118000吨级散货船的高效建造方法

中外船舶科技２０１１年第１期　枞设计　１　１８　０００吨级散货船的高效建造方法　朱本船ｔ，俞佳玮　，周执平２　（１．浙江造船公司，浙江宁波３１５５３７）　（２．上海爱德华造船公司，上海２００１２５）　摘要：船舶生产设计顺序优化、分段无余量和总组总段划分及吊装等方面的举措优化了船舶的生产设计和建造方案，缩短　了１１８　０００吨级散货船的船台周期，提高了预舾装的完整性。该船舶的顺利下水表明其建造大纲和施工方案是行之有效的。　关键词：１　１８　０００吨级散货船；生产设计优化；分段无余量建造；总组总段划分　浙江沿海某造船公司在８０　０００　ｔ级船台建造的一　生产设计的顺序，将艉部机舱分段，上层建筑的生产设　艘意大利ＲＩＮＡ船级社名为ＲＯＭＡ　ＳＮＵＧ１１８　０００　ｔ级　计提前；而对于结构比较简单，设备管系舾装率较低的　散货船的首制船下水成功【１】。这是首次在船台上建造的　平行中体分段，艏部分段以及艏楼分段放在艉部机舱　大型船舶，它标志着１１８　０００ｔ级船舶在８００００ｔ级船　分段和上层建筑之后进行生产设计（图１）。通过对生　台的建造大纲和施工方案是行之有效的。１　１８　０００　ｔ级　产设计的优化，重组设计顺序，保证了船舶建造进度，　散货船是４艘批量建造的船舶，要求船台周期短，质量　提高了整船下水的预舾装完整性。下水时，机舱区域舾　高，任务重。由于每艘船的船台周期仅４个月，因此，保　装预装完整性可达到９０％，上层建筑区域舾装预装完　证整船的制造进度、建造质量及下水的预舾装完整率，　整性达到９２％，大大超过同类船舶预舾装的完整性。　提高１　１８０００　ｔ级散货船的生产效率，是一个严峻任务，　也是造船业共同关注的重要课题。本文就船舶模拟建　惭十似　毒计Ｈ　ｔｌｔｌ￣ｌｌ！ｔｌＪｔｔｔ卜－－　躺§幔生　ｔ计卜　ｌ董生　量竹　造、分段无余量建造、总组总段划分及吊装等举措对生　产设计和建造方案优化等进行了扼要论述。　＃ｌ￥一｝生　序卜—’ｆ艉苷　扭生，　卜　ｊ　甜ｆ￣ｔｉｔ卜＿．＿．｛确巾ＩＩ　ｌ＂　＿．｛女矗辱＆生产ｌ曼计　图１　传统与新型船舶生产设计顺序对比　１．生产设计优化　船舶生产设计计划以船舶各个分段在厂内生产施　２．分段无余量建造　工的先后顺序为依据。计划早进场的区域分段，在设计　计划中要提前出图，并且要尽量确保区域施工的连续　采用无余量造船技术，即采用补偿量代替分段余　性和预装的完整性，以减少各区域分段合拢后的工作　量的方法，进行分段搭载前必须预修整，使分段在上船　量。　台装配前达到预定的尺寸要求。随着计算机技术的发　传统的船舶生产设计模式分工过细，主要体现在：　展及建造过程的仿真模拟应用，早在２０世纪７０年代，　分工以专业为主，将船、机、电、舾、涂等各专业分开，而　前苏联、日本等一些造船业发达的国家就开始对平直　且在同一专业内部又分为若干工种、系统等；设计顺序　分段建造进行全过程的尺寸精度控制，现在已发展为　按照先船体，再轮机，最后电气的流程进行设计，内容　对包括曲面分段在内的所有分段建造全过程的尺寸精　相互独立，预装完整性差；图面信息量单一，综合性低；　度控制。经过多年的现场实测数据的积累与统计、分析　在人员配备上以“专”人为主　。　