單殼油船改裝案例分析

◎ 張力 江門市南洋船舶工程有限公司

1.船舶改裝說明

本船為鋼質(zhì)、單甲板、單殼、單機(jī)單槳、柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的艉機(jī)型近海油船。航區(qū)為近海航區(qū)。改裝后本船為鋼質(zhì)、單甲板、雙底、雙殼、混合骨架式、設(shè)有艏樓、單槳、單舵、艉機(jī)型油船。航區(qū)為中國遠(yuǎn)海航區(qū)。

2.船舶主要尺度

原船:總長LOA:103.42 m，垂線間長Lpp:96.14m，設(shè)計(jì)水線長Lwl:99.44m，型寬B：14.90m，型深D：7.43m，設(shè)計(jì)吃水ds:6.23m，肋距s:0.60m。

改裝后：總長LOA：109.42m，垂線間長Lpp:102.14m，設(shè)計(jì)水線長Lwl:105.40m，型寬B:14.90m，型 深D:7.43m，設(shè)計(jì)吃水ds:6.23m，肋距s:0.60m。

3.改裝后適用規(guī)范

《船舶與海上設(shè)施法定檢驗(yàn)規(guī)則》（國內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則）(2011)及其修改通報(bào)；《國內(nèi)航行海船建造規(guī)范》(CCS2015)。

4.船體部分改裝內(nèi)容

4.1 總體部分改裝內(nèi)容

原船為雙底單殼，現(xiàn)改為雙底雙殼，從FR FR101+200割開，并增加6m貨艙長度，增設(shè)1.3m的膨脹甲板?？傞L由原設(shè)計(jì)的103.42m增加到109.42m。步橋抬高400mm。

4.2 結(jié)構(gòu)部分改裝內(nèi)容

1）船體在FR35～FR141貨油艙原為單殼縱骨架式結(jié)構(gòu)，貨艙區(qū)域從FR101+200開始拉長6.00m，增設(shè)內(nèi)殼板及內(nèi)殼縱骨改為雙殼；主甲板處端部設(shè)置縱桁延伸2個(gè)肋位進(jìn)行過渡，平臺(tái)端部有圓弧大肘板過渡，雙層底端部對(duì)接到原旁桁材過渡，改裝后邊艙與底艙連通作為壓載艙。

2）拉長6m后原距舯3600mm旁桁材在尾部F R41～F R49 部分割除；在艏部FR 131～FR 146 部分割除；距舯1800 mm 旁桁材在艏部FR 143～FR 155 部分割除，F(xiàn)R35～FR151內(nèi)殼縱壁斜板下增設(shè)開孔旁桁材，艉部與原1800mm船底縱骨連接形成過渡；艏部與原1200mm旁桁材連接形成過渡。

5.改裝前準(zhǔn)備

5.1 圖紙準(zhǔn)備

1）繪制原船型線圖。通過原船型值表在CAD中繪制出原船型線圖并進(jìn)行三項(xiàng)光順。

①船長增大6米。在原船型線圖的半寬水線圖平行縱體部分選出一處（FR101+200）截?cái)嘣鲩L6米，連線。在AUTOCAD中截?cái)嗵帉⑹撞炕蛘呶膊肯蚯盎蛳蚝笃揭疲偟木嚯x為6米。首站和尾部0站號(hào)線仍然不變，中間站號(hào)線去除，按原船站號(hào)數(shù)量重新等分中間距離，繪制出型線圖并讀出型值。

②增加內(nèi)殼型線。根據(jù)新劃分的倉容值或者同類型母型船通過比例縮放，確定出內(nèi)殼的型值，然后畫出內(nèi)殼型線圖并進(jìn)行三項(xiàng)光順，舷側(cè)內(nèi)殼盡可能的減少折角線數(shù)量，特別是NO.1，NO.5避免出現(xiàn)曲面，減小加工難度。

