1、第 卷 第 期 年 月 船 海 工 程 .:./.大型邮轮舷墙建造工艺技术方学华李祖发王世利王宏明(上海外高桥造船有限公司上海)摘 要:针对大型邮轮舷墙建造难点结合国内外船舶舷墙建造技术分析大型邮轮与民船舷墙的主要差异、建造难点和对策突出大型邮轮舷墙美观性要求强化薄板变形控制对大型邮轮舷墙建造加工、切割、焊接及矫正等工艺技术提出改进措施关键词:邮轮舷墙工艺技术变形控制矫正技术中图分类号:.文献标志码:文章编号:()收稿日期:修回日期:基金项目:上海市发改委(沪发改高技 号)第一作者:方学华()男大学专科工程师研究方向:船体建造工艺技术 船舶在海洋中航行时往往会受到风浪冲击其中船首、船尾受风浪冲
2、击的可能性较大 舷墙通常高度约 主要作用是船舶在风浪天气中航行时预防或减少甲板上浪保障人员安全防止甲板上的物品落入水中提升船舶和人员的安全性 舷墙属于防护型结构由外板、加强筋板、肘板和扶手等组成结构设计满足自身强度即可一般不参与船体总纵强度计算 为了减轻船舶自身重量船舯也可以采用栏杆、玻璃幕墙和新型复合材料等形式钢制舷墙通常选用低合金高强度钢提升耐腐蚀性 随着船舶建造技术快速发展和满足客户多元化需求舷墙使用性能有焊接固定式、活动式还有隐身式等钢制舷墙为最常见在建首制国产 级.万 大型邮轮可容纳 多名游客外形美观大气船体结构复杂共有 层甲板每层甲板边缘都有舷墙作为安全屏障游客可以停留在甲板通道上
3、吹海风、看风景享受邮轮带来的乐趣 相比其他民用船舶大型邮轮舷墙不仅数量多其独特的设计融入了建筑学、美学概念外观线型优美奇特是邮轮重要的外观工程之一 级大型邮轮见图 国内外舷墙建造技术.国内外舷墙分段建造方案大多数民用船舶甲板层数少舷墙数量少、结图 级大型邮轮构单一建造工艺技术成熟 从线型上看舷墙分为平直型和曲线型两种类型平直型位于船体中间部位曲线型位于船体艏艉两端 平直型舷墙建造简单在平整的工位或胎架上建造 艏艉舷墙线型复杂建造难度较大目前国内外各大船厂通常采用散装法、卧态建造法或整体建造法建造每种工艺各具特色既可独立应用也可同步应用 散装法属于传统建造工艺主要应用于中小船舶或复杂线型将舷墙零
4、部件在总段上直接安装、散贴外板线型可控但施工效率不高随着现代造船技术快速进步散装法工艺相对应用较少整体建造法和卧态建造法主要不同点在于整体建造与分开建造其次胎架场地和基准面选择不同共同点是将高空作业转化为平地作业从而提升施工效率和安全性整体建造法常用于精度要求较高的产品 卧态建造法是国内外各大船厂应用最广泛、最经济的建造方案卧态建造法是将整层舷墙划分为若干个片段每个片段在单独的胎架上建造再到相应的分段上进行总组合拢最终串联形成整体 胎架以外板为基准面采用支柱式胎架增加模板控制线 年第 期方学华等:大型邮轮舷墙建造工艺技术船海工程第 卷型优点是所需场地小制作效率高适用于各种船型的舷墙建造整体建造
5、法是将整层舷墙划分为数个片段并且在同一个胎架上整体正态建造合拢口预留待焊区再与相应的分段总组成型该工艺胎架制作简单以甲板结构为基准实质是按照 实物模拟建造将高空作业转化为平地作业优点是将同一层舷墙的多个片段在同一个胎架上并列建造有利于控制整体线型和精度有利于生产管理并节约建造周期适用于精度要求较高的船舶制造.大型邮轮舷墙建造方案大型邮轮舷墙与其他民用船舶完全不同不仅在数量上有很大差异尤其是建造难度前所未有大型邮轮舷墙数量多艉部有 多个片段艏部有 多个片段共计 多个片段组成全船舷墙总长度近 总共涉及 层甲板 我国造船行业首次大批量建造舷墙数量之多建造难度之大创下了单一船型之最大型邮轮建造工艺技术
