船舶制造精度管理及過程控制技術(shù)探討

葛 璐 黃修定

中船澄西船舶修造有限公司揚(yáng)州分公司 江蘇揚(yáng)州 225003

船舶行業(yè)是一個(gè)周期長、綜合性強(qiáng)、難度系數(shù)高的產(chǎn)業(yè)。作為船舶產(chǎn)品開發(fā)及建造過程中的核心一環(huán)，船舶總體制造還具有技術(shù)要求高的特點(diǎn)。它包含了項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)到初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)及后續(xù)配合船廠建造等，涉及到不同的質(zhì)量管理要求。船舶總體制造過程質(zhì)量是否得到有效控制對船舶質(zhì)量、企業(yè)品牌樹立及其經(jīng)濟(jì)效益等都有重大影響。所以船舶總體制造過程質(zhì)量控制是很多船舶設(shè)計(jì)單位與施工單位研究和探討的重點(diǎn)內(nèi)容之一。

一、船舶制造發(fā)展現(xiàn)狀

就技術(shù)層面而言，現(xiàn)代船舶制造技術(shù)發(fā)展極為迅速，各項(xiàng)新型技術(shù)誕生速度極快，整體發(fā)展勢頭較為理想。國內(nèi)船舶制造行業(yè)一直在不斷改革，并加大對制造技術(shù)的研究力度，但由于整體社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較為遲緩，致使制造技術(shù)發(fā)展也遇到了不小的挑戰(zhàn)，技術(shù)發(fā)展進(jìn)入到了一段時(shí)間的瓶頸期。隨著近幾年國內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，加之國內(nèi)外制造行業(yè)的頻繁交流與合作，使得船舶制造業(yè)逐漸打破了發(fā)展瓶頸，新型技術(shù)與理論不斷誕生，船舶制造進(jìn)入到了全新的階段，各項(xiàng)技術(shù)發(fā)展成果極為理想，高附加值以及高技術(shù)水平的船舶數(shù)量不斷增加，在國際舞臺中的地位也在不斷提升。

二、船舶設(shè)計(jì)與制造階段劃分

（一）立項(xiàng)／可研

主要工作為配合船東進(jìn)行立項(xiàng)申請和可行性分析?？裳袌?bào)告包括的內(nèi)容一般包括必要性分析、技術(shù)方案、工程概算、建設(shè)管理方案、效益分析、節(jié)能環(huán)保評估等內(nèi)容。

（二）投標(biāo)設(shè)計(jì)／方案設(shè)計(jì)

根據(jù)船東招標(biāo)要求，完成設(shè)計(jì)方案。深度可以控制，但一般力求方案有優(yōu)勢有吸引招標(biāo)方的亮點(diǎn)，投標(biāo)價(jià)格合理。

（三）初步設(shè)計(jì)

主要工作內(nèi)容包含：確定主尺度、排水量、航速、油水裝載等主要技術(shù)參數(shù)；如是新船型開發(fā)，則需要開展船模試驗(yàn)，對快速性、耐波性等性能進(jìn)行預(yù)報(bào)；規(guī)劃全船總體布局，分層分艙及造型外觀；確定作業(yè)的流程及布置，確保方案合理可行；確定推進(jìn)系統(tǒng)配置，提供若干重要設(shè)備選型參考供客戶選擇；完成電力負(fù)荷計(jì)算，確定電站的配置，明確全船配電的方案；確定通導(dǎo)系統(tǒng)初步的配置方案；完成總體技術(shù)規(guī)格書和設(shè)備材料明細(xì)表，供后續(xù)招標(biāo)用；完成工程概算。

（四）詳細(xì)設(shè)計(jì)

對設(shè)計(jì)方案的細(xì)節(jié)進(jìn)行細(xì)化，完成圖樣設(shè)計(jì)和計(jì)算書編制，細(xì)化優(yōu)化總布置圖，完成圖樣和技術(shù)文件，包括船體分段結(jié)構(gòu)圖、艙室布置圖等，從而指導(dǎo)船廠開展后期建造工作。

三、船體設(shè)計(jì)生產(chǎn)精度的控制技術(shù)

（一）胎架

胎架是整個(gè)船體設(shè)計(jì)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，也是精度控制的基礎(chǔ)。在胎架設(shè)計(jì)過程中，一定要保障模板制造尺寸的精準(zhǔn)性、線型的光順吻合以及整體尺寸的恰當(dāng)，與此同時(shí)，還需要保持整體四角水平以及連接剛性。目前來說，活絡(luò)胎架是應(yīng)用廣泛的胎架類型，應(yīng)加強(qiáng)每兩個(gè)活絡(luò)胎架橫向與縱向的連接，從而更好地滿足船體裝配需求，預(yù)防分段變形與偏差。與此同時(shí)，在船體裝配過程中，應(yīng)保證胎架與板緊密連接，盡可能保證線型的光順與平整，通過多方面努力使分段制作質(zhì)量達(dá)到規(guī)定要求。

（二）加放補(bǔ)償量

設(shè)計(jì)補(bǔ)償量可從如下方面入手：第一，熱加工余量加放。例如，在單塊板雙曲面熱加工過程中，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行樣箱加工，寬度不加放，應(yīng)角尺放100mm余量。通常來說，僅僅是火工成形的鋼板，在具體應(yīng)用過程中可不加放余量；第二，冷加工余量加放。在單塊板單曲面冷加工過程中，可不加放余量，在型鋼冷加工過程中，應(yīng)在兩端分別加放400mm余量；第三，其他余量加放。對于切割類的零件，在下料或放樣過程中，必須綜合割嘴情況以及板厚合理設(shè)計(jì)加放補(bǔ)償量，并根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備需求，合理設(shè)計(jì)大型彎板機(jī)壓頭余量；第四，船體分段補(bǔ)償量。在焊接收縮補(bǔ)償過程中，若船體對接縫小于12mm，則應(yīng)設(shè)計(jì)1mm的加放量，若對接縫超過12mm，可設(shè)計(jì) 0.5～1mm 補(bǔ)償量。若角焊縫板厚不足 12mm，則加放0.3～0.4mm 余量，若角焊縫板厚超過 12mm，則應(yīng)設(shè)計(jì)0.15～0.2mm補(bǔ)償量。

（三）設(shè)置對合線

分段建造精度與船體生產(chǎn)作業(yè)量有直接關(guān)系，在傳統(tǒng)船體設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程中，零部件環(huán)節(jié)、分段環(huán)節(jié)、總段建造等各個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)設(shè)計(jì)工藝余量，在具體裝配過程中，應(yīng)及時(shí)修正零部件，將多余的工藝余量切除后方可進(jìn)行船體組裝工作。而修正偏差則需要進(jìn)行測量、劃線、矯正等多個(gè)環(huán)節(jié)的操作，這就會消耗大量的原材料以及人工。例如，在拼板的過程中，為了更好地保障對角線的精確度，必須在板的長度以及寬度上加放余量，設(shè)計(jì)好構(gòu)件線之后方可進(jìn)行二次切割。

結(jié)語

船舶制造企業(yè)要認(rèn)識到精度管理的重要作用，要對各項(xiàng)精度管控方式展開深度研究，同時(shí)要通過對過程控制進(jìn)行完善以及優(yōu)化精度標(biāo)準(zhǔn)等手段，對制造過程展開有效控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)理想化船舶施工模式，保證國內(nèi)整體船舶制造水平，不斷加強(qiáng)自身的質(zhì)量管理，最終打造出自身品牌，進(jìn)而獲得更多發(fā)展的機(jī)會。