船舶相关设备反顶加强精度控制技术研究
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中外船舶科技 2019 年第1
期船舶设计与延造
W
船舶相关设备反顶加强精度控制技术研究孙旭,刘保华,
王锂,
徐亮
(江南造船(集团)有限责任公司,上海201913)
摘要:通过对系泊设备及机舱设备基座反顶加强精度控制技术进行深入研究
,
改善并最终解决
了现阶段常见的系泊设备及机舱设备基座与其反顶加强的精度超差问题,探索制定了相关的精度
控制方案。结果表明:实施反顶加强精度控制技术后,不仅能提高反顶加强施工的准确率,减少后
续的修改量与涂层的破损等,而且能控制系泊设备的安装精度,实现设备安装的“科学化、
精准化、
高效化”。
关键词:反顶加强;系泊设备;
机舱基座;
精度控制
中图分类号:U671 文献标志码:A
按照当前船舶单元化建造模式,为减少船坞阶
段的工作量,将船舶分段作为中间产品
,其完整性建
造程度越来越高。而作为船舶有机组成的系泊设
备、机舱应急发电机等重要设备的反顶加强结构均
在分段阶段全部安装完成。在船舶设计中,设备通
过基座与反顶结构形成结构整体,设备基座与反顶 加强结构对应的公差要求具有容错空间小的特点。 由于反顶结构分段建造过程中安装的误差、设备基
座本体的建造误差、分段总组搭载过程中的建造误
差等各因素累计的影响,目前在建船舶的系泊等设
备的反顶加强错位率普遍在35%以上,
由此造成大
量修正返工重复作业,有时甚至需换板处理,这不仅
会增加制造费用,
而且会延长系泊等设备的安装周
期。
为解决系泊等设备的反顶加强错位率较高的问 题,文中从反顶加强相关结构建造全过程的角度出
发,
探索制定了相关的公差控制方案,将系泊等设备
的反顶加强建造要求有机整合至反顶结构、基座、分
段、总段等建造过程中,
制定出一整套精度控制方
案,提高反顶加强施工的准确率,减少后续修改量及
涂层破损等,同时控制机舱设备基座与系泊设备的 安装精度,从而有效地缩短船坞建造周期,降低成 本。
1反顶加强
反顶加强是指在重要厕装件待安装位置背面无 强结构支撑的情况下,采取背面增加筋板
、角钢等结
构,以保证其整体强度性能
。反顶加强的结构特性
为:正面含基座、腹板,背面无强结构支撑,反顶位置
贴板增加强度。
1.1 反顶加强区域
系泊设备区域的反顶加强主要包括系泊绞车、
滚轮、带缆桩、锚机等结构;机舱区域的反顶加强主
要包括发电机、
锅炉等结构
。
1.2反顶加强安装
反顶加强主要在分段制造阶段完成,再根据后
期偏差情况确定散贴、点焊、全焊等具体安装形式
。
散贴、点焊主要针对后期偏差较大的情况进行适当
修正;全焊主要针对后期偏差影响不大的情况进行
满焊。其中系泊设备和机舱区域的下口反顶加强大
部分采用满焊的形式。1.3 反顶加强材质
根据对接面结构的不同,
反顶加强材质可分为
筋板、角钢和肘板,
其具体尺寸、
规格因对接面要求
而有所不同。
作者简介:孙旭,研究方向为造船工艺、精度管理。船舶设计与理造中外船舶科技
2019
年第1
期
1.4 反顶加强的形式
反顶加强包括纵向、横向、垂直和角度4种安装
形式。
1.5反顶加强的区域分布
系泊设备是全船反顶加强区域划分中最为分散 的部分,主要分布于艄部、醍部和舷侧,
见表
1。常
用的含基座设备有滚轮基座、缆孔基座、绞车基座、
带缆桩基座、绞缆机基座和锚机基座
。
图
1为赠部
系泊设备分布图。
表1系泊设备分布位置
区域设备名称
赠部舷侧赠部半立体
锚绞机、系泊绞车
导缆孔、导缆滚轮、带缆桩、
系泊绞车
系泊绞车机舱设备区域需反顶加强的设备主要集中在机 舱区域,
主要有发电机基座、锅炉基座等设备,如图
2。
图1赭部系泊设备分布
图2 机舱设备分布
