CN102874379B - 海上抛石整平船的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上抛石整平船的制作方法，包括以下步骤：先进行前期准备工作，然后材料下料，下料包括船体分段制作、铁舾件和管系制作、桩腿和抬升机构以及大小车内场制作，然后进行预装，再进行冲砂涂装，冲砂涂装后进行分段大合拢，并同时将甲板机械和抬升机构进行安装，以及进行合拢管安装、内装及舱室密性试验，在分段大合拢、抬升机构安装和合拢管安装、内装及舱室密性试验完成后进行涂装面漆，然后再进行大小车安装，形成船体，进行船体下水，下水后进行船体调试，同时进行桩腿的安装和调试，在船体以及桩腿调试完成后在船体上进行皮带机和抛石设备的安装调试，然后进行倾斜试验，最后交船。本发明具有减少施工工序，降低生产成本，提高生产效率的优点。

Description

海上抛石整平船的制作方法

技术领域

本发明涉及一种海上抛石整平船的制作方法。

背景技术

尽管我国船舶产业取得了较快发展，但同发达国家近百年发展历史和积累相比，我国船舶行业起步相对较晚，国内船厂分段制作水平参差不齐，目前国际上流行的分段无余量制作，在国内仅有少数几个船厂推广，导致国内船舶建造周期与国外存在较大的差距，生产成本一直居高不下，生产周期与国外相比一直存在较大的差距，传统的制造模式，已经严重制约着我国船舶行业的发展。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种减少施工工序，降低生产成本，提高生产效率的海上抛石整平船的制作方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种海上抛石整平船的制作方法，包括以下步骤：先进行前期准备工作，然后材料下料，下料主要用于船体分段制作、铁舾件和管系制作、桩腿和抬升机构以及大小车内场制作，然后进行船台分段中铁舾件、管系和设备预装，再进行冲砂涂装，冲砂涂装后进行分段大合拢，并同时将桩腿和抬升机构以及大小车内场制作中制作的甲板机械和抬升机构进行安装，以及进行合拢管安装、内装及舱室密性试验，在分段大合拢、抬升机构安装和合拢管安装、内装及舱室密性试验完成后进行涂装面漆，然后再进行大小车安装，形成船体，进行船体下水，下水后进行船体调试，同时进行桩腿的安装和调试，在船体以及桩腿调试完成后在船体上进行皮带机和抛石设备的安装调试，然后进行倾斜试验，最后交船。

本发明的进一步改进在于，具体包括以下步骤：

A、前期准备工作：准备手工电弧焊SMAW、二氧化碳气体保护焊FCAW和埋弧自动焊SAW各两台、光学测温度仪、冲击试验机、拉升弯曲设备和NDT检测设备，准备好后进行数控切割试板，在试板上加工好坡口，并将试板进行装配，在装配后进行焊接，并监控预热温度、道间温度，并随时记录实际焊接参数，即电流、电压、速度和道数，在试板焊接完成48h后采用NDT检测设备进行RT、UT检测，并对试板进行机加工取样，同时对试件进行拉伸、弯曲、冲击和宏观金相性能的测试，要求试件最高道间温度≤230℃，伸长率≥22％；

B、材料下料：

a、下料前为防止制造过程中材料的错用、混用，应先核实材料材质、测量板材规格尺寸，应按相关规定进行材料标记移植；

b、将船体分为34个分段，将分段上的每个人孔、减轻孔、管系船舱孔和门窗安装孔均按尺寸要求采用数控切割，在下料时一次割完，并清除毛刺，开孔边缘打磨光滑，将所有板材全部采用数控下料，下料时，将分段号、材料标记和材质号均用涂写笔写在板材的内表面；

c、将各分段进行坡口加工，在一般的板厚：t≤16mm时均不需开坡口，板厚:16＜t≤24mm的采用单面V形坡口，板厚:t＞24mm的采用双面V形坡口，并根据坡口的焊接要求，当采用双面焊的焊接坡口，其坡口深度应不小于1/2t，t为板厚，焊缝坡口面必须打磨光滑至表面粗糙度Ra50um，坡口两侧各20mm范围内去除浮锈、氧化物、油污杂质；

d、将下料加工后的零部件即各分段合理堆放，并将桩腿、抬升机构和大小车，以及船体中铁舾件和管系的分别进行加工；

C、分段制作：将下料后的各分段进行加工；

D、船台分段中铁舾件、管系和设备预装：在分段制作完工后，对其分段内部管系、设备和舾装件进行预装，管系在预装前先经过内场压力试验；

E、冲砂涂装：将各分段进行冲砂涂装，管系冲砂时用橡胶皮包裹保护，一般设备需要使用三防布进行包裹保护，涂装的完工程度是舱室内部全部涂装结束，船体外部留面漆暂不涂装，等合拢完毕后整体涂装；

