胡毅鈞 孟禹彤
摘 要:在船體的建造過程中,加強精度控制不但是保證船體建造質量的重要手段,也是降低船舶制造成本的主要措施?,F(xiàn)本文對從不同的角度來探討幾種常用的船體建造精度控制技術,并加以詳細論述,以供參考。
關鍵詞:船體;建造;精度;控制技術
中圖分類號:U671 文獻標識碼:A
船體建造是一項規(guī)周期長、工程量大、工序多且復雜的工程,其一般是以設計圖紙為依據,通過分段加工、整體組裝的方式完成船體建造。在此過程中,每一個工件的精度把握不到位,都有可能影響到整個船舶的建造質量。為此,船體建造工作中對精度控制技術十分重視,以下本文就來介紹幾種船體建造精度控制技術。
1 對胎架的精度進行控制
在船體的建造過程中,胎架是一個不可或缺的重要工藝設備,因為船體的體型較大,所以一般采用分段的方式分別制造各個部位,然后再將這些部位拼接在一起,形成最終的船體。在此過程中,就需要用到胎架來完成分段的裝配與連接。而胎架本身的精度也會影響船體的整體精度??梢哉f,要保證船體的建造精度,首先就要確保胎架的精度。在實際的船體建造過程中,若胎架的精度有幾毫米的誤差,那么就可能使船體出現(xiàn)幾十毫米的誤差,這一現(xiàn)象在艏艉的建造過程中更為明顯。因此必須要給予高度重視,保證胎架的精度和穩(wěn)定性。這不但要求在設計中注意尺寸誤差的控制和線型光順度的控制,還要求胎架的連接剛性達到一定要求,胎架的四角都保持水平,控制水平面的誤差和變形,必要時,可以采取一定的反變形措施。
2 對合基準線的精度進行控制
所謂對合基準線,也可以成為是參考線,在船體的建造過程中,對合線的精度水平也在很大程度上影響著船體的精度,世界各國都非常重視對合線的精度控制,尤其是日本和韓國等造船技術水平較高的國家,更是將對合線的精度控制作為船體裝配精度控制的主要手段。即在船體的每個裝配階段,無論是零部件、還是分段,抑或是總段,為了能夠靈活調整,一般在建造時都會留下一定的工藝余量,在裝配過程中再根據精度要求將這些工藝余量切除掉。在這個切除工藝余量的修正工程中,就是要以對合線的精度控制為依據來調整方正度。這樣的裝配精度控制方法要比傳統(tǒng)的預修正控制技術更方便簡單,裝配精度控制效果更佳。所以在船體的生產設計中,要將對合線標注出來,并繪制出相應的施工圖紙,將水平、彎曲度等工藝值要求都羅列出來,以便于施工人員在裝配過程中可以更好的實現(xiàn)對合線的精度控制,減小誤差,降低船體建造出成本,節(jié)省大量人力和時間。
3 反變形的精度控制技術
目前船體的建造材料一般都為鋼板,要想將鋼板組裝成一艘船舶,必須要經過鋼板切割加工和焊接等工藝環(huán)節(jié)。在此過程中,鋼板往往會出現(xiàn)變形現(xiàn)象,為此恰當?shù)膶︿摪宀扇》醋冃渭夹g,都能夠在很大程度上控制船體的建造精度。一般在船體的建造過程中,可能會產生的變形主要有切割變形、加工變形與焊接變形。首先,鋼板的切割過程中往往會產生大量的熱量,因此會產生一定的熱變形。當然,若切割機本身性能有問題也會產生一定的切割變形和加工變形。其次,在焊接過程中,同樣會產生較高的溫度,這樣一來,溫度因素、機械性能等多種因素都可能會導致焊接變形。而船體分段的變形則主要是由前期工序中的累積誤差造成。整體來說,若從標準偏差的角度來看,切割、號料與裝配等環(huán)節(jié)的精度控制決定了船體精度,而若從平均值的角度來看,則其精度控制水平主要是由焊接的精度水平來決定。為此,各國的造船企業(yè)也都在積極的研究各種反變形技術。目前,已經能夠從焊接技術、切割技術和誤差控制等角度對造船的機械設備、設計技術和施工技術等進行了改進與完善,在很大程度上提高了反變形技術水平。例如擴大總組,或者采取一定的支撐技術等等,都能達到很好的反變形效果。
4 加放補償量
加放補償量同樣是一種較為常用的精度控制技術。其在很大程度上改善了傳統(tǒng)加放余量控制技術中的不足,使船體的精度更能滿足設計要求。這是因為通過加放補償量,不但能夠使每道工序的尺寸都符合要求,而且還能夠在很大程度上提高鋼材的利用效率,加快施工進度,提高船體建造的綜合效益。在加放補償量的過程中,要注意遵守一定的基本原則。
首先,在補償量的加放設置中,需要注意:①與板的長和寬有關。板越長或越寬,補償量加放越大;②跟板的厚度有關。板越薄,補償量越大;③與角焊縫的焊腳有關。焊腳越大,補償量越大;④與結構的稀密程度有關。結構越密,補償量越大。
其次,在具體的補償量加放過程中,需要注意:①工件或產品的重復性(相似性)。重復的產品可以按照成熟的尺寸精度補償量進行加放,而具有相似性的產品可以按照相似產品進行加放;②穩(wěn)定的工藝。不同的建造方法對于分段的變形趨勢和大小都是不相同的;③嚴格的質量控制。嚴格的質量控制可以實現(xiàn)船體建造全過程的尺寸精度控制,且盡可能的以補償量取代工藝余量;④確定補償量時以焊接收縮變形因素為主。
總之,通過加放補償量,不但能夠減少無效勞動,降低作業(yè)難度,還能夠提高焊接效率和產品質量。
5 在精度控制上的統(tǒng)計技術
精度控制的含義是制造過程的統(tǒng)計控制。精度控制的最主要的目的是持續(xù)地提高生產效率。精度控制反饋信息的分析結果可指導設計和工藝方法的調整,從而協(xié)調各分道生產線的工藝流程。精度目標值的結果分析需要有大量的數(shù)據支持,檢測數(shù)據是確保施工精度的必要手段,也是精度控制的重要環(huán)節(jié),因此通過統(tǒng)計技術來實現(xiàn)精度控制也是非??尚械摹?/p>
結語
綜上所述,在現(xiàn)代船舶的建造過程中,船體建造精度的控制十分重要,但是影響船體精度的因素較多,為此就需要我們采取多種控制技術來保證船體各個施工環(huán)節(jié)的建造精度。本文所提出的幾種建造精度控制技術,希望能夠為相關人士提供一些借鑒。
參考文獻
[1]胡日強.船體建造精度控制關鍵技術研究[D].大連理工大學, 2007.
[2]郭榮奎,唐建瓊.關于船體建造補償量的加放[J].造船技術, 2005(03).
[3]鄭巨良.船舶建造中的船體變形控制[J].中國船檢,2005(04).