摘要：集装箱船为公司首次建造，舱盖制作亦是首次建造，在这样的背景下没有任何建造经验的情况下怎么样成功完成舱盖建造，并且积累建造经验和技术经验。集装箱船舱盖制作前，研究技术图纸、详细了解舱盖结构形式在根据结构形式研究策划工艺方案、精度建造方案、制作流程方案并且形成技术文件讨论可实施性，在生产过程中按要求实践收集相关数据，总结并改善。将各项制作技术方案、精度方案、工艺方案完善形成技术和经验积累。形成公司自己技术建造底蕴。
关键词：工艺；制作流程；精度方案和控制过程
1、绪论
1.1生产车间特点
因B区生产场地停止很久没有使用，内部场地脏、乱、差以及旧胎架拆除；再根据舱盖结构特点制作新的胎架，新胎架分量部分：一为小组制作胎架、二为舱盖大组胎架。
车间内吊车起吊高度有限（最大起升高度15.5M）、起吊重量有限（最大行车32吨，单车安全起重重量是吊车设计的90%），以上硬件设施限制工序运行。重新考虑合适的制作方案。
1.2论文研究背景和意义
舱盖制作工法研究是研究集装箱船建造技术和作业方法，针对工厂造船模式及设备，通过设计建造技术、作业方法等不断改革、革新，实施标准化建造，能在不增加投资或增加少量投资的基础上，获得高质量、高效率、低成本、短周期的明显效果。
我们认为造船工法不仅包括舱盖结构建造工艺、箱座安装工艺、舾装安装工艺，还包括生产流程优化、区域划分、劳动组织合理安排以及设计/建造/管理标准、施工作业标准等，工法不但关注对这些工艺、标准的研究，同时关注流程、区域、作业和施工方法。舱盖工艺工法研究是为了快速高效，低成本的造船，针对公司目前经营中比较突出的工艺问题和资源瓶颈，所开展的工艺和生产流程的研究。它不同于常规的工艺研究，从范围上看，舱盖工艺研究涵盖舱盖建造流程中的各个方面提出解决方案；从深度上看，工法研究在解决某一问题时，必须考虑对相关专业的影响，对整个生产流程的影响，对船厂生产资源和工作负荷的影响，是一种总体解决问题的方法，是一项总体提升生产效率、生产规模的技术组织措施。
1.3论文主要研究内容
研究内容包括以下几个方向：
（1）设计及施工作业标准的研究；按本地化的原则，结合公司的实际，研究设计的标准化和施工作业标准的标准化，通过标准化提高效率，提高质量。
（2）精益化生产的研究；研究生产流程，使各施工阶段、不同工种的衔接流畅，信息流的流通和反馈机制的建立的和完善。
（3）生产效率的研究。
（4）以人为本的研究；强调施工人员施工的舒适感和安全性，以提高效率，提高质量，如对高空作业平地做、个性化工装件的研究开发等。
2、集装箱船舱口盖建造模式
2.1舱口盖的结构特点
集装箱船舱口盖板为单层盖板、结构形式为开式、吊离式结构。船舱盖板上安装有集装箱脚座、绑扎眼环、堆放座、吊离座等附件。舱盖板两侧板安装有密集百叶通风盖。舱盖顶板以中厚板，横梁及桁材为厚板、板厚及形状变化较大、结构局部存在封闭结构，侧板有较多通风盖开口，舱盖板的面积较大，结构密集焊接工作量大且分布不均匀，施工过程容易产生变形，而舱盖建造主体外观尺寸及舱盖附件安装位置准确度要求高、舱盖板水平度及水密性要求高，舱盖板建造精度控制是建造的重点和难点。
本船舱盖的主要参数
舱盖分段在胎建造状态
2.2舱盖口盖建造流程
舱盖分段制作流程图
2.2.1胎架制作
舱盖顶板较薄，胎架制作要求要比普通分段胎架要求高，胎架是分段制作的基础工作平台，胎架的平整度直接影响舱盖顶板的受力与变形，作用是保证分段的外形尺度，为分段装焊提供较好的工作条件，均布分段自重载荷。胎架类型：宜采用格子形架胎架。
胎架要点：基准面要平整、支柱要垂直、胎架支柱上要打水平基准点，地面要有纵横向基准线点。胎架水平误差≤3mm。
2.2.2零件下料、校平与配运
零件下料：采用等离子切割，控制板边垂直度小于1mm；用电磁吊吊运，以减少变形。
零件校平：每一块板材零件经过绑扎孔和周边切割后，由于受热不均衡，板片均存在横向拱度变形，都需要经过校平机进行校平，并释放出内应力，才能送拼板。校平次数，根据板片的弯曲回弹情况确定。校平后要整齐堆放，以防止堆压二次变形。
零件与板片运输：板片零件厚度小、偏长，易弯曲变形，要采用专用工装进行配送
2.2.3型材下料
舱盖球钢型材规格较小（140mm&120mm）、刚性较小，容易产生弯曲变形，要采用托盘或其它工装进行装盘配送。球钢零件下料后因受热会变形，需要全部进行校直，装托、堆放与配送。在装托盘的时候因球钢的长度太长（11542mm），吊运时要采用工装增加四个吊点以上，防止吊运变形。
A、球钢弯曲变形，火工校正加热区形式如下图所示。
球钢火工校正示意图
B、加热区规格：h=（1/2～1/3）H（式中 H—型材高度）；高度：a=30°；宽度：b＝20～30mm。
C、加热温度：常用600～700℃。
D、操作要领：1）、加热区施于弯曲凸起的一边；1）、加热由中间两端向进行；3）、加热要充分，保证使整个厚度烧透，以免造成平面内的弯曲；4）、第二次加热须待第一次冷却后进行；5）、矫正较大变形时可以施加外力；6）、楔形加热的起始点，应自尖角处开始。
E、用肋骨冷弯机将球钢校直。
2.2.4 T梁组立
舱盖小组立：主要有横向小T排制作、纵桁大梁制作、端梁制作、侧围板制作，以上小组立件要求在小组立制作阶段进行火工矫正。每个组立件制作可以制作专用工装架，整齐摆放，进行装配与焊接，可以有效控制变形。
T排均需火工矫正腹板平直度、面板平直度，火工矫正时加热温度应在600-700℃，既钢板呈微红色时；腹板与面板烧火区域要小于2/3的宽度，通过局部收缩达到拉直效果，T排的装焊变形太大会加大长度收缩量。
T排火工校正示意图
纵桁大梁调火后腹板与面板的直线度、平面度均要控制在3mm / 10m以内。
纵桁大梁组件制作：腹板较薄（8mm），面板厚度较大（30~40mm），装焊后立大梁面板与腹板面易产生局部横向弯曲变形的现象，要严格控制焊接参数与顺序。现场为控制焊接变形及减少调火工作量，保证组立件精度，为后面大组制作精度积累基础。大梁面板30mm以上板焊接坡口为角度改为35°~40°的双坡口形式（后续船优化为单面坡口）；整个制作过程严格控制大梁的尺寸、垂直度、结构线与样冲点等的误差要小于3mm。
2.2.5拼板装焊（基准板上胎）
拼板装配：将钢板用电磁吊（或专用吊架）吊上拼板胎架，拉拢对齐，若板面不平时，用压载铁将板面压平，然后进行定位点焊。拼板装配可以采用工装，以减少焊点与打磨，并减少焊接残余应力。
板缝间隙≤1mm，板面错位≤0.5mm；定位焊要均匀一致，焊道长约50mm，间距约300mm；拼板与胎架之间用七字码连接固定。
拼板焊接：拼板焊接采用埋弧自动焊；在拼板板缝两端加装引、熄弧板，规格为150*150mm，板厚与拼板板厚相同；将焊缝两侧约30mm范围的锈、油污、氧化皮等清除干净；确认焊材和焊接工艺参数选用正确，选用d=3.2mm的焊丝；焊接结束后，检查焊接变形情况，对焊缝进行锤击消除应力。
埋弧焊接参数表
拼板划线与余量切割：根据结构图（及拼板划线图）进行结构划线，切割余量。
注意事项：1）、过程检查板片的主尺度、并记录测量数据，2）、严格控制焊接工艺，3）、控制焊缝折角，4）、控制板片整体平整度与自由边的波浪变形。
2.2.6结构装焊
装焊顺序：纵向球钢
横向T梁
纵向T梁
侧板
端板
各散装件
安装橡皮槽
舱盖支撑垫块安装
压紧器装置安装
分离缝压胶板安装
纵骨装焊：要控制纵骨的直线度、及与甲板的垂直度，纵骨在球头面要加斜支撑或用工装侧向固定，以减少纵骨的垂直度偏差；骨材安装工装如真空吸盘、磁铁支架等，以提高安装效率、减少焊点与打磨量、减少点焊残余应力。
定位焊要求均匀一致，焊长约50mm，间距约300～500mm，定位焊在构件两侧交替分布，采用CO2小直径焊丝做定位焊。
采用四台角焊小车，从中间往两端和两侧焊接，严格按焊接工艺要求控制电流电压。
舱盖分段离胎状态
2.3舱盖离胎翻身外场总装
