摘要：为解决建造实船重量、重心与设计目标不符等问题，船舶建造中需进行重量、重心控制，而其中船舶总段重量、重心控制难度较大。以船舶总段为对象，综合分析船舶轻量化因素，船舶重量中心的控制分为生产设计阶段的载荷控制以及建造阶段的重量控制。在建造过程中的载荷称重也是重量中心控制的一项关键工作。重量重心控制还需要造船厂提高认识加强管理。
关键词：船舶建造；重量重心；控制方法
前言：
轻量化研究已从飞机、汽车领域拓展逐步至船舶领域，尤其是在海洋平台方面，轻量化作为一个重要的标准落实到设计和生产过程中。在海洋平台建造中，生产设备重量变化是造成重量、重心误差的主要因素。然而，船舶相比于海工，影响其重量、重心的因素却有很多。
１船舶轻量化建造船舶建造
过程中的重量误差积累占导致重量和重心误差原因的很大一部分，尤其是艏艉端分段的重量对重心位置的影响最大。大型船舶总段不便于称重，导致在建造过程中工程师对其重量、重心难以把握。因此，控制好总段内每个小分段乃至构件的重量大小，分配好公差，是船舶轻量化建造以及重量、重心控制的重要手段之一，这也对建造者的管理能力提出巨大挑战。
船舶建造主要可以分以下几个阶段：构件阶段、组件阶段、分段阶段、总段阶段、超大总段阶段以及船体阶段。为控制船舶总段乃至船体重量大小和重心位置，每个阶段都需统计信息。构件称重方便，也最易统计，要想实现精细化造船，则应从构件阶段开始统计，随后依次上升，按照船舶各个阶段顺序进行管理。重心位置可以以选件的安装线为基准，朝向船首为正，船尾为负。在各个阶段，统计其阶段结构物的重量大小和重心位置，以设计时的编号为排序，依次排列收入数据库。
2船舶重量中心控制的两个阶段
船舶建造是一个周期较长，技术复杂的过程，船舶建造过程中的重量重心控制要贯穿于船舶建造的过程之中，本文将船舶重量重心的控制分为两个阶段，分别是生产设计阶段的载荷控制、建造阶段的载荷控制。
2.1生产设计阶段的载荷控制
生产设计阶段已经能够将全船的设备型号，管系、电缆布置走向等设计细节完成，换句话讲就是已经在电脑上将船舶造出来了。在这个阶段要根据生产设计图纸进行整船理论重量、重心估算，一方面和船舶详细设计指标比较，要满足船舶的基本性能指标，另一方面为后续的建造过程提供重量重心的理论依据，在这个阶段最为重要的工作是做好船体、机、管、电、内、外等不同专业理论重量统计和记录分台账，最终根据本记录分台账汇总求得整船的理论重量及重心位置。
并以此为根据对比实际称重后计算求得的本船实际重量及重心位置，为后续的重量重心控制以及下水等工作提供理论依据。重量的记录形式和要求可安下列方法进行：
①船体结构以分段为单位进行记录，重量以施工图纸为准，焊缝重量按理论重量统计，计入有关的分段中。②动力管路和船舶系统管路，其管子组合件及附件（阀件、滤器、螺栓螺母和仪表等）、电缆及其固定附件以区域为单位进行统计、汇总、记录，同时备注栏明确标注管路及安装附件的生产设计图号和对应的系统图号及管段号，以备核查。③机电设备、舾装设备以安装图为单位进行记录。④油漆、腻子、内装物品（生活设施含家具、洗涤设备等）、绝缘等，按理论重量进行记录。
2.2建造阶段的重量控制
生产建造阶段是重量重心控制的关键阶段，重量重心的偏差大都是在这个阶段造成的。产生偏差的原因很多，例如船体结构件的施工标准，安装精度等。在该阶段需要进行的工作有：
