中小型集裝箱船艙口圍精度要求及控制工藝要點(diǎn)

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(金海智造股份有限公司，浙江 岱山 316291)

集裝箱船艙口尺寸一般比散貨船的艙口尺寸大，集裝箱將被排放在艙口蓋上，由于艙口結(jié)構(gòu)的特殊性，艙蓋在設(shè)計(jì)時(shí)通常采用真空密性封蓋,艙口圍結(jié)構(gòu)通常采用強(qiáng)力結(jié)構(gòu),相對(duì)應(yīng)圍壁、機(jī)板、甲板的板厚較大,且使用高強(qiáng)度鋼[1]。建造過(guò)程中如果艙口圍的裝焊精度尤其是艙口圍頂板支撐塊位置處的水平精度未達(dá)到要求，將會(huì)影響艙口蓋密封性能設(shè)計(jì)要求，造成量資源浪費(fèi)，甚至報(bào)廢返工。針對(duì)上述問(wèn)題，在2 500 TEU系列集裝箱船艙口圍建造過(guò)程中，通過(guò)明確艙口圍結(jié)構(gòu)在分段制作、總組、搭載各作業(yè)階段的精度要求，并且嚴(yán)格執(zhí)行各作業(yè)階段的精度控制工藝，取得了很好的成效。

1 分段作業(yè)階段的精度要求及控制工藝要點(diǎn)

1.1 分段精度要求

2 500 TEU集裝箱船尺寸小，艙口圍分段整體水平標(biāo)準(zhǔn)要求要比9 400 TEU的高，為整體水平標(biāo)準(zhǔn)±3 mm，單塊支撐塊位置水平標(biāo)準(zhǔn)為±2 mm，也就是支撐塊樣板進(jìn)行逐塊檢測(cè)方式保證其精度差不大于2 mm。

1.2 分段精度控制工藝要點(diǎn)

1)胎架制作精度控制。艙口圍分段必須在檢驗(yàn)合格的鋼制平臺(tái)上或胎架上制作，在艙口圍分段頂板為胎制作時(shí)，在結(jié)構(gòu)安裝前必須保證頂板的平整度，并檢查每個(gè)柱頭與頂板之間的密貼情況，密貼率大于95%，最大間隙控制在3 mm以?xún)?nèi)。將基面板和胎架進(jìn)行固定，固定的原則：分段四角、大接縫端口及強(qiáng)構(gòu)件的位置全部固定，支撐塊位置加強(qiáng)筋板不能隨意修割，保證裝配垂直度及間隙<0.5 mm。

2)劃線(xiàn)精度控制。胎架固定結(jié)束后方可進(jìn)行劃線(xiàn)：根據(jù)圖紙要求開(kāi)角尺，劃出肋檢線(xiàn)和假定中心線(xiàn)[2]，以此為基準(zhǔn)根據(jù)劃線(xiàn)圖紙尺寸劃制構(gòu)架線(xiàn)，邊緣劃出100MK精控對(duì)合線(xiàn)，基面板邊緣有余量的劃出余量線(xiàn)[3]，必須保證劃線(xiàn)的準(zhǔn)確；劃線(xiàn)結(jié)束需報(bào)區(qū)域測(cè)控員檢驗(yàn)水平度、主尺度、結(jié)構(gòu)線(xiàn)的堪劃精度并記錄。

3)結(jié)構(gòu)安裝及焊接控制。結(jié)構(gòu)安裝需確保數(shù)據(jù)與圖紙相符，控制裝配間隙，如遇間隙超標(biāo)需查明原因后方可施工。結(jié)構(gòu)焊接過(guò)程中需拉粉線(xiàn)或鋼絲對(duì)分段頂板的直線(xiàn)度監(jiān)控，并重點(diǎn)控制該頂板上支撐塊位置的水平。支撐塊位置加強(qiáng)筋板隔位焊接，拉開(kāi)焊接距離，降低焊接時(shí)的溫度集中，減少變形，見(jiàn)圖1。

圖1 艙口圍部件焊接順序

參考焊接順序：如1人焊接，則為①→ ⑦→ ④→ ⑩→②→ ⑧→ ⑤→→ ③→ ⑨→ ⑥→；如2人同時(shí)焊接，則為① ⑦ → ④ ⑩ → ② ⑧ → ⑤→ ③ ⑨→ ⑥。