及理论计算，能够掌握船体建造中几乎所有加工过程　针对１　１８　０００　ｔ级散货船船台周期短，对下水预装　的变形规律，掌握了无余量造船的最核心的技术。通过　完整性要求高，在生产设计开始改变了以往传统船舶　计算每个分段的补偿量及船台装配的调整量，不但减　计与制造　中外船舶科技２０１１年第１期　少了调整工时，而且提高了船台大合拢效率，保证了船　台建造质量　。　部分密封性试验阀。　船舶总段划分是在充分考虑工厂的起重能力、场　该公司在原有５３　１００　Ｄｗｒ，５８　０００　Ｄｗｒ散货船的　基础上对无余量造船技术验证积累，通过将分段的收　缩变形设置为补偿量抵偿，以及一定的工艺措施控制　变形来获得可接受范围的分段变形，从而满足无余量　地、设备、船舶结构完整合理的基础上，综合考虑工时　材料消耗、建造质量和新工艺推广等因素而形成的工　艺设计方案，是从全厂全局加以考虑确定的内容，它不　仅是产品详细设计、生产设计适应于工厂船舶建造的　前提条件，也是工厂船舶建造过程中一切活动的基础。　造船的精度要求。　以已下水的１１８　０００　ＤＷＴ级散货船为例，采用以　下措施达到无余量造船的精度要求：　１）分段结构采用流程化制作，提高组件、部件比莎　；　２）不连续结构，且无中间支撑的分段，对内部结构　进行加强，防止焊接和吊装时产生大的变形扭曲；　３）优化焊接顺序，对称焊接，控制焊接电流减少焊　接变形，并形成对称变形，避免扭曲变形；　４）利用分段反造法，用分段翻身后施焊产生的应力　特别是在传统的造船模式下，分段划分的研究就是对　分段划分原则的研究。因此，确定合理的分段划分原则　就成了船体分段划分方法研究的重要部分唧。　该公司的８０　０００　ｔ级船台具有一座安全负荷５００　ｔ　的龙门吊，其主钩为２５０ｔ，两只副钩均为２６０ｔ，主副钩　距地面７８ＩＴＩ。跨距为１０６ｍ，该龙门吊座跨在２６８ｍＸ　４５　ｍ船台和３００／／１　Ｘ　９０　ｍ的组装、预装平台。往往同时　负担起组装平台和船台的起吊任务，将一些预装、内外　抵消部分变形应力，同时还可以施加反向变形的外力；利　用以匕变形控制法仍未达到要求，可采用火工矫正变形。　３。总组总段划分及吊装　总段建造法首先选定船中部（或接近船中）的总段　涂装竣工的若干个小型立体分段和平面分段在平台上　组装成大型立体环形分段，然后将该大型立体环形分段　直接吊上船台大组装，避免了预装场地、起吊能力不足　减少了总段的驳运时问，使得总段的组装和预舾装有充　分的时间和足够的空间，加快了船舶建造周期。　基于８０　０００　ｔ级船台配套龙门吊最大起重能力为　安全负荷５００　ｔ，为了充分利用龙门吊的起重安全负　荷，及满足总组总段尺寸要求，在减少分段的吊装次数　的同时保证运行时的安全，故在总组总段划分时将整　船２７０多个分段划分成７１个总段（图２，３，附录Ｉ）。　以机舱区域总段１０Ａ，底部分段区域总段３０ＡＰ两个　作为定位段，吊运至船台上定位固定，然后依次安装前　后的相邻总段。当相邻两个总段的对接缝焊接结束后，　即可进行合拢区的舾装工作。采用总段建造法船台装　焊工作量少，工作条件好，有利于缩短船台周期。