2）建立三維立體模型并再次精光順。通過型線圖，主要以肋骨型線圖為基準(zhǔn)進(jìn)行3D模型建立，可通過CAD三維模式進(jìn)行，并形成三維圖形，通過動(dòng)態(tài)觀察器檢查各型線是否光順，內(nèi)殼板是否由多塊板格組成而非曲面或其他不利于加工的形狀，并及時(shí)進(jìn)行修正。

3）繪制分段劃分圖及改裝區(qū)域結(jié)構(gòu)圖。根據(jù)設(shè)計(jì)院提交的改裝后船體退審圖以及船廠鋼板庫存的規(guī)格，船廠的吊機(jī)起吊能力和旋轉(zhuǎn)半徑、轉(zhuǎn)運(yùn)車輛承載能力確定分段的劃分，繪出相關(guān)的結(jié)構(gòu)圖。在進(jìn)行分段劃分前還需要事先根據(jù)基本結(jié)構(gòu)圖估算出分段重量，再進(jìn)行分段劃分。鋼板密度取7850kg/m3。

5.2 原船切割準(zhǔn)備

1）切割前劃線、施工區(qū)域劃分。原船入廠后，首先測量實(shí)船總寬、半寬，確定中心線（一種是取實(shí)際總寬中值，一種是找出原船中縱取板中線，最后兩者相互驗(yàn)證，取后者利于施工），劃出甲板切割線。由于改裝廠現(xiàn)有碼頭起吊能力為15t，因此進(jìn)行甲板分段劃分如下：五艙:左U1，右U6 ；四艙：左U2，右U7；三艙：左U3，右U8；二艙：左U4，右U9，一艙左U5，右U10。主甲板升高1300改裝后，叫膨脹甲板，從尾往首劃分為5個(gè)分段，每分段又劃分為左右段，左右舷不對(duì)稱。分兩個(gè)階段施工。

2）新增左右舷縱艙壁分段劃分。特別提醒，首尾縱艙壁區(qū)域縱向折角線，橫向折角線較多，分段劃分按折角線形成的斜平面作為小平面分段，現(xiàn)場進(jìn)行散裝，包括該處的縱骨都散裝。

3）新增分段劃分。從FR101+200往首加長6m的新增環(huán)形立體分段，劃分為左右2個(gè)雙層底分段，2個(gè)舷側(cè)分段，1個(gè)甲板分段，1個(gè)中縱壁分段，1個(gè)FR103橫艙壁分段，共7個(gè)分段。

4）其中分段劃分注意事項(xiàng)。保證船舶強(qiáng)度，采取交叉施工拆一留一的措施，防止由于拆得過空，引起船舶的較大變形?？紤]排板和施工方便的問題，盡量使用δ＊2000＊8000板，對(duì)于不影響強(qiáng)度的部位盡量早施工。

在余量處理上，第一期工程縱向不留余量，分段預(yù)制時(shí)按精度管理方案執(zhí)行，控制安裝間隙；第二期工程縱向留30～50mm余量，合攏時(shí)修割，高度方向折角線位置形成的平面或斜平面進(jìn)行片體小分段拼板、預(yù)制，吊裝定位好后，根據(jù)安裝高度修割余量（注意主甲板有梁拱）。

6.改裝施工

6.1 舊船改裝位置的拆除

先拆除一期工程區(qū)域上方約540寬的主甲板一列（即原主甲板開設(shè)工藝孔）。

拆除時(shí)分清區(qū)域，先拆除一期工程涉及的水密橫艙壁，拆除距船旁約1.0米（提供劃線型值表），拆裝前先在橫艙壁的距合攏口的位置，安裝100＊100的角鋼，每段角鋼長度1.5米，間隔1米，角鋼采用間斷焊：焊接200mm間隔200mm，防止橫艙壁割開后對(duì)口處出現(xiàn)波浪形變形。