6、十分复杂包括舷墙建造技术 大型邮轮舷墙外板造型独特最小宽度仅有.最大宽度达到.是普通民船 倍左右 通过三维建模将每层舷墙划分为 个片段采用卧态建造法根据各区域场地资源分别独立建造极大地提高场地周转效率从而有效保证生产计划 另外还将艉部舷墙与分段合并建造不仅有利于缩短建造周期也有利于舷墙线型和精度控制首先大型邮轮舷墙是独特的外挑式造型每层舷墙结构跨越甲板上下与甲板呈斜面和小角度施工难度大其次舷墙数量多总组吊装过程易发生变形 曲型外板变形矫正难度大第三高空作业多例如第 层甲板距离地面高达 这些都是大型邮轮舷墙与民船建造的典型差异 为了提高施工效率和安全性借鉴国外邮轮建造经验将国产首制大型邮轮艏部舷
7、墙分解转化为地面总组作业分别安装在 个总段上推进总段结构和涂装的完整性目标是支持船坞连续搭载提升船坞阶段施工效率 首制大型邮轮舷墙建造工艺技术大型邮轮舷墙数量多是邮轮建造重要的外观工程由于薄板容易变形工艺流程要紧密围绕变形控制和提升外观美观性为核心开展明确各工序精度要求和控制点.加工技术.预处理为了预防和减小薄板变形 以下薄板在预处理阶段进行滚压校平钢板在多芯滚床上进行二次滚压校平平整度控制在./以内充分释放钢板的内应力保证钢板的平整度.切割精度切割工作主要包括大量的外板和 加强筋板下料外板板厚 筋板宽度仅有 切割变形控制是难点之一 经过多次试验采用激光切割机和等离子切割机下料切割精度控制到.
8、为下阶段精度和变形控制打下良好的基础.外板加工大型邮轮舷墙外板加工有三大难点:一是外板数量多共有 多块外板需要加工二是线型复杂艏艉线型不同每层线型不同每个肋位的弧度也不同需要耗费大量的加工样板、周期、动能和人工等成本三是外板弧度大大多数外板属于双曲线型并且扭曲度与捩势较大根据船体曲板加工工艺双曲线型外板通常采用冷加工和水火弯板工艺相结合加工成型 大型邮轮舷墙外板厚度仅有 据现场试验情况采用水火弯板工艺加工成型外板表面会有遗留的火工痕迹影响外观质量效果 为了提升舷墙外观的美观度采用三芯滚床一次滚压成型技术加工过程多次调整加工轴线和油压机滚压参数最终解决了舷墙外板加工技术难题.分段建造.胎架首制大
9、型邮轮舷墙分段采用以外板为基面卧态工艺建造分别应用活络胎架、角钢支柱式胎架并增加模板控制线型划出地样线、检验线外板四周与胎架之间采用卡码固定控制自由边变形.精度控制外板铺板定位后需要进行二次划线确保结构的安装精度采用样板、水平仪等检测过程定位精度采用全站仪测量和模拟分析修正精度偏差 年第 期方学华等:大型邮轮舷墙建造工艺技术船海工程第 卷.焊接技术薄板焊接包括拼板和角焊缝 薄板埋弧是焊接技术难点之一焊缝容易出现密集气孔和未焊透等缺陷 分析认为焊接缺陷的根本问题在于薄板下料过程切割端面有残留氧化物和氮化物其中氮化物是影响焊接质量的主要因素 通过制定薄板焊接工艺指导生产组织焊工培训提升技能控制焊接
10、参数焊缝质量满足要求 焊接参数见表 表 焊接参数(单层焊丝 .)焊角/电流/电压/焊速/()平角焊.立角焊.总组建造总组建造是首制大型邮轮舷墙建造的关键环节如何做好舷墙外板线型和平整度控制是总组建造的关键控制点 施工过程需要预防吊装变形解决总组装配技术克服小角度空间限制分析舷墙变形控制与火工矫正技术确保邮轮外观线型的美观性.吊装变形大型邮轮舷墙分段整体结构强度弱外板宽度大且弧度大肘板数量少肘板间距是普通民船的 倍吊装变形控制难度较大后续船需要优化吊装方案.总组装配按照邮轮建造工艺流程艏部舷墙在总组阶段进行总组安装包括第 层甲板舷墙分布在艏部 个总段上 总组装配定位控制舷墙高度和甲板水平依次装配
