活络定位支座

3.7 船体搭载工法改进

船舶种类多，性能各异，为满足性能要求，船体结构、线形也随之多样、复杂化，因而构成船体的基本单元“分段”也是千奇百怪。因此，搭载的工艺方案要针对每个单独分段或总段进行制定，合理安排分段吊装合拢顺序，确定所使用的工具、工装，编制搭载操作流程和必要的应急预案等，使（下转第页）（上接第页）搭载过程中少走彎路。

深度挖掘提高搭载效率，缩短船台周期的工法，如适当应用模块化搭载，采用高效焊接技术等。

模块化搭载是以系统性能或区域功用为基础对船体进行模块划分，并经过模块制作后整体搭载，其特点是搭载的完整性很高，几乎达到了完工状态（如图8）。

图8 上建模块化搭载

焊接技术是造船业的主导技术，船舶搭载焊接中应致力于焊接工艺流程的优化，高度采用机械化、自动化的焊接方式和高效的焊接方法，如单面焊双面成型自动焊、埋弧自动焊、垂直气电焊等。船台合拢针对不同的部位，选取最佳的焊接形式，节能环保，提高焊接速度、焊接质量，减少焊缝修补量，为后续工作提供充裕的时间和良好的施工环境。

4 结束语

船台搭载周期是体现船舶建造能力的一个重要指标。通过以上的分析研究和在实践中不断摸索总结，以实际应用为基础，不断优化建造工艺，相信我们的船台搭载速度一定会有一个新的飞跃。