4250TEU集裝箱船的船體特點(diǎn)和現(xiàn)代建造工藝

余勇華

(江蘇新?lián)P子造船有限公司，江蘇 靖江 214532)

1 4250TEU集裝箱船主要量度

4250TEU集裝箱船是目前船寬能滿足巴拿馬運(yùn)河的最大船型，具有較高的經(jīng)濟(jì)性能。該船是一種高附加值的大型集裝箱船，技術(shù)難度較高，其建造有著很多的難點(diǎn)。該船主要量度為:

圖1 4250TEU集裝箱船總布置圖

2 船體特點(diǎn)

(1)由于要求航速高，所以設(shè)計(jì)的船體水線以下型線狹瘦，全船幾乎沒(méi)有平行舯體。為了擴(kuò)大艏樓甲板的堆箱數(shù)，首部型線外飄很嚴(yán)重。船體縱骨與外板結(jié)構(gòu)的布置在首尾部即為扭曲狀，而板材的線形在首尾區(qū)域是雙向彎曲。

(2)為了最大限度裝箱，貨艙開口非常大。為保證強(qiáng)度，采用了大量的超厚高強(qiáng)度鋼。角隅和箱腳等高應(yīng)力區(qū)也不允許開設(shè)各類人孔、流水孔和通焊孔，并且板材自由邊要求打磨光滑，超厚高強(qiáng)度鋼的預(yù)熱、焊接、火工校正、冷彎加工及坡口開設(shè)都是難題。

(3)在裝有冷藏箱處的橫艙壁，艙口蓋，綁扎橋，貨艙通風(fēng)、貨艙通道的布置及加強(qiáng)使得結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，建造施工困難。

(4)為了在艙內(nèi)裝箱，貨艙內(nèi)的結(jié)構(gòu)呈階梯形狀。分段建造中合攏經(jīng)常出現(xiàn)多階梯的“U”型總組。

(5)集裝箱船艙內(nèi)有大量的導(dǎo)軌，為提高建造效率，必須分段預(yù)裝。

(6)集裝箱建造的精度控制要求較高，船越大，精度控制要求更高。

3 現(xiàn)代建造工藝

現(xiàn)代造船模式強(qiáng)調(diào)殼舾涂一體化，以中間產(chǎn)品組織生產(chǎn)，優(yōu)化造船作業(yè)主流程，推行作業(yè)前移，提高分段完整性，提高總裝化水平，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化生產(chǎn)。為提高建造速度和建造質(zhì)量，采取了如下各類工藝方法。

(1)分段劃分充分考慮了保護(hù)涂層以及施工的便利，盡量避免出現(xiàn)合攏縫為角接，并且盡量遠(yuǎn)離橫艙壁～1 m。這樣一是為了避免合攏時(shí)破壞橫壁另一邊的油漆導(dǎo)致重新打磨和涂裝，甚至于重新搭建腳手;二是有足夠的空間方便施工，人員也不用在橫壁(或2個(gè)艙)兩邊來(lái)回跑;三是便于保持和甲板或平臺(tái)的角隅加厚板板縫的連續(xù)性。

(2)主甲板折角線避免機(jī)械加工。這是利用分段劃分或板縫布置來(lái)盡量減少機(jī)械加工、節(jié)省工時(shí)、提高效率的一個(gè)非常有效的工藝措施，所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益也是非?？捎^的。

(3)角焊縫密性試驗(yàn)，使涂裝工序前移，提高分段的完整性。角焊縫密性試驗(yàn)是在分段階段由注氣孔注入空氣至腳焊縫之間夾層的密性試驗(yàn)工藝，從而使密性試驗(yàn)前移。既減少了后道大合攏階段的工作量，又可提高分段的預(yù)舾裝率，而且工作環(huán)境好，效率高。管弄區(qū)域角焊縫密性試驗(yàn)工藝經(jīng)濟(jì)效益明顯，正逐步推廣應(yīng)用。