在安裝時(shí)直接將分段從主甲板的開孔處放到位，放到位后，在有艙壁和強(qiáng)框架的位置，點(diǎn)焊固定縱艙壁，在平臺(tái)位置設(shè)拉碼，用葫蘆拉住。

肋骨切割：根據(jù)劃線圖所劃切割線切割甲板工藝孔，以新增邊艙定甲板寬度和升高后甲板半寬數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，由舷邊至內(nèi)量取數(shù)值切割，邊艙定甲板不留余量，升高甲板端部留100余量，待升高后搭載時(shí)切割。工藝孔最少保證450寬，確保施工進(jìn)出料。甲板切割后，可進(jìn)行原船肋板切割：

內(nèi)底開工藝孔：根據(jù)內(nèi)底板人孔布置圖開孔，利用減輕孔做工藝孔。

6.2 加裝結(jié)構(gòu)

1）加裝肋板與平臺(tái)板。先加裝肋板與平臺(tái)，特別注意切割時(shí)的折角點(diǎn)的定位，此折角點(diǎn)作為后期甲板升高肘板安裝的重要基準(zhǔn)點(diǎn)，一定確保正確。

2）加裝內(nèi)底旁桁材及其加強(qiáng)。旁桁材下料尺寸需要考慮工藝孔大小，和人力一定重量，因?yàn)殡p層底層高僅1000，活動(dòng)困難，以及現(xiàn)場出現(xiàn)的諸多安裝節(jié)點(diǎn)問題。因?yàn)榇霸谒线M(jìn)行施工，旁桁材與外板角縫不能進(jìn)行焊接，需要待后期進(jìn)塢后方能焊接。

3）加裝內(nèi)殼縱骨及內(nèi)殼壁板。待雙層底內(nèi)結(jié)構(gòu)安裝完畢后可進(jìn)行內(nèi)殼縱骨和壁板裝焊，特別注意一艙和五艙，因?yàn)橛须p向彎折而且實(shí)船尺寸偏差大，最好以散裝為主要施工手段，先片體制作再安裝會(huì)增加后期修改難度。施工前先根據(jù)折角型值表劃出折角線位置，安裝時(shí)以這交點(diǎn)安裝折角卡板確認(rèn)角度。

4）升高頂肘板片體安裝。安裝時(shí)以折角點(diǎn)定位，同時(shí)在甲板兩邊樹立1300標(biāo)桿作為安裝基準(zhǔn)，同時(shí)拉線檢驗(yàn)升高內(nèi)殼板平整度，確保前后相鄰片體安裝的平直或光順。

5）主甲板搭載。先搭載主甲板一艙、三艙、五艙，后搭載二艙、四艙，左右舷交替進(jìn)行。提醒：在原主甲板切割前劃線時(shí)要事先劃出中心線打好樣沖，測量水平形成數(shù)據(jù)表，回裝時(shí)按原數(shù)據(jù)表為基準(zhǔn)在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)定位。定位后統(tǒng)一劃出甲板余量線，直線切割出對(duì)接坡口，報(bào)驗(yàn)后焊接。

6.3 船舶進(jìn)塢加長

1）船塢的準(zhǔn)備。布墩之前，預(yù)先在塢底地面上繪制“船舶參考中線”和左右舷2條“型寬參考線”，以及繪制布放塢墩的位置線。用固定壓鐵或壓載水調(diào)整船舶的縱傾和橫傾浮態(tài)，以滿足《墩位布置圖》所要求的、縱傾不應(yīng)超過船長1%=1.034米，橫傾最大不超過0.5度的要求；

準(zhǔn)備 使用的塢墩總共需要92個(gè)，其中FR101至艏部的25個(gè)塢墩，在船舶進(jìn)塢前布放在“進(jìn)塢墩位圖”的位置、并將全部塢墩最高平面調(diào)整至基線高度，而后期移到“合攏墩位圖”的位置布放，根據(jù)實(shí)船條件和塢墩高度，取最高的塢墩為1.1米水平面作為基準(zhǔn)平面，用激光經(jīng)緯儀進(jìn)行水平測量，公差控制在正負(fù)5mm。船舶甲板上立出中心線標(biāo)桿和橫向肋位標(biāo)桿，在后期船舶進(jìn)塢和分段搭載定位參照。

