摘要:船体分段划分是在充分考虑工厂的起重能力、场地、配套设施、涂装设备、船舶结构完整合理的基础上,并综合考虑建造工时、材料消耗、建造质量和新工艺推广等方面因素而形成的工艺设计方案,是须从工厂全局加以考虑确定的内容,它不仅是产品详细设计、生产设计适应于工厂船舶建造的前提条件,也是工厂船舶建造过程中一切活动的基础。
关键词:船体分段划分考虑因素、分段重量、分段外形尺寸、钢料利用率的应用、分段吊装、翻身、分段接缝处装焊的考虑、舾装:
一、分段建造概述
分段建造法是目前船体建造广为采用的一种方法。与传统的整体建造法相比,分段建造法具有以下优越性:
(1)采用分段装配方式可以扩大施工作业面。
(2)采用分段装配方式提供了组织连续性生产和高度专业化生产的条件,给生产流水线创造了前提。
(3)采用分段装配方式有可使仰焊、垂直焊等焊缝部位置于平焊位置进行焊接,改善了焊接施工条件,有利于提高装焊生产率,并易于保证产品的制造质量;也提供了扩大自动、半自动焊的应用条件。
(4)采用分段装配方式只需在船台上焊接为数不多的大接头焊缝,有利于控制船体焊接变形。
此外,就分段制造本身而言,由于采用了胎架等工艺设备,也可保证分段的建造质量。
就现代造船技术的特点来看,船体装配过程基本上可划分以下三个步骤:
第一步:由为数不多的板材或型材组合成部件的过程叫小/中组立。例如,组合梁、框架、板片以及小立体构件等都属于小/中组立。
第二步:由小/中组立与板材或型材等中组成分段的过程叫造分段。例如:舱壁、甲板、平台甲板、双层底、主机座、轴隧等都属于分段装配。在分段装配中,按照整个分段的外形、主尺度又可分为平面分段和立体分段两类。
第三步:由分段与零件板材、型材或部件组合而成船体的过程,此步骤系在船台上进行,因此又称为船台总组或叫船台合拢。
二、船体分段划分的要考虑因素:
现当今船舶建造一般是由分段总组成船舶。但分段制造前是需要考虑怎样划分分段才能确保船舶建造时高效、成本低、周期短的问题。我认为分段划分者时应考虑以下因素:①分段重量体、②分段外形尺寸、③钢料利用率的应用、④分段吊装、翻身⑤分段接缝处的位置、⑥舾装、⑦其它。分段划分时是需考虑综合以上各项因素来进行,分别叙述如下:
①分段重量
分段重量是影响分段划分的最基本因素,分段重量直接相关于建造时起吊及运输能力,分段重量必须控制在工厂起重机及平板车运输能力范围内,分段重量的估算应力求准确。重量估算时应切实注意以下几个方面:
●应完全反映船体结构项目,不能漏项,如外板、首尾柱、加强材料以及吊环自重等。
●应计算各种舾装重量,如铁舾、基座、管舾等,必要时应包括设备。
●统计重量时应注意翻身状态和转运状态,两种状态对应重量有可能有所不同。
②分段外形尺寸
分段外形尺寸也影响分段的建造,体现在以下几个方面:
●过大的外形尺寸,导致刚度下降,加强材过多,在上层建筑分段中尤应加以注意。
●外形尺寸过大,易导致所需翻身高度增加,对起重行车的高度提出较高要求。
●外形尺寸过大,吊装钢丝绳的“八”字增大,增大吊装的危险性。记住吊装钢丝绳较短对分段重心位置和重心的高度要求更为严格。
●在使用龙门吊或行车吊时,尤其应注意对翻身高度和外形尺寸的限制。
●分段的外形尺寸的确定还需考虑平板车运输分段时进冲沙车间、涂装车间的宽度及高度不要超过冲沙车间、涂装车间的宽度及高度。否则分段怕进不去作业。
根据上述要求,分段划分时,可以适当将分段划小,降低重量的同时减少外形尺寸,例如上层建筑分段可从偏中线面200~300mm处断开成左、右两个小分段。
在特殊条件下,如在仅有汽车吊或野外施工时更应该考虑起吊设备的状态,起吊能力受限时也可将分段分解为片状或散装。总之,分段外形尺寸限制应灵活掌握。