由于　总段结构较完整，形成刚性较大的封闭体，采用适当的　反变形措施，易于控制船体焊接变形；预舾装工作可以　提前进行，减少船舶占用舾装码头时间，并可提前进行　典型总段为例（其余见附录１）。总段１０Ａ由１０２Ｐ，１０２Ｓ，　１０２Ｃ，１０３Ｐ，１０３Ｓ五个分段组成，总组结构重量约为４０４　ｌ，、Ｉ／＼　ｉ　、　‘ｆｈ　．．　¨　Ⅳ　ｒ．　Ｉ　ｒ＝＝：＝　豇：＝：　ｌ　｜　１　Ｊ　．　１　Ｉ　．．　Ｉ　Ｉ　Ｕ【　Ｉ　Ｉ　，　Ｉ　ｌ　Ｊ，●！　、Ｉ　Ｊ　＿ｊ　Ｃ　一、　［舷：　一，　）　Ｌ　，—一　：　上　：：　－　ｆ　＿　．・　／｝　：　｝　－，　．　、－　／｝＼　・　ｆ＼‘＼／｝＼　．／｝＼　，｛１　、　盆　・一　’＿ｌ斌　，　　，。　、１　＿ｌ斌ｒ　－｝、、ｂ国　６　｛、　Ｊ‘＼　１＼　、　，高　｛＼　’　八　‘＼蜊．　●　！　……．‘　－Ｌ　Ｌ……一　ｒ　：＾Ｌ．　’－１４，……Ｊ　－．　１　　　。｝　／、、血　　２１　一一　一｝　＾～＾　…．●ｋ　。　……．■一　．　：　．。Ｊ……　二１＿、＾　…●　图２　１１８　０００ＤＷ吨级总组总段示意　中外船舶科技２０１１年第１期　瞅计　图３大合拢搭载流程网络　ｔ，实际总组尺寸为１２　１２７　ｍｍ　ｘ　２８　５４３　ｍｍ　Ｘ　１３　１７０　吊总重为４９５　ｔ。以上两个总段已接近５００　ｔ级龙门吊　最大起重负荷，为保证吊装安全，除对弱结构进行局部　加强防止变形外，对吊环下主要构件也要求局部加强，　防止吊环拉断，或造成结构变形、撕裂（图４，５）。　ｍｍ，加上接近９０　ｔ的舾装重量，起吊总重约为４９７ｔ；总　段３０ＡＰ分段由３０６　Ｐ，３０７　Ｐ，３０８　Ｐ，４０６　Ｐ，４０７　Ｐ，４０８　Ｐ组　成，总组尺寸为３５　６５０　ｍｍ　ｘ　１５　７５０　ｍｍ　Ｘ　９　０８０　ｍｍ，起　艟蝴　Ｉ　９　、卜　日　，　、‘　■　Ｉ　－　７　－一　．Ｉ　４０　ｌ：、　卿［　４啁　Ｓ｛　ｌ－　釜　｛：　　’　Ｉ　＝　－　跚　＿—＿　…－　［．３１　０７１—Ｐ．　３　０８Ｐ　！　ｆ●　ｌ＾Ｐ　／：　）　。　ｌ　－　王　、　图４　１０Ａ总段吊装示意图　图５　３０ＡＰ总段吊装示意图　４．结语　船舶设计与建造是个系统工程，影响船台合拢效　率的因素是多方面的。合理的生产设计及分段划分是　结合才能使高效船舶建造成为现实，付诸实践。　从生产设计源头抓起，将原来先船体再轮机的模　式改为轮机与船体齐头并进的格局；深入推广分段无　余量，根据组装场地和起重能力进行总段划分和总段　建造，这些都为１１８　０００　ｔ级散货船的高效建造创造了　良好的条件和扎实的基础。　提高船舶建造效率的前提条件，分段无余量建造以及　科学的管理为高效生产提供后续支持，只有两者有机　‘汁与制造　中外船舶科技２０１１年第１期　参考文献　【１】周执平．浙江省最大１１８０００ＤＷＴ散货船在宁波顺利下水船业信息，２０１１（２）：１．　【２】谢祚水．船舶与海洋工程概论【ｌＩｆ］．北京：国防工业出版社，１９９９．　【３】徐光学．新世纪造船技术的发展叨．江南集团技术，２００１（５）：１－１２．　［４】陈宁，曲浩．中小型船厂的建造计划管理及优化方法【Ｊ］．造船技术，２ｏｏ８（４）：６　．　Ｉｓ］徐兆康．船舶建造工艺学咖．北京：人民交通出版社，２０００．　