2）可采用方案。在船舶進(jìn)塢前，對(duì)這25個(gè)塢墩做好編號(hào)，預(yù)先移動(dòng)布放到“合攏墩位圖”的各個(gè)相應(yīng)位置，測量每個(gè)墩位的最高平面高度，如果塢墩最高平面的高度與基線高度不一致，則將需要調(diào)整的高度值記錄下來，在艏部分段拉開、重新合攏前，依據(jù)記錄的高度調(diào)整數(shù)據(jù)，對(duì)這些塢墩高度做好調(diào)整。

在船舶坐墩后通過激光復(fù)核艏部分段標(biāo)桿位置的水平高度是否滿足合攏要求；船舶中心線、半寬線修正及主尺度、擾度測量、甲板與外底水平測量。

①用激光將甲板已根據(jù)之前《甲板劃分及劃線圖》已劃出的中心線引致塢底，劃出實(shí)船中心線及半寬線、用激光經(jīng)緯儀開出90度FR101+200的橫縫線；

②將FR101+200塢底線用激光掃回船上甲板與舷頂列板的交點(diǎn)，驗(yàn)證船上所劃FR101+200的割縫線是否一致，如有超出公差范圍需對(duì)甲板進(jìn)行二次修割并利用新建分段的余量進(jìn)行彌補(bǔ)；

③用激光掃出整個(gè)FR101+200的切割面，分別將外板、內(nèi)殼板、甲板、平臺(tái)板、內(nèi)底板、外底板等的切割線劃出。

④測量出甲板、外底板水平數(shù)據(jù)（因?yàn)閮?nèi)底處于封閉區(qū)域且有橫艙壁阻擋不利于測量故不選取作為基準(zhǔn)）作為船舶加長后回拉的分段定位基準(zhǔn)。

7.特別注意

（1）因?yàn)镕R101+200為原船的橫縫，通過激光引線先要檢驗(yàn)該縫是否在同一平面內(nèi)，如果有傾斜，需要借助分段余量選取中值來消除該焊縫的傾斜值，使新的割縫最終為一垂直于中線面的垂面。

（2）因?yàn)閷?shí)船建造數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)有偏差且可能會(huì)有橫傾，故切割前船舶主要結(jié)構(gòu)的水平狀態(tài)可作為后期搭載回復(fù)原狀態(tài)的重要依據(jù)，新的水平應(yīng)控制在與原船比較的水平正負(fù)8mm（CSQS 1.6.3 表3-1-28）[1]，減少對(duì)位偏差和局部的結(jié)構(gòu)割換。

（3）首部分段前移。第一步：船體結(jié)構(gòu)沿割縫切割后檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)是否已全部隔斷。第二步：在分段下塢墩之間放入氣囊壓氣頂升。第三步：抽出塢墩，分段在牽引車作用下前移約6100mm并且重新布墩。第四步：吊入新增雙層底分段，對(duì)中及水平半寬測量定位，對(duì)主要結(jié)構(gòu)加碼固定對(duì)部分受力結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部焊接。

采用50噸千斤頂和墊塊架設(shè)在前塢墻與船舶球鼻艏頂端之間，回頂艏部分段至合攏的縱向（X向）位置；初步測量船舶在氣囊上的橫向（Y向）位置偏差，通過采用架設(shè)在FR119、FR141或FR141與塢墻之間的20噸千斤頂、頂桿的頂推力，調(diào)整艏部分段的Y方向偏差。