F、分段大合拢：在半潜驳上将各分段部件进行大合拢，组装成船体；

G、甲板机械、抬升机构安装：在船体上安装甲板机械和抬升机构；

H、合拢管安装、内装及舱室密性试验：将对船体中的密闭舱、柜进行气密性试验，对于分段装焊中对有水密要求的舱壁角焊缝采用真空盒或充气密性试验；

I、船体的整体涂装；

J、在涂装后的船体上安装大小车；

K、船体下水：在船体装配、焊接结束后将船体外板上临时支架、吊环割除、磨补结束，并再次确认船体焊缝无损检验合格、甲板以下密试结束，海底门、舷侧开孔密试结束，全船防腐蚀装置安装结束，水尺、载重线、干舷标志、船名、港籍、船体标志等装焊并油漆结束，船体主尺度总测量结束，水下检验项目完成, 测深仪水下安装件结束后船体下水；

L、船体调试，并同时进行桩腿的安装包括框架夹持锁紧系统与调试；

M、皮带机、抛石设备的安装和调试；

N、倾斜试验：将船体上的各部件全部安装到位，并将制造时的辅助构件全部清除，并测量各油舱内的介质重量情况；

O、交船。

本发明的进一步改进在于，步骤B中对桩腿进行加工时，包括以下步骤：

A、对桩腿进行数控下料，桩腿共四件，每件桩腿均包括桩腿壳板和齿条，且在下料前检查钢板的表面质量和平整度，使钢板的不平度差≤2mm/2m；

B、圆筒卷制：在板料两端用样板划出预弯线，预弯部分的弧长等于卷板机两轴间距的1/2+（20～50）mm，板材预弯后用弦长等于直径的1/6，且长度不小于300mm的样板检查圆弧度，然后进行轧圆，轧圆前，先将钢板表面清扫干净，钢板的两端面用手提砂轮打磨，清除铁锈和杂物，然后将板料放正，防止出现错边，纵缝处端面应保持平齐，对口根部距离在1～2mm，然后检验，检验合格后进行定位焊，定位焊长度在45～55mm，最后进行复圆精度检测使直径公差±3mm，椭圆度≤5mm，直线度≤2mm/2m，端部同面度≤2mm；

C、圆筒上安装环梁、撑梁、肋板、工艺撑；

D、制作桩腿齿条：将下料后的钢板进行齿条切割后，进行整体划线，并使用样冲眼作为标记并检验，用钢针划出各中心线；

E、进行桩腿齿条夹板下料：夹板下料要保证长度和宽度尺寸，直线度≤1mm，平整度≤1mm，夹板两切口的垂直度≤1.5mm；

F、将桩腿齿条夹板对接；

G、将桩腿齿条与夹板焊接形成桩腿。

本发明与现有技术相比具有以下优点：采用分段制作，分段制作时采用无余量，减少了分段在合拢过程中的修割工序，大大降低了生产成本，无余量造船从船体生产设计、生产准备的钢板选择开始，包括板材下料、型材下料、坡口加工、型材加工、板材加工、拼板焊接、组件制作、分段制作、分段小合拢、浮船坞大合拢等阶段严格进行精度追踪控制，几乎包含整个船体建造的每一道工序，从控制生产成本入手，尽量缩短半潜驳使用周期，提高合拢施工效率，将全船分段在外场预先小合拢成多个总段，大大减少了大型浮吊的吊装次数，从而降低了吊装成本。

附图说明：

图1为本发明的工艺流程图；

具体实施方式：

    为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

如图1示出了本发明一种海上抛石整平船的制作方法，包括以下步骤：先进行前期准备工作，然后材料下料，下料主要用于船体分段制作、铁舾件和管系制作、桩腿和抬升机构以及大小车内场制作，然后进行船台分段中铁舾件、管系和设备预装，再进行冲砂涂装，冲砂涂装后进行分段大合拢，并同时将桩腿和抬升机构以及大小车内场制作中制作的甲板机械和抬升机构进行安装，以及进行合拢管安装、内装及舱室密性试验，在分段大合拢、抬升机构安装和合拢管安装、内装及舱室密性试验完成后进行涂装面漆，然后再进行大小车安装，形成船体，进行船体下水，下水后进行船体调试，同时进行桩腿的安装和调试，在船体以及桩腿调试完成后在船体上进行皮带机和抛石设备的安装调试，然后进行倾斜试验，最后交船。