【６】刁玉峰．船舶生产设计［１　．北京：人民交通出版社，２００１．　［７】Ｂｏｕｄｒｅａｕｘ　ＪＳ．Ｎａｖａｌ　ｓｈｉｐｓ　ａｎｄ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｂａａｅｄ　ｄｅｓｉｇｎ［Ｊ］．ＳＮＡＭＥ　ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ，１９９５，１（１０３）：１　１　１—１２９．　［８】Ｋ－ｍ．ｋｕｒａＹ，ＳａｓａｊｉｍａＨ．ＴｈｅＰｒｏｓｐｅｃＴｉｖｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＳｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｈｅ２１ｓｔＣｅｎｔｕｒｙ．ＮｅｗＷｏｒｌｄＰｒＩＧ￣ｓ，２０００（１０）．　【９】钟宏才，向东，谭家华．船体分段划分方法研究概述叨．造船技术，２００２（２）：１－－４．　附录１：　平面组装分段组装方法　平面组装分段组装方法　序　序　号　总段名　总段组装方法　总段重　号　总段名　总段组装方法　总段重　量／ｔ　量，ｔ　１　３０ＡＣ　以船底外板为胎组装段Ｃ　３０１．５　２　３ＯＣＣ　以船底外板为胎组装段Ｃ　２８７．６　３　３０ＢＣ　以船底外板为胎组装段Ｃ　２５９．２　４　３ＯＤＣ　以船底外板为胎组装段Ｃ　２８４．３　５　３ＯＡＰ　以船底外板为胎３Ｐ＋４Ｐ分段组装　４６１．９　６　３０ＡＳ　以船底外板为胎３Ｓ＋４Ｓ分段组装　４６１．９　７　３ＯＢＰ　以船底外板为胎３Ｐ＋４Ｐ分段组装　３９６．８　８　３０ＢＳ　以船底外板为胎３Ｓ＋４Ｓ分段组装　３９６．８　９　３０ＣＰ　以船底外板为胎３Ｐ＋４Ｐ分段组装　４５６．４　１０　３ＯＣＳ　以船底外板为胎３Ｓ＋４Ｓ分段组装　４５６．４　１１　６ｏＡ　７Ｃ分段　以横仓壁板的一面为胎丁字组装上甲板６＋　１８１　１２　３０Ｇ　以船底外板为胎组装段３ＰＳ＋４ＰＳ　３６７．４　１３　５０ＤＰ　以舷侧外板为胎组装５Ｐ＋４２１Ｐ＋７Ｐ分段　２６３．９２　１４　５ＯＤＳ　以舷侧外板为胎组装５Ｓ＋４２１Ｓ＋７Ｓ分段　２６３．９２　１５　３０Ｈ　以船底外板为胎组装段３ＰＳ＋４ＰＳ　３１５＿３　１６　６０Ｆ　以横仓壁板的一面为胎丁字组装匕甲板６＋７Ｃ分段　１８２　１７　６ＯＢ　以横仓壁板的一面为胎丁字组装上甲板６＋　７Ｃ分段　２０２．７５　１８　５ＯＣＰ　以舷侧外板为胎组装５Ｐ＋４２０Ｐ分段　１０８．７８　１９　５０ＣＳ　以舷侧外板为胎组装５Ｓ＋４２０Ｓ分段　１０８．７８　２０　２０Ａ　以机仓底平面为胎组段机舱分段　２６４．７２　２１　５０ＥＰ　以舷侧外板为胎组装５Ｐ＋４Ｐ分段　１８５．６８　２２　５０ＥＳ　以舷侧外板为胎组装５Ｐ＋４２３Ｐ分段　１８５．６８　２３　５０ＢＰ　以舷侧外板为胎组装５Ｐ＋４１９Ｐ＋７Ｐ分段　２４９．７２　２４　５０ＢＳ　以舷侧外板为胎组装５Ｓ＋４１９Ｓ＋７Ｓ分段　２４９．７２　２５　２ＯＢ　以机仓底平面为胎组段机舱分段　２４８．８５　２６　３０ＤＰ　以船底外板为胎３Ｐ＋４Ｐ分段组装　４４４．