一般状态下分段尺度加大能提高吊装效率,但过大分段导致分段施工周期过长或施工作业拥挤甚至使施工条件恶化,如分段过高致使脚手架多,安全性降低,清结困难等问题。
③钢料利用率的应用
●在采用常规尺寸的板材时,一般分段长度按1倍板长,1.5倍板长或2倍板长要求划分,划分时兼顾外板伸长的要求,型材也作相似处理。若使用8m、10m、12m规格板时分段长度划分只能为7.6m~7.9m、9.6m~9.8m以及11.6m~11.8m等,因为应注意外板在首尾分段展开伸长值。
●考虑板厚分布状况,尽量使板厚交界处与分段合拢口重合,必要时对板厚区域作必要的调整,可适当加大厚板区域。
●若根据实际分段结构要求订货,分段划分时更灵活,可以大幅度提高材料利用率,但分段划分时尽量使分段长度保持一致,可以减少板材、型材的订货规格数量。
●增大分段尺度,会有利于提高材料利用率。
●从成本上讲,分段划分时应考虑到分段装焊作业条件,减少在制造中的过程中少用工装如胎架、定位工装等。
④分段翻身、吊装:
●对于分段断缝线所处位置细节的处理:应保证分段吊装时尽量借助重力,减少其他辅助力量,如在确定中部分段与舷侧纵壁分段纵向断缝线与纵壁的相对位置时,应根据吊装顺序的要求,保证后续吊装分段的施工难度较小。
●长度方向环缝位置应尽量靠近舱壁,减少在舱壁处中止结构对船台定位工作的影响。
●尽量采用“一刀切”的方式划分分段,特殊情况也可使结构和板缝错开,但应保证船台总组时障碍较小。在保证分段刚度的前提下,尽量减少做假框架的工作。
●上层建筑的横向环缝位置尽量与主船体大接头在同一断面上。
⑤分段接缝处位置的考虑:
●尽量减少分段之间接缝处的船台工作量,尽量保证一些舱室结构完整,如侧推结构、舵机舱结构尽量不要被切断。对于不同类型的结构型式如纵骨或横骨架式有不同侧重点,保证断缝处切断结构工作量最少。
●必须保证船台施工位的空间,尤其是首、尾尖舱部位或纵、横骨材密集之处,应精心选择断缝位置。
●应考虑预埋设备(舱内不易移位)安装后对船台装焊的影响。
●分段接缝线位置一般距最近的结构距离200mm~300mm,防控结构过焊孔与合拢口过焊孔净距过小,防控接缝处变形。
⑥舾装:
这里舾装范围包括分段预舾装、设备进舱、单元预装、区域舾装、盆舾装等与船台安装相关的因素。具体如下:
●对于封闭的舱室,尤其是舵机舱、罐舱、机舱等,应先充分考虑设备、单元等从上部或从侧面进舱;有时为应付设备供货延期,应对分段划分作特别考虑,不至于因为设备原因,过多地影响其他方面上船台工作。
●顾及区域划分的因素,尽量保证分段预装的完整性,尤其是机、泵舱,分段过小可能影响预装的完整性。对于小型船舶机舱,可以考虑将机舱划成完整的分段。
●如选择单元舾装、盆舾装模式时,应对分段划分作必要处理。
●在实现分段密性试验的工艺后,应充分考虑舱室的完整性,尤其是底部的小舱。
⑦其它:
●分段划分时应尽量考虑把主机座、发电机座划分在一个分段内。若做不到就也可跨分段。
●球鼻首分段不应划分得过大,主要是从焊接、还有外板加工角度来考虑。因为球鼻首分段过大会造成外板加工困难(导致样箱过大),焊接、打磨都困难,外板安装定位也困难。
●尾轴管分段不应划分得过大,原因同球鼻首分段划分一样。
三、17500T成品油轮分段划分图就是考虑以上因素的体现(见附图/部分截
论文作者:刘勇
论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/8
标签:船台论文; 船体论文; 外形尺寸论文; 重量论文; 结构论文; 位置论文; 过大论文; 《基层建设》2017年第19期论文;