本发明所述的海上抛石整平船的主船体为箱型“回”字结构，用于沿海海区作业，近海拖带，主要用于隧道沉管的碎石垫层铺设作业，负责铺设水深10-40m范围内所有沉管管节（包括EPS）的碎石垫层，在不移动船身的情况下碎石铺设整平作业范围可达48m×25m，具有在异地浅水区以升降形式避风及抗台自存的能力，箱型“回”字结构，分上下两层甲板，上甲板即顶甲板上设有变频器室和中央控制室等，下甲板即主甲板设有定位锚绞车和系泊绞车等设备，顶甲板四角上布置有四根采用齿轮齿条形式驱动的桩腿，中间月池上部设置一台纵向移动的大车，大车上设置带有抛石管的小车，小车可以沿大车横梁横向移动，以实现抛石管的大范围作业能力。船上还配置了供给料皮带机、柴油发电机组、压舱注排水系统等各种辅助设备，本船的主要功能为抛石整平，其包括的设置有：石料传送系统、大车、小车、抛石管及其控制系统以及测量系统。

本发明所述的海上抛石整平船的船体制作工艺流程包括：

A、前期准备：SMAW、FCAW、SAW焊机各2台、光学测温仪、冲击试验机1台、拉伸弯曲设备1台、NDT检测设备若干，施工方法：根据工艺文件，数控切割试板，加工好坡口，按装配图装配到位，依据PWPS焊接参数，结合焊工焊接经验，使用相应焊接设备焊接试板，适时监控预热温度、道间温度，并记录实际焊接参数(电流、电压、速度、道数等)，试板焊接后48h进行RT、UT检测，之后对试板进行机加工取样，对试件进行拉伸、弯曲、冲击、宏观金相等相应性能测试，各性能要求如下预热温度：不低于PWPS要求，最高道间温度：≤230℃，伸长率：≥22%；

B、材料下料：下料前为防止制造过程中材料的错用、混用，应先核实材料材质、测量板材规格尺寸，应按相关规定进行材料标记移植；

b、将船体分为34个分段，将分段上的每个人孔、减轻孔、管系船舱孔和门窗安装孔均按尺寸要求采用数控切割，在下料时一次割完，并清除毛刺，开孔边缘打磨光滑，将所有板材全部采用数控下料，下料时，将分段号、材料标记和材质号均用涂写笔写在板材的内表面；

c、将各分段按焊接工艺WPS的要求进行坡口加工，在一般的板厚：t≤16mm时均不需开坡口，板厚:16＜t≤24mm的采用单面V形坡口，板厚:t＞24mm的采用双面V形坡口，并根据坡口的焊接要求，当采用双面焊的焊接坡口，其坡口深度应不小于1/2t，t为板厚，焊缝坡口面必须打磨光滑至表面粗糙度Ra50um，坡口两侧各20mm范围内去除浮锈、氧化物、油污杂质,相邻筒节板厚超过4mm的，应进行削薄处理，削薄长度不小于厚度差值的4倍,零件以冷加工为主,对于有线型的外板，采用样板进行加工，线型曲率变化大者可采用样板或样箱,加工方法可采用冷轧、水火（高强度钢板慎用）、压模等加工,纵骨、横梁面板的加工采用加工样板，加工样板按样板制作图制作，在构件使用压模进行折边时，压模的转角半径应不小于板厚的1.5倍，冷加工模具应光滑无杂物，加工时应慢压，多道成型，免伤母材，影响外观质量，将加工后的零部件应合理堆放，避免变形，扭曲；

C、分段制作：

    a、精度控制要求：胎架制造的精度控制：胎架是分段制造的基础，胎架的正确与否直接影响到分段的质量，因此胎架在搭制完毕后，需认真、严格进行复胎检测，保证胎架必须有足够的刚性，胎架制作要有中心线，角尺线，水平线，双斜切胎架必须有拼板接缝线，胎架的外形尺寸不能大于分段，如果是通用胎架一定要考虑在分段的两端进行加强，并考虑吊环的位置，做永久设计；

    b、分段铺板划线：平直分段铺板后与胎架固定，以免变形，纵骨、纵桁位置线划好并打好洋冲，有线型的分段铺板尤其是双斜切舷侧分段必须与胎架紧贴，固定后划线，要求划出肋骨检验线，余量线，对合线，并进行进度验收；

    c、分段完工：①分段完工后必须按图纸要求划出肋骨检验线，水线，中心线，直剖线以及分段对合线；②在完工测量时必须认真检查分段的外形尺寸(以立体图作为测量草图)、焊接变形数据，型值必须控制在允许误差范围内，超差一律返工修正，检验工具必须经常校对，修正，严格执行自由边火工工艺；