4)過(guò)程監(jiān)控。艙口圍頂板拉鋼絲或拉粉線(xiàn)時(shí)刻關(guān)注合攏中裝配、焊接時(shí)直線(xiàn)度變化并對(duì)艏艉艙口圍頂板在支撐塊中心位置進(jìn)行垂直度監(jiān)控。支撐塊位置橫向加強(qiáng)筋板位置利用拉線(xiàn)進(jìn)行整體直線(xiàn)度監(jiān)控，保證整體直線(xiàn)度在±3 mm內(nèi)，單塊支撐塊位置直線(xiàn)度數(shù)據(jù)偏差在2 mm內(nèi)。支撐塊樣板進(jìn)行逐塊檢測(cè)方式保證偏差不大于2 mm，見(jiàn)圖2。

5)分段完工檢測(cè)控制。分段裝配焊接結(jié)束后，先脫胎，在對(duì)面板的水平、直線(xiàn)度變形位置火工調(diào)平、調(diào)直，背燒結(jié)束后，每個(gè)支撐塊位置需在橫向加強(qiáng)筋板位置利用粉線(xiàn)或支撐塊樣板測(cè)量其平整度，并將測(cè)量數(shù)據(jù)(見(jiàn)圖3)填寫(xiě)在分段支撐塊水平測(cè)量表中，在分段報(bào)驗(yàn)時(shí)與分段完工測(cè)量數(shù)據(jù)一并提供，見(jiàn)表1。

圖2 直線(xiàn)度水平度測(cè)量

圖3 測(cè)量位置

表1分段支撐塊水平測(cè)量表

2 總組作業(yè)階段精度要求和控制工藝

2.1 精度要求

該船橫向艙口圍(H3* P/S)是與橫艙壁分段(T* P/S)總組后整體搭載的。總組前以艙口圍頂板直線(xiàn)度為基準(zhǔn)保證艙口圍頂板到隔艙22 735甲板間距離3 895 mm(理論線(xiàn)都為上口)；原隔艙中心線(xiàn)與定位后艙口圍角尺度偏差 <3 mm(見(jiàn)圖4)。控制橫向艙口圍整體直線(xiàn)度±5 mm內(nèi)，單塊支撐塊最大最小偏差2 mm內(nèi)。

圖4 橫向艙口圍與橫艙壁分段總組

2.2 精度控制工藝

1)預(yù)總組精度控制。事先調(diào)整橫隔艙壁板水平(±5 mm)，參考分段劃制1 m角尺線(xiàn)檢查頂板直線(xiàn)度保證偏差在±5 mm以?xún)?nèi)，同時(shí)檢查橫艙壁頂板左右端第一個(gè)支撐塊位置為基準(zhǔn)的直線(xiàn)度(整體直線(xiàn)度±5 mm內(nèi)，單塊支撐塊最大最小偏差2 mm內(nèi),見(jiàn)圖5)。預(yù)總組結(jié)束后劃制相應(yīng)的檢驗(yàn)線(xiàn)并標(biāo)記。

2)總組精度控制。根據(jù)預(yù)總組后劃制的檢驗(yàn)線(xiàn)進(jìn)行定位，重復(fù)預(yù)總組測(cè)量步驟；實(shí)時(shí)監(jiān)控裝配焊接直線(xiàn)度偏差情況，在控制橫向艙口圍平整度時(shí)(要求±5 mm)，如果沒(méi)有達(dá)到，需進(jìn)行背燒矯正,并記錄焊接后總段精度數(shù)據(jù)及支撐塊偏差值，見(jiàn)表2。

圖5 橫向艙口圍與橫艙壁分段總組

表2總組支撐塊水平測(cè)量表

3 搭載階段精度要求和控制方法

3.1 精度要求

1)針對(duì)橫隔艙(H3*P/S+T*P/S)的搭載階段精度要求。定位隔艙按船體基線(xiàn)定位橫隔艙高度(整體高度±5 mm)，同時(shí)確保支撐塊位置水平度(整體±6 mm，單個(gè)支撐塊差值在2 mm內(nèi))。定位后續(xù)橫隔艙時(shí)需測(cè)量同一艙位支撐塊位置的整體水平，水平度控制在整體±6 mm內(nèi)，完工后填寫(xiě)橫艙壁的船塢搭載測(cè)量表。