①造船厂要编制本船实际重量记录台账，当实际数据与理论数据不一致时做好偏差记录并计算其对整船重量重心的影响，写出原因分析。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆②船体建造所用钢板及型钢的尺寸公差，必须符合供应技术条件的规定，本船所用钢板需进行测厚抽检，按每批次板材订货数量的2%进行。超差板（按CSQS要求）一律不准使用。③分段建造严格按图纸施工，对生产图纸确实存在问题的要及时反馈给设计单位，经设计单位修改后方可根据修改单进行修改，同时更新分段的理论重量，记录台账，备查。④建造过程中由于施工错误等原因造成局部换板，更换结构的修改，不允许出现以大代小，以厚代薄现象发生。如不可避免，必须经船东及设计方同意方可实施，由此引发的重量变化要清晰、明确的记录在台账上备查。⑤焊接时尤其是角焊缝的焊角的大小要严格按图纸施工，同时焊角要抽检，对接焊缝的焊肉余高满足焊接工艺要求，严格控制超高现象发生。
⑥吊耳加强设计尽量采用船体结构，减少额外的吊装加强。吊装，转运设计的吊耳及其吊装加强在合拢后全部清除，永久保留的吊耳及吊装加强减少到最低限度，不能清除的吊耳及其加强的重量清晰记录在台账上，备查。⑦施工过程中所有临时加强及定位板在施工结束后全部清除。⑧涂装作业严格按涂装工艺进行，定期抽检漆膜厚度，不允许超厚现象发生。⑨设备安装精度符合相关规范标准的要求，并且记录和分析安装位置对全船重量重心的影响，禁止将公差向一个方向累计，必要时人为进行公差方向控制，调整重量中心。⑩定期向出具提供一份空船重量和重心控制报告，全面、详细地描述上船台的船体、设备以及舾装的上船重量，含详细计算书和核准的重量重心偏离表格。船下水后进行漂浮实验和倾斜实验确定船舶建造后的实际重量重心，视其是否与下水计算相符，若不相符，应查明原因。根据设计方提供的船级社退审的倾斜试验大纲，由造船厂组织进行本船倾斜试验，并将计算报告送审船级社及船东。
2.3严格实施倾斜试验
由于船舶设计阶段计算所得的重量和重心位置与船舶建造完成之后的实际重量和重心位置往往存在一定偏差，所以建造完成后必须进行倾斜试验，以便准确获取重量及重心的位置，且试验的结果要求精确可靠。试验前，应严格检查试验条件是否符合要求，如设备、物体是否进行了固定，是否将船上各类液体舱柜抽空或注满，以消除自由液面的影响，如有自由液面，则应查明原因，以便进行修正。
2.4精细现场管理，减小累计误差
由于设备加装、结构修改、管路修改等原因，导致船舶建造完成后的重量重心与原设计状态存在不可避免的微小偏差，因此，在建造过程中，需要精细现场管理，严格控制每个阶段的误差，减小累计误差，确保重量重心可控。
3载荷称重
①所有上船项目均需称重，具体项目按生产设计图纸进行。
②分段应在下胎涂装后进行称重，散装零部件按施工图为单位集中称重或按零件称重，计入所属图纸。未称入的焊缝重量按理论重量统计，计入有关的施工图纸中。分段阶段安装的舾装件逐一记录，重量计入本分段重量。并与分段及其上舾装件的理论重量总和进行对比，列出重量偏差，记录。
③动力管路和船舶系统管路，其管子组合件及附件（阀件、滤器、挠性接管和仪表等）、电缆及其固定附件以区域为单位进行称重。
④机电设备、舾装设备以安装图为单位进行称重。⑤油漆、腻子、绝缘、水泥及内装物品（生活设施等）、紧固件、标准件、电器开关等不称重，按理论重量计入相应施工图中。
⑥称重项目的上船称重以施工图纸为单位进行，不允许两个或两个以上的项目同时称重。
⑦称重后，上船安装完的设备保护件、结构余量、电缆余量、管系余量、管子临时封堵等类似情况均需下船退重。
结语：
造船企业要重视这方面的管控，建立起全员的重量重心管理意识，要有专门的部门和人员负责重量重心的控制和管理。
参考文献：
[1]周巍，张维俊.水面舰船研制过程中重量重心控制方法[J].中国舰船研究，2012，7（4）：1-5.
[2]肖松.滑行艇模型主尺度选择及重量重心的设定[J].技术与市场，2011，18（1）：30-31.
论文作者:陈威,刘志博
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/8/6
标签：重量论文; 重心论文; 船舶论文; 阶段论文; 称重论文; 船体论文; 过程中论文; 《基层建设》2019年第11期论文;