11、外板与甲板的角接缝最后装配甲板上、下肘板 在总组阶段需要克服小空间施工的困难保证装配质量提升舷墙外观的美观度艏部第 层甲板舷墙结构特殊外板弧度大支撑肘板与甲板结构不对正安装在甲板软档角度是以甲板内侧为圆心呈放射型 由于甲板软档有波浪变形导致该层舷墙装配困难 后对该层舷墙采用散装法工艺提升了施工效率和质量.矫正技术大型邮轮舷墙薄板焊接和吊装等多种应力叠加变形复杂一根根筋板弯曲变形每块超宽造型板都有复杂变形如何将弯曲的筋板调平直如何矫正 曲型外板变形需要深入探讨舷墙矫正技术规律火工矫正是大型邮轮舷墙建造的关键技术也是舷墙建造的难点之一 首先需要分析舷墙矫正技术形成一套可行的工艺方案组织火工培训并在
12、技师指导下进行施工其次开发制作舷墙辅助矫正工装改善现场施工条件提升施工质量和效率第三根据船体火工原理采用整体矫正工艺外板骨架背烧处理提升外板角变形矫正效果第四舷墙局部变形复杂使用千斤顶、葫芦等工具工装辅助施工采用三角形、圆点形和短条形等方法进行矫正将外板整体线型调整光顺第五矫正顺序由中间向两端进行逐步消除变形应力从变形较小处开始矫正变形较大的部位采用外力辅助矫正第六严格控制火工加热温度最佳加热温度约 圆弧板不得过度矫正确保外观线型光顺度和筋板直线度满足质量精度要求 技术总结与改进建议首先为了提升首制大型舷墙建造质量积极探索国内外先进造船技术强化自主创新克服工艺技术储备不足片段采用卧态建造法场地
13、资源和建造周期提升 以上保证了生产计划按期完成其次在下料、加工、装配、焊接、矫正和变形控制等方面采取有效措施通过工艺创新取得多项成果和阶段性成效片段和总组建造质量可控焊接合格率达 精度合格率 第三为了解决吊装变形和曲型外板波浪变形设计制作多种工装辅助施工攻克舷墙矫正技术平整度满足要求总组涂装后外板线型光顺第四发扬团队奉献精神克服小空间限制确保总段结构和涂装完整性达 从而极大地提升船坞搭载效率首制船建造缺乏成熟技术未来建造工艺技术和生产管理仍需深入研究建议:优化舷墙分段划分与建造方案控制片段长度复杂线型采用整体建造法并在分段阶段完成背烧作业提升外板线型控制优化舷墙片段完工后的摆放、运输、吊装、加
14、强和涂装工艺优化片段吊装工艺改善吊装变形提高舷墙片段建造质量的一致性所有舷墙集中场地、固定班组施工总组预留调整(下转第 页)年第 期张海文等:海上油气生产设施防火窗的抗爆性能分析及试验方法船海工程第 卷际本文所述试验方法具有一定的借鉴意义参考文献.李遥.高温及油气爆炸载荷作用下 生活楼结构动态响应研究.江苏科技大学学报(自然科学版)():.张玉磊.不同量级 爆炸冲击波参数相似律实验研究.弹箭与制导学报():.董义领.爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱的动力响应分析.上海:同济大学.(.):.:(上接第 页)周期组织有经验专业火工矫正形成固定工序研究舷墙搭载阶段的矫正技术确保邮轮舷墙建造完工的平整度与美观性参考文献 黄浩.船体工艺手册.版.北京:国防工业出版社.吴铁成张宇红袁扣峰等.外高桥造船邮轮造船流程改造技术.海洋工程(增刊):.侯骏叶峰傅文局等.大型邮轮薄板平面分段片段特征分析.海洋工程(增刊):.刘勇.豪华邮轮薄板分段焊接应力解决方案.焊接技术():.袁红莉何云孙倩.甲板分段制造工艺设计.船海工程():.(.):.: