船舶關鍵節(jié)點處通用模板的應用

吳 紅，包冬進，馬蔣永，吳國妹

(1.江蘇新世紀造船有限公司，江蘇 靖江 214500；2.江蘇新?lián)P子造船有限公司，江蘇 靖江 214500；3. 中海工業(yè)(江蘇)有限公司，江蘇 江都 225200)

船舶關鍵節(jié)點處通用模板的應用

吳 紅1，包冬進1，馬蔣永2，吳國妹3

(1.江蘇新世紀造船有限公司，江蘇 靖江 214500；2.江蘇新?lián)P子造船有限公司，江蘇 靖江 214500；3. 中海工業(yè)(江蘇)有限公司，江蘇 江都 225200)

為了確保船舶關鍵的區(qū)域處中心線對正，研制了在船舶建造時使用一種叫做“模板”的定位和檢測工具。以74 500 DWT化學品船為例，探討一種通用型模板，使某個節(jié)點在多種板厚情況下，僅用一塊模板就可進行焊前定位與焊后檢測，達到方便攜帶且節(jié)省成本的效果。

船舶節(jié)點；板厚；模板

0 引言

船舶在航運時局部結構產生較大的應力，這些關鍵區(qū)域產生的應力必須得到有效的傳遞和釋放，因此在船體建造過程中盡量保持結構對正。國內某船廠新建的一艘散貨船曾發(fā)生一事故，壓載艙強度試驗時發(fā)現(xiàn)內底板存在細小裂縫。經過測量和分析發(fā)現(xiàn)：由于內底板上下結構錯位產生剪力，使得焊縫缺陷延伸到內底板上使其裂開。由此可見，應力高的關鍵區(qū)域的結構焊接必須得到嚴格監(jiān)控，這些關鍵點位置稱為CM節(jié)點(CONSTRUCTION MONITORING的縮寫)。目前，有些船級社在監(jiān)造時已將這些關鍵區(qū)域節(jié)點作為必檢的重要項目逐個檢查，以確保結構的合理對正。

1 基本要求

為確保CM節(jié)點區(qū)域的結構對正偏差在規(guī)范值以內,傳統(tǒng)的焊前和焊后檢測方法為檢驗線劃線方法，檢驗劃線見圖1。例如在平板上駁移114.3 mm打檢驗點，斜板安裝時檢查斜板下口到檢驗線的距離是否為100 mm，以此判斷裝配是否到位。這種檢測方法會存在累計誤差，且焊后由于下口焊肉堆積，需另借用角度樣板檢查裝配精度。通常這些CM節(jié)點處板厚變化多，尤其是散貨船，按1:1比例制作的角度樣板多達十余個，不但浪費時間和成本，而且攜帶不便。因此，有必要對CM節(jié)點模板進行研究。

本文以入級LR(英國勞氏)船級社74 500 DWT化學品船為研究對象，對存在較多板厚CM節(jié)點只做一個模板，就能達到既可以焊前檢查又能焊后檢查的目的。

圖1 使用檢驗線焊前檢驗裝配精度(單位：mm)

LR船級社對CM節(jié)點的規(guī)范要求，如圖2所示。結構對正方式有2種：理論線對正與中心線對正，前者要求理論線的最大錯位量M為最小板厚t的1/3；后者要求中心線最大錯位量M為最小板厚t的1/3與5 mm，取2個數(shù)值中的較小者。具體操作中采用何種對正方式，主要依據(jù)這些關鍵區(qū)域所處船舶的位置和考慮施工便利，最終的對正要求也需得到船級社的確認。該船在詳細設計時送審了CM圖，各CM模板的制作需參考此船級社認可的圖紙。

2 模板制作

圖3為74 500 DWT化學品船部分CM節(jié)點位置。現(xiàn)以CM1為例說明模板制作方式。該船CM1節(jié)點采用中心線對正的方式，見圖4。本例中根據(jù)工廠的裝配順序，邊縱桁、內底板進行裝配焊接完成后，再裝配斜板，故圖4中模板是采用平行于肋位方向，貼靠邊縱桁和內底板來檢測斜板的安裝精度。

圖2 船級社對CM節(jié)點板厚對正的要求

圖3 74 500 DWT化學品船部分CM節(jié)點位置示意

第1步：從邊縱桁理論線向舷側任意長度L取2點，為圖中標記點3和標記點4。兩點確定一條直線，相交內底板于A點。

第2步：從A點向斜板做垂線，交與B點，垂線AB長度設定為Y。

圖4 適用CM1節(jié)點的通用模板

第3步：斜板與內底板夾角為θ，依據(jù)三角函數(shù)可計算出這時Y值所對應的公式：

Y=(L+0.5t1)sinθ+0.5t3cosθ-0.5t2

第4步：為測量方便，Y值減去一個定值X得到較小的變量b值，X為A點到模板檢測邊的垂直距離。為定位X值，從A點作斜板平行線，在平行線上任取兩標記點1和2。

第5步：根據(jù)此CM節(jié)點在不同肋位處t1、t2、t3值，就可分別計算出這些肋位對應的Y值，見表1。

表1 部分CM1節(jié)點的計算表格

第6步：為確保使用過程中通用模板的精確度，在模板制作時繪制標記點1～4，并如圖4中連成直線。每次使用前，只需檢查這2條直線距離模板邊的L值、X值是否為表1中給定的定值，即可確定此模板的準確性。

通用模板高度在200 mm左右，使用薄板下料即可。焊前和焊后檢查時，拿通用模板及這份檢查表格，就可進行節(jié)點對正的快速檢測。表格可以貼在模板上。上述涉及到的公式，可以運用Excel快速計算出結果來。

根據(jù)上面的方法，對于該船CM5節(jié)點與CM6節(jié)點也可快速繪制出這兩個節(jié)點位置的通用模板，見圖5，然后再通過套料軟件將模板轉換成切割機代碼，下料之后即可使用。

3 結語

本文研制的通用模板已在74 500 DWT化學品船、82 000 DWT散貨船、176 000 DWT散貨船等中得到應用。經實際證明，此模板的運用使工人在焊前對關鍵區(qū)域結構對正得到有效控制，同時又便于船檢人員在焊后可使用模板進行檢查。通用模板化繁為簡，不僅使模板得到了重復利用，也有效提高了船體的建造精度和產品質量。

圖5 CM5、CM6節(jié)點的通用模板

2013-05-09

吳紅(1979-)，男，工程師，主要從事船體設計工作；包冬進(1986-)，男，助理工程師，主要從事船體設計工作；馬蔣永(1988-)，男，助理工程師，主要從事船體設計工作；吳國妹(1981-)，女，助理工程師，工程碩士研究生，主要從事船體設計工作。

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