(4)分段建造流程設(shè)置組立工位、片狀化制造、平面分段流水線生產(chǎn)對(duì)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、縮短造船周期有著非常重要的意義。為加快分段建造速度，確立了大、中、小組立工位的設(shè)置，實(shí)行了片狀化的制造方法，將大型分段先轉(zhuǎn)化成部裝件和小型分段進(jìn)行拼裝，然后再組成大分段，做到大工場(chǎng)大用，中工場(chǎng)中用，小工場(chǎng)小用，實(shí)施專業(yè)化生產(chǎn)。這樣不僅減少了大分段的建造時(shí)間和制造難度，使分段制造周期縮短和容易控制，而且有利于部裝件流水線生產(chǎn)，加速部裝的生產(chǎn)效率和物流的周轉(zhuǎn)，便于大量推廣二氧化碳高效焊，便于精度質(zhì)量控制。

(5)擴(kuò)大總組，密性試驗(yàn)前移，舾裝、涂裝工作前移。由于集裝箱船建造精度要求較高，外板線型較大，大合攏建造周期相當(dāng)長(zhǎng)。縮短塢內(nèi)周期的辦法就是將總組擴(kuò)大，然后在塢內(nèi)進(jìn)行大合攏，即總段建造。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)、不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和改進(jìn)，最終將全船170多個(gè)分段縮短到50多總段，并且總段在進(jìn)行合攏時(shí)精度控制滿足要求，達(dá)到塢內(nèi)周期約90～100天。對(duì)于上層建筑這樣舾裝周期較長(zhǎng)區(qū)域，在起吊能力的范圍內(nèi)盡量將舾裝單元所有分段總組在一起，提高出塢時(shí)的完整性。本船段分為上下兩部分，其中上部共8層，重量達(dá)700 t。敷料、門窗安裝結(jié)束后將其吊裝上船，大大節(jié)省了碼頭舾裝時(shí)間，并為碼頭能夠出塢后立即進(jìn)行設(shè)備調(diào)試創(chuàng)造條件。

(6)橫艙壁導(dǎo)軌架雙面預(yù)裝工藝。為縮短船塢橫隔艙總組時(shí)間和減少吊裝次數(shù)，從而推動(dòng)船塢進(jìn)一步快速有序搭載，縮短船塢制造周期，在分段制造時(shí)將導(dǎo)軌架預(yù)裝在整個(gè)橫艙壁中。并且將其中間產(chǎn)品化，完整地進(jìn)行其他預(yù)舾裝、驗(yàn)收和涂裝，朝殼、舾、涂一體化邁進(jìn)。

(7)船塢一艘半建造工藝。采用船塢一艘半建造方法，能使塢內(nèi)始終保持2艘船正常施工。當(dāng)其中一艘整船主甲板接通后進(jìn)入完整性作業(yè)時(shí)，另半艘船正處于主體搭載最繁忙的階段，這就使船塢設(shè)備、勞動(dòng)力、作業(yè)面、動(dòng)力能源始終處于平衡狀態(tài)，使船塢建造過(guò)程處于良性循環(huán)。在塢內(nèi)采用了兩個(gè)一艘半建造法，生產(chǎn)效率得到了極大提高?，F(xiàn)在平均一年要開塢門7～8次，每次同時(shí)出塢2艘船。

(8)精度造船工藝。實(shí)施精度造船，貨艙區(qū)做到無(wú)余量下料，首尾機(jī)艙區(qū)域無(wú)余量合攏。對(duì)精度控制系統(tǒng)作了詳細(xì)和具體的要求，并且建立組織，落實(shí)責(zé)任人，保證了精度控制的實(shí)效，為大型集裝箱的快速、高質(zhì)量的建造打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

4250TEU集裝箱船是一種高附加值的船舶，其造價(jià)比同等尺寸的油船及散貨船高出許多。其船體結(jié)構(gòu)有著很多自身的特點(diǎn)，應(yīng)充分了解集裝箱船的特點(diǎn)，根據(jù)船廠自身能力，在生產(chǎn)設(shè)計(jì)、實(shí)際施工中制定有效的工藝措施使其高效建造。

［1］韓鈺，楊旭.4250TEU集裝箱船的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［J］.船舶，2009，(5):17－22.