2)針對(duì)縱向艙口圍(H1*P/S)的搭載階段精度要求。舷側(cè)艙口圍(H1*P/S)進(jìn)行船塢散吊，在吊裝前，需要對(duì)艙口圍頂板的水平度和圍壁垂直度進(jìn)行復(fù)測(cè)，針對(duì)單處支撐塊安裝位置的平整度(要求≤2 mm)。考慮到僅為整體艙口圍的縱向部分，在控制縱向艙口圍平整度時(shí)(要求是±5 mm)，如果沒(méi)有達(dá)到，需進(jìn)行背燒矯正。舷側(cè)艙口圍水平高度定位時(shí)需參考涉及艙位的橫隔艙艙口圍支撐塊整體水平正負(fù)差值，保證其定位水平高度在差值范圍內(nèi)。待所有舷側(cè)艙口圍定位結(jié)束后，需測(cè)量整個(gè)艙室所有支撐塊位置水平，保證在±6 mm內(nèi)。焊接后將焊后測(cè)量數(shù)據(jù)填寫(xiě)于艙口圍的船塢搭載測(cè)量表中。

3)橫向艙口圍和縱向艙口圍搭載結(jié)束后的整體精度要求。整個(gè)艙口圍已經(jīng)成型，考慮到橫向艙口圍已經(jīng)與橫艙壁分段焊接結(jié)束(總組)，主要調(diào)節(jié)對(duì)象以縱向艙口圍為主，先測(cè)量艙口圍頂板的整體水平度(要求±7 mm)，單處支撐塊位置的平直度(要求≤2 mm)，如果存在超出標(biāo)準(zhǔn)的情況，現(xiàn)場(chǎng)采取修割余量、背燒、開(kāi)刀調(diào)整等多種方式進(jìn)行調(diào)整。測(cè)量方式是根據(jù)艙口圍頂板上艙口蓋墊塊的位置作為測(cè)量艙口圍水平點(diǎn)，根據(jù)支撐塊的安裝位置，前后面及左右面的點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，并測(cè)量水平度，見(jiàn)圖6。

圖6 支撐塊水平測(cè)量

注意事項(xiàng)：在艙口圍裝配到位之前，相鄰的甲板面區(qū)域所有的火工作業(yè)必須完成。

與此同時(shí)，對(duì)于艙口圍成型后的總體尺寸(長(zhǎng)度、寬度、對(duì)角線(xiàn))偏差值尺寸于圖7，需符合CSQS標(biāo)準(zhǔn)[4-5]，見(jiàn)表3。

Ls1-船長(zhǎng)方向艙口圍開(kāi)口長(zhǎng)度；Ls2-船寬方向艙口圍開(kāi)口長(zhǎng)度；ΔLs1、ΔLs2-對(duì)應(yīng)于Ls1、Ls2的長(zhǎng)度偏差；D1、D2-艙口圍開(kāi)口與兩對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度圖7 艙口圖開(kāi)口尺寸偏差示意

3.2 搭載階段的精度控制工藝

在艙口圍整體裝配前, 除了按以上方法校驗(yàn)縱向艙口圍分段、橫向艙口圍和橫艙壁總組焊接完工后的面板的平面度、垂直腹板與面板之間的垂直度及扭曲度外，焊接順序?qū)附幼冃瘟康目刂朴兄苯佑绊懀M(jìn)而影響艙口圍的整體精度,因此，對(duì)焊接順序要求如下。

表3 艙口圖制造要求

1)橫向艙口圍分段的合攏縫區(qū)域的焊縫順序，見(jiàn)圖8。

圖8 橫向艙口圍分段對(duì)接縫焊接順序

2)縱向艙口圍分段合攏縫區(qū)域的焊接順序，見(jiàn)圖9。

圖9 縱向艙口圍分段對(duì)接縫焊接順序

3)焊接節(jié)點(diǎn)具體施焊順序，見(jiàn)圖10。

圖10 焊接節(jié)點(diǎn)具體施焊順序

4 結(jié)論

經(jīng)實(shí)踐證明，這套精度控制工藝成功有效，在2 500 TEU建造過(guò)程中，通過(guò)明確各作業(yè)階段的精度要求和嚴(yán)格執(zhí)行精度控制工藝，確保每個(gè)作業(yè)階段結(jié)束后達(dá)到了該作業(yè)階段對(duì)艙口圍精度的要求，最終保證了大艙成型后艙口圍的整體安裝精度。3艘2 500 TEU集裝箱船的艙口圍交報(bào)驗(yàn)均一次性合格。