氣囊放氣直至船舶坐墩，用激光儀測量艏部分段上“水平標(biāo)桿”和“對(duì)中標(biāo)桿”上的數(shù)值，再次將氣囊打氣，頂升起艏部分段，然后依據(jù)Z向的偏差數(shù)值調(diào)整塢墩的頂部高度，而Y向偏差，則再次通過Y向千斤頂做調(diào)整，直至艏部分段坐墩后，“水平標(biāo)桿”和“對(duì)中標(biāo)桿”上的測量值達(dá)到規(guī)范要求的范圍內(nèi)，最后復(fù)核船舶的總長（X向），撤除氣囊，進(jìn)行艏部分段合攏的裝配焊接?？偟膩碚f就是分段對(duì)準(zhǔn)船舶中心線，水平參照原船已測量水平值，偏離數(shù)值在正負(fù)8公差(CSQS 1.6.3 表3-1-28)[1]范圍內(nèi)即可，其余次要結(jié)構(gòu)根據(jù)現(xiàn)場微調(diào)。

8.焊接及報(bào)驗(yàn)

完成以上的裝配焊接工作，按照《報(bào)驗(yàn)項(xiàng)目表》(CSQS CBT4000-2005[S]) [1]（及《系泊試驗(yàn)大綱要求》(鋼制海船入籍規(guī)范20151-252)[2]完成后續(xù)的試驗(yàn)檢驗(yàn)工作。

9.改裝工程的重點(diǎn)及注意事項(xiàng)

（1）利用型線圖建模后要檢查光順性，特別是內(nèi)殼線型盡量減少折角點(diǎn)，不要形成雙曲面，內(nèi)殼與主甲板和內(nèi)底板的交線盡量由直線段而非曲線段組成，降低加工難度。

（2）切割前船體結(jié)構(gòu)中心線、縱橫切割線與水平、半寬等實(shí)測值要做好記錄，以便后期參照。

（3）施工前期最好量取實(shí)船與改裝相關(guān)數(shù)據(jù)，做好分析與理論數(shù)據(jù)對(duì)比，提前做好超差整改的預(yù)案。

（4）船舶升高甲板需要在船首、中、尾分別立一標(biāo)桿，以便后續(xù)升高后回裝定位。

（5）船舶入塢加長工程的定位劃線，確定中心線與橫向切割線承90度，且與船塢理論所劃切割線進(jìn)行對(duì)比修正，因?yàn)镕R101+200為原船的橫縫，通過激光引線先要檢驗(yàn)該縫是否在同一平面內(nèi)，如果有傾斜，需要借助分段余量選取中值來消除該焊縫的傾斜值，使新的割縫最終為一垂直于中線面的垂面。

（6）船舶進(jìn)塢修割前要采取措施在船體尾部增加臨時(shí)支柱，切口首端增加拉碼，防止船體隔斷后尾段因?yàn)闄C(jī)艙重量集中形成下陷，首端上翹，從而改變?cè)甲諣顟B(tài)。

（7）改裝工程最大的特點(diǎn)就是實(shí)船與理論數(shù)據(jù)偏差的地方多，偏差值較大，這就需要在實(shí)際改裝過程中不斷的修正結(jié)構(gòu)尺寸、定位坐標(biāo)及相關(guān)的圖紙，但首先以改裝目的為主線，先定主要結(jié)構(gòu)，后定次要結(jié)構(gòu)。新增分段制作前，需先測量實(shí)船的相關(guān)尺寸如型寬、型深、主要結(jié)構(gòu)相對(duì)的高度、距中的距離等，然后再對(duì)分段主要數(shù)據(jù)進(jìn)行修正后制作。

綜上所述，本文主要結(jié)合本人工作實(shí)踐，圍繞改裝實(shí)例主要對(duì)改裝的工藝技術(shù)方法進(jìn)行介紹，通過船東改裝要求及原船相關(guān)圖紙資料、國內(nèi)、國際標(biāo)準(zhǔn)等，策劃改裝工藝方法，逐步實(shí)施。介紹船舶加長、單殼改雙殼、甲板升高的實(shí)操方法并在最后對(duì)注意要點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)。