水火弯板与外板排板

闫金忠，高 嵩，韩 冰

(天津中交博迈科海洋船舶重工有限公司，天津 300456)

1 外板分类及水火弯板

1)外板分类。通常船级社规范将外板划分为中部0.4 L(L为船长)，首尾部0.1 L，和过渡部分3个区域。普通双曲度板主要集中在过渡区域，复杂双曲度板主要在首尾。除首尾柱板基本上都可在肋骨线型图上排板，首尾柱板则需在侧面或水线面排板。

外板分为平板和曲板。曲板按加工可分为挠弯、抱弯、挢弯。肋骨横向弯称为挠弯，船体纵向弯称为抱弯，抱弯除用外板加工样子或数据表查看外，还可用投影法简单地判别，从该板横剖面投影上任意画一直线L1，趋势平行于整张板，按肋距进行投影，得到的曲线L2即为L1的实形即该板抱弯，测量该曲线舷高便知抱弯的大小。

扭曲弯称为挢弯，把首肋骨和尾肋骨沿同一轴线叠加即可看出挢弯大小。只有抱弯或只有挠弯的外板称为单曲度，具有任何两种弯度或只有挢弯的外板称为双曲度板。既无挠弯又无抱弯但具有挢弯的外板称为平挢。

外板按位置划分可分为主体外板和附体外板。主体外板:底部、舭部、舷侧、首部、尾部、球鼻、球尾、舷墙等。附体外板:舵、假舵、分水踵、突出船体的艉轴包板等。样箱板较多出现在:首尾柱外板、首尾球腰窝处外板、锚穴及锚台外板、侧推喇叭口处外板、尾滚筒处外板。

对于更换外板的船舶，分为进坞与不进坞两类。不进坞船舶换新外板都在水线以上，但在船舶修理中，有些船舶已无肋骨线型图资料，考虑修理的成本、修理周期等原因，放样间不进行全船的线型放样工作，线型较大时进行局部线型光顺，线型不大基本都可现场做外板。进坞船舶一般分改装及大修两类。改装船多保留机舱与尾部，从机舱前壁新制，或者平行中体处加长。大修一般针对海损船舶，典型的是球鼻首换新，船底板换新，舵板换新。除保证接口处线型精度外，排板时要注意便于水火加工。大型修理时首次进坞确定更换外板范围，然后进行分段制造，二次进坞进行合龙，这时就得把修船当做造船看待了。

2)水火弯板。水火弯板是沿预定的加热线用氧－乙炔火工矫正炬对板材进行局部线状加热［1］，并用水火进行跟踪冷却，使钢板产生局部塑性变形，从而将钢板弯成所要求的形状。水火弯板由经验丰富的技术工人来操作，非常具有实践性，很难用语言表达。必须经过长期的摸索实践来提高水平。所以在考虑技术工人的水火弯板难度时，外板排板显得尤为重要。

2 水火弯板的外板排板原则

如果把时间用在加工上，不如在分段施工时多焊一道焊缝，尤其复杂外板都在水线以下，一则便于加工，二则不影响美观。否则在加工过程中断口就会发生过烧，钢材产生过烧后，将丧失使用功能。所以，在加热时必须高度重视加热温度和加热次数，同一部位加热，一般不超过3次。有些样箱板由于划分的不合理，反复进行水火弯板，导致过烧，从而废板，这是作为一名设计人员不愿看到的。作为一名优秀的放样人员，不是单纯地为了美观、为了躲开结构线而排板，还必须掌握每块外板的加工可行性，尽量不要为加工制造复杂方案从而保证修理进度。

船体外板一般先用油压机加工挠弯，再用水火加工抱弯和挢弯。加热线的长短、位置、疏密则影响构件的成形效果。加热线越密，越长则产生的变形越大，成形效果越好。因此，板列划分时以窄、长为宜。如果挢弯过大，板缝改窄，不要让挢弯太大。由于水火弯板时挠弯跟着挢弯跑，挠弯跑了，抱弯又不够。当抱弯够了，挢弯又不好控制。所以预防这种情况，就要从源头上予以解决，即划分时不让挢弯过大，只有控制住挢弯的程度，那么水火加工就迎刃而解了。外板无外乎如下几种弯度:正挠正抱，反挠反抱，正挠反抱，反挠正抱，在此基础上有挢弯。不论何种船型，单曲度板尽量排宽些，复杂双曲度板尽量排窄些，尤其水下部分。中部区域尽可能减少板列，因为该区域外板双曲度不是很大。排板时尽量避免正反弯，首部有圆头的外板，尽量在拐点附近断口。建议多从线型图上做笼，尽量减少现场打笼。现场打笼虽然准确，但比较费时费力，不好分板口，加工时也不好操作。线型放样光顺后做笼若有误差，可由技术工人从现场调整直至合适。