    d、分段制造过程中焊接变形控制：①在胎架上的变形，分段在胎架上制造时，由于构件间的焊接而产生变形，此时，由于受胎架的刚性强制固定而显得不很突出，一旦脱离胎架，处于自由状态时就发现了明显的变形，这种变形是很难控制的，它是受装配构件时自强与强制情况及间隙大小而影响，但是，这种变形是局部的，不是大面积的；②分段在胎架上随制造进度而产生变形，例如，带有转圆的底部分段，在转圆外板焊接时就产生变形，这种变形是大面积的，而且造成影响较大，在胎架制造时加反变形值是防范措施之一；③分段脱离胎架后的焊接变形，分段脱离胎架后进行翻身焊接，此时会产生两种变形情况，第一是翻身后分段处于自由状态，此进有许多焊接工作量可能同时进行而产生变形，这种变形控制应在分段脱离胎架之前进行适当有效的加强，使之控制在最小范围之内，第二是分段翻身及随意搁置后，进行大量焊接或火工作业，使分段产生外形型值的变化，可在分段搁置之前将各种工装设置安置固定好，避免不必要的变形麻烦，在分段施工时，要注意施工要点：基面板定位后，加以刚性固定(上胎架分段)，施焊人员应均匀分布，严格按图施工，CO₂焊缝须验收后方可施焊，装配结束后须验收后方可施焊，分段翻身前做好局部修补工作，以减少工作难度，分段提交前必须做好自检、互检工作，确保一次交验，完工分段应明显标出各种检验线，完工分段须带装船台散装件、快速搭载眼环及托架等，分段吊运前必须做好整体加强，在分段施工时要求：分段零部件安装建造过程中，一定要注意新形成的自由边及内业下料阶段遗漏的自由端边缘，必须要倒成R≥2mm的圆角，压载舱、空舱内的舾装件的自由端边缘同样也要倒成R≥2mm的圆角，对于手工焊道成形面的凹凸不平应进行补焊和磨平处理至光顺状态，分段大口端结构、甲板、平台边角及自由端结构必须全部焊妥，且自由端要水火校正至原始理论状态，电缆筒、过舱件及穿越舱壁和甲板、平台的管子背面也必须全部焊妥，分段阶段的舱壁和手工焊道密性试验必须按密性试验图的要求认真做好，以便加大涂装的完整性，减少油漆二次烧损带来的材料和人力的损失，分段建造完工后必须消除 横纵壁、外板、平台、甲板的变形，船体分段建造方式，如下表所示：

船体分段绝大多数采用无余量制作，仅在以下分段留有余量:(1)围井分段在横向与纵向留有余量；(2)机舱上部区域分段与上建分段在高度方向留有余量；（3）电焊收缩补偿量：横向每纵骨间距之间加放0.5mm，纵向不加放，在分段焊接时所选用的焊接材料应符合CCS有关规定，采用的对接逢、角焊逢等焊接方法、坡口形式、根部间隙应按CCS认可的船体焊接基本规程的规定进行，船体结构角焊缝的焊脚尺寸按CCS认可的《焊接规格表》执行，凡能用高效焊接的焊缝应尽可能采用自动焊、CO2气体保护焊等高效焊接方法，垂直对接缝采用CO2 手工焊，单面施焊双面成型，若施焊面有缺陷，则另一面要碳刨清根保证全熔透，在大合拢分段外板的剖口开在外板外表面（非构件面），底部、转圆舭部处的剖口开在外板内表面（构件面），应两种不同剖口交汇处不能施焊，故要求转圆舭部上口留200mm不开剖口，外板下口留200mm暂时不施焊，待两分段合拢焊缝接顺并上下焊好后再按外板剖口形式开出此剖口、磨光、焊接，在胎架上制造的立体分段，铺板的对接缝尽量采用手工CO2焊和自动焊，外表面翻身碳刨清根、封底焊。定位焊一律使用Φ3.2焊条，高强度钢板定位焊使用Φ3.2的低氢焊条进行焊接。定位焊长度一般为≥40mm，定位焊间距为250—350mm，焊脚高度不得超过正式焊缝高度。所有焊接材料必须经过烘干处理，低氢焊条焊接一律使用保温桶保温，CO2气体保护焊时必须设置防风措施，焊前坡口及打磨清洁工作需经报验认可，控制焊脚尺寸，不宜过大或过小，满足焊接规格书中的要求，分段焊接应严格按照以分段中间向前后、左右对称焊接，先焊构件对接缝、立角焊后焊板材对接缝，分段大接缝的焊接，必须在相应的大接缝装配结束后进行，船台大接缝焊接应在分段定位及加强结束后，才能对已合拢分段接缝焊接，同时应采取有效的控制上翘反变形的措施，外壳板马脚批磨时不得低于母材，所有定位焊与板一律施焊在内部，保证外表美观，纵骨、纵桁材在分段的两端处留200～300mm距离暂时不焊，待两