４９　２７　３ＯＤＳ　以船底外板为胎３Ｓ＋４Ｓ分段组装　４４４．４９　２８　２０Ｃ　以机仓底平面为胎组段机舱分段　９６．８９　＠　中外船舶科技２０１１年第１期　…设计　２９　５ＯＡＰ　以舷侧外板为胎组装５Ｐ分段　１８０．３９　３０　５０ＡＳ　以舷侧外板为胎组装５Ｓ分段　１８０．３９　３１　６０Ｃ　以横仓壁板的一面为胎丁字组装上甲板６＋　１９９７Ｃ分段　７　３２　６０Ｄ　以横仓壁板的一面为胎丁字组装匕甲板６＋７Ｃ分段　１７０．６４　．３３　２０ＤＰ，ｓ　以机仓底平面为胎组段机舱分段　３５　５ＯＦＳ　以舷侧外板为胎组装５Ｓ＋４２５Ｓ＋７Ｓ分段　４０６　３４　５０ＦＰ　以舷侧外板为胎组装５Ｐ＋４２５Ｐ＋７Ｐ分段　２６３．６３　３６　３０ＥＣ　以船底外板为胎组装段ｃ　２６３．６３　２７１．９　３７　２０ＥＰ　以机仓底平面为胎组段机舱分段　３９　５０ＧＰ　以舷侧外板为胎组装５Ｐ＋４２７Ｐ分段　４１　ＨＣ７　片体组装完成上船台　４３　ＨＣ５　片体组装完成上船台　４５　５０｝ＩＰ　以舷侧外板为胎组装５Ｐ＋４２９Ｐ＋７Ｐ分段　２Ｏ９　３８　２０ＥＳ　以机仓底平面为胎组段机舱分段　２１１．８　４０　５０ＧＳ　以舷侧外板为胎组装５Ｓ＋４２７Ｓ分段　４４　４２　ＨＣ６　片体组装完成上船台　４４　４４　１ＯＡ　以机仓底平面为胎组段机舱分段　２７１．３５　４６　５ＯＨＳ　以舷侧外板为胎组装５Ｓ＋４２９Ｓ＋７Ｓ分段　２ｌ１　２１１．８　４５　４０４　２７１．３５　４７　３ＯＥＰ　以船底外板为胎３Ｐ＋４Ｐ分段组装　４９　５０ＩＰ　以舷侧外板为胎组装５Ｐ＋４３１ｐ＋７Ｐ分段　３７２．Ｏ８　４８　３ＯＥＳ　以船底外板为胎３Ｓ＋４Ｓ分段组装　２５３．４２　５０　５０ＩＳ　以舷侧外板为胎组装５Ｓ＋４３１Ｓ＋７Ｓ分段　３７２．Ｏ８　２５３．４２　５ｌ　６ＯＥ　以横仓壁板的一面为胎丁字组装上甲板６＋　１５８７Ｃ分段　０４　５２　３ＯＦ　以船底外板为胎组装段３ＰＳ＋４ＰＳ　．２３７．２９　５３　ＨＣ４　片体组装完成上船台　４６　５４　ＨＣ３　片体组装完成上船台　４５　５５　５０ＪＰ　以舷侧外板为胎组装５Ｐ＋４３３ｐ分段　５７　５０ＫＰ　以舷侧外板为胎组装５Ｐ＋４Ｐ＋７Ｐ分段　１９３．６７　５６　５０ＪＳ　以舷侧外板为胎组装５　１７Ｓ＋４３３５分段　２４６．５７　５８　５ＯＫＳ　以舷侧外板为胎组装５Ｓ＋４Ｓ＋７Ｓ分段　１９３．６７　２４６．５７　５９　５０ＬＰ　以舷侧外板为胎组装５２２Ｐ＋４３７Ｐ分段　６１　６ｏ８　以上甲板为胎反造　１５４．４４　６０　５０ＬＳ　以舷侧外板为胎组装５２２Ｓ＋４３７Ｓ分段　６４．５　６２　８ＯＣ　以首部平面为胎立体组装８字分段　１５４．４４　２７ｌ　６３　８ＯＡ　以首部平面为胎立体组装８字分段　６５　ＨＣ２　片体组装完成上船台　６７　６１４　片体组装完成上船台　６９　９０Ｃ　上建以主甲板面为胎组装上建分段　３１９．３　６４　８ＯＢ　以首部平面为胎立体组装８字分段　４５　６６　ＨＣｌ　片体组装完成上船台　５０．５　６８　９０Ａ　上建以主甲板面为胎组装上建分段　７５．７５　７０　９０Ｂ　上建以主甲板面为胎组装上建分段　３６８．７２　４１　１４０．８　２１８．２７