2反顶加强的施工方案与关键技术
2.1 施工策划
通过充分解读设计图纸,对涉及全船不同区域、
不同安装阶段、不同作用的反顶加强位置进行梳理,
有针对性地制定精度控制方案,明确反顶加强公差
要求,统一管理基准,
将反顶加强的要求细化至加
工、组立和搭载等工序,并严格施工管控过程。自分
段小组立开始,在统一控制基准点的基础上,
控制好
二次划线流程。在分段建造阶段严格控制分段主尺
寸,其中应重点控制分段基准端与结构反顶加强划
线基准的相对位置,使其偏差在公差范围内:在总
组、
搭载阶段控制左右
、前后相邻分段的大合拢公差
在公差范围内,
并针对设备基准进行重点的建造公
差管理。在全过程细化控制要求的基础上,
将公差
管理细分至每道施工工序中,并在统一基准的基础 之上,
将过程中的累计误差影响降至最低
,从而确保
设备基座与反顶结构的正确对位,达到改善设备反 顶加强质量的要求。
36中外船舶科技 2019年第1
期船舶设计与理造
2.2 施工管理流程
反顶加强的具体施工管理流程见图302.3
施工精度控制
2.3. 1各施工阶段的精度控制
1)分段小组立阶段反顶精度控制
分段小组立阶段主要包括机舱设备基座建造与 反顶加强本体组件建造。机舱设备基座建造精度控
制的具体施工步骤如下。首先设立简易水平平台,
要求误差控制在±2 mm,基座采用反态在平台上进
行安装,同时将基座面板进行四角定位焊固定在平
台上,再划出舵机基座中心线、基座纵桁、肋板及加
强肘板的安装线,各划线误差控制在± 1 mm,划线 结束后吊装各类组件后进行施焊,结束后拆除定位
焊,
翻身进行背烧消除应力。
最后根据基座控制标
准进行验收,重点检查基座腹板纵向、横向位置间距
及四角水平偏差。具体分布位置见表
2。
表2机舱设备的精度分布
项目标准范围允许范围基座中心线与船体中心线偏差W1.0W2.0
基座面板高度偏差+ 3.0+ 3.0-5.0-7.0
基座腹板纵横向位置偏差±2.0±3.0
基座四角水平±3.0±5.0
2)
反顶加强本体组件建造精度控制
首先参考搭载定位方式制定分段基准线,然后
参考分段基准线确定反顶加强母材基准线,根据反 顶加强母材基准线进行正反面划线,划线时需考虑
结构焊接与背烧收缩量,划线偏差控制在± 1 mm
。
吊装反顶结构时,需参考正面结构划线进行施工,形
成独立反顶加强组件,同时参考反面划线敲出洋冲 标记。
3)
分段大组阶段反顶加强精度控制
根据分段基准线划出各类组件的结构线,参考
结构线吊装结构,形成完整分段
。
在进行反顶加强
组件吊装定位时,通过反顶加强基准线与分段基准
线的实际距离进行定位控制,这样可以保证反顶加
强结构与分段基准间的绝对值。反顶加强结构与分 段其他结构采用一个基准线进行定位可以确保分段 成型后反顶加强结构与其他结构的精准性。4)
分段总组、搭载阶段反顶加强精度控制
根据分段基准线进行总组、搭载定位,这样可使
分段小组、大组、总组、搭载阶段全部统一基准,通过
四线合一有效规避因施工阶段多而造成的误差风 险,
有效地减少各阶段之间的误差积累
,从而提升反
顶加强的精准度。5)设备基座与系泊设备安装阶段精度控制
根据反顶加强的洋冲标记安装设备基座与系泊 设备,
洋冲标记在小组阶段通过划线已提前完成
。
2.3.2控制过程的关键技术
1)反顶加强控制图设计
确定检测表设绘基本原则,绘制分段反顶加强
二次划线精度检测表,以组立图为设绘模板,只保留
系泊设备基座反顶构架线,根据现场实际施工状态,
以方便现场精度检查为原则,将经过处理的视图通
过“镜像”
法,使其镜像为胎架施工视图。确定现场
测量参考基准,设绘过程中明确标识,
以基准边为测
量起始点,给出设备基座反顶构架线的距基尺寸
。
根据分散补偿量,
在间距尺寸上补充标识相应的补
偿值。
见图
4。