各区域需水火加工弯板排列原则。

1)大多数改装船平行中体舭部位置为1/4圆弧板或1/4椭圆板，根据工厂的加工能力，尽量排成一张板，板缝不要放在切点上，一是避开应力集中点，二是圆弧曲率处焊接时易变形，所以要带一段直伸，直伸长100～200 mm为宜，太大也不好，与其相连接线型开始向首尾过度的双曲度外板可以考虑分为2块。否则水火弯板时由于既有抱弯又有挠弯不好做板。

2)除非单曲度板，否则上下口不要90°划分，此板俗称锅底板，虽然很短，但水火弯板很是困难，要避免此种分法，可以把该板分为上下2块到3块。

3)由于板厚区域的划分，结构线的位置，分段的划分，总会有部分外板本身既有平也有曲，如平底或平边向线型过渡区域板，需局部加工，排板时可使挠弯短一些，方便水火弯板。

4)排板时要尽量避免三角形，一是焊道过近，二是水火弯板易变形。可采用阶梯形避免，由2块板过渡为一块板。

5)底部区域龙骨板在首尾有升高处较难加工，排板时抱弯不要过大。抱弯划分过大，水火弯板会出现加工不到位的情况。

6)首柱板长度控制在2 m以下，宽度600～800 mm为宜，加工深度最好在300 mm以内。这样可使挢弯尽量的小，便于水火弯板。

7)尾柱板受力较大，中纵壁大多设计为探出外板，使外板左右对称，这时每块首柱外板宽度以600～800 mm为宜，方便水火加工。

8)舷墙板和分水踵外板一般容易加工。舷墙如果仅纵向单曲度，只沿板中走一遍水火即可。分水踵外板一般挢弯不大，可分宽一些。

9)对于反挠弯外板，加工样板16 mm以上要减掉一个板厚，16 mm以下可近似认为线型内外一致，即反加工，这时要注意坡口的朝向。反挠正抱外板一般在球鼻或球尾腰窝处，考虑水火弯板，板列不要太宽。

10)如果一张外板曲度不是很大，塞焊孔可以在加工前开出，水火时变形不会太大，如果弯度较大，尽量不要开塞焊孔，在冷加工时，塞焊孔处易起折，水火时更易变形，达不到加工要求。加工后再开塞焊孔。

11)舷顶列板与甲板边板圆弧连接时，圆弧板板口不要放在切点及圆弧上，宜放在切点外100 mm左右，一般仅在首尾局部有挢弯。水火弯板加工量很小。

12)木笼板要注意四周加放余量，在水火加工后二次切实。

掌握了以上原则，应用起来就较为容易了。

3 案例

例1:某海损船舶球鼻首换新，在一次进坞后割下损坏的球鼻，封堵保证水密后出坞。在出坞前测量好球鼻接口处板宽，进行线型光顺、排外板、结构下料。往往外板划分的不合理，球鼻建造很是费时，这时外板划分就甚为关键。该球鼻结构为纵骨架式，属撞角形球鼻，较瘦且上翘。首柱板按600 mm宽，2 000 mm长一块划分。腰窝处外板为马鞍形，分为600 mm宽2块。这样几个难点划分好了，水火加工起来就快多了，既缩短了建造周期又保证了坞期。

例2:某3万吨改装船舶只保留机舱前壁到船尾部分，从机舱到首部新制并加长，这时主甲下共新制8个12 m长循环段，除保证龙骨板及舷顶列板重焊缝外，若在有线型区域，还是错开为好，这样就不必拘泥于重焊道而排板，有了更大的排列空间，但前提要保证板厚区域。由于该船比较大，首柱板需分成3道门，即中一块，左右各一块，有正反弯处外板需从拐点处断口，不要在一张板上既有正挠弯又有反挠弯，其余外板根据线型按常规排板，水火加工时起到了很好的收效。

4 结束语

外板主要在以下几个地方容易有问题:球鼻腰窝处，舭部平行中体向首尾过渡处，平板起线型处，首尾柱处。所以控制住这几个地方的外板排板，根据每张板的实际情况对症下药合理划分，不要让挢弯过大，水火弯板时就会事半功倍，为分段制造提供方便从而保证修船进度。尤其近年来大连船舶重工集团有限公司、广州广船国际股份有限公司分别研究开发了水火弯板计算机应用系统程序，这些研究成果已在生产实际中开始应用，所以外板的划分更应考虑水火弯板的可行性，实现外板加工自动化。

［1］黄振.船体火工 ［M］.北京:国防工业出版社，2008.