外场总装流程：翻身顶板埋弧焊→一次调火→顶板划线→安装标志/箱座附件→百叶窗安装 →二次调火→舱盖合拢→测水平/精度测量→试箱→完工交验。
外场重点和难点控制事项：
舱盖调火：舱盖的火工顺序——1）、对骨材弯曲变形调直，2）、对骨材反面的“廋马”变形进行背烧，3）、对甲板面的局部变形进行校平。顶板表面变形的火工可采用马蹄形或线条式加热矫正，薄板加热位置不得把钢板烧红（红透）及水火加热；端头的波浪变形适宜用三角形加热矫正法；要在焊脚位置弹线，才能进行背烧。火工采用火焰加热，加热温度不能高于700℃，不能对同一处进行反复加热，因舱盖顶板全部是高强度钢调火要严格按照高强度钢的施工要求执行。
以舱盖板顶板中心线（MVP线）为基准划出舱盖板理论尺寸数据，舱盖板的对角线偏差小于3mm、同时注意顶板背面结构及自由边的尺寸数据，保证舱盖板的正方度，否则需要调整；划线时需要参考左右舱盖板板的数据，余量切割采用半自动切割机切割，切割时左右舱盖对正划线外侧切割。
舱盖板顶板余量修正、压胶板装焊完毕，舱盖板一块不动，舱盖板另一块重定位。舱盖总装各数据满足要求后，左右舱盖板固定妥后再划线，以舱盖板顶板中心线（MVP线）及纵向基准线为基准划出箱座及绑扎眼环及附件的安装线，箱座的安装高度及水水平度按图纸精度要求安装，舱盖板吊离座箱座安装高度不小于110mm，同时箱座水平度需要满足要求，艏艉舱盖板堆放座需要控制平面度。集装箱箱座高度不能少于90mm、吊离座安装高度不能少于110mm，舱盖顶板的集装箱箱座，舱盖板的堆箱时舱盖板的变形，箱座安装高度补偿，在安装箱座时需测量箱座高度规格不能随意切割修整箱座高度，同时安装箱座水平度一定要精准测量。
绑扎眼环安装要按照工艺文件要求执行。
3、舱口盖建造精度方案和控制流程
3.1精度方案设计
舱盖焊接收缩量、补偿量和余量设置方案：舱盖顶板横向每档结构+0.5mm，纵向每档结构+1mm，顶板四周自由边+25mm余量（分段完工后切除）；舱盖纵向球钢长度，中部每档结构+1mm，球钢艏艉端部各+5mm；舱盖纵向和横向T梁腹板高度+2mm，面板宽度+2mm，腹板、面板与外侧板、端板连接端部位置+10mm；舱盖侧板两端+10mm，高度+2mm，端板高度+2mm，端板近分离缝位置增加板缝，大板两端+10mm。以上精度设置要设计到施工设计图纸中去。
3.2精度控制流程
3.2.1下料精度
1）板材下料精度
2）型材下料精度
3.2.2拼板划线精度
1）拼板精度
2）划线精度
3.2.3小组制作精度
1）横向T梁制作精度
2）纵桁T梁制作精度
3）侧板制作精度
4）端板制作精度
3.2.4大组制作精度
1）端、侧板安装精度
2）定位销固定件安装精度
3）支撑垫板安装精度
4）胶条槽安装精度
5）锁紧装置安装精度
6）胶条夹紧条安装精度
3.2.5总装安装和合拢精度
1）胶条槽水平精度
2）顶板水平精度
3）分离缝合拢精度
4）箱座安装精度和水平精度
5）主尺寸精度
主要是介绍精度控制流程，精度管理、精度控制标准等就不在本文详细介绍。
4. 参照文件
4.1 《中国造船质量标准》 CB/T 4000-2005
4.2 《建造产品精度管理规定》COSCO-SYGG-ZL-008
结束语
舱盖建造从2018年1月16日正式开工，整个年度完成了N739、N740、N741、N803船建造，从建造效果上来看是很成功的。至此攻克了集装箱船舱盖建造各项技术难关，形成了公司自己的建造流程、精度控制流程、箱座附件安装控制和检验流程。
舱盖建造公司从没建造，到现在成功建造积累了宝贵的经验，但是还要不断学习，改善、优化各项流程，促进效率更进一步提升。
论文作者:曾汉阳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/19
标签：舱盖论文; 精度论文; 顶板论文; 拼板论文; 结构论文; 腹板论文; 高度论文; 《基层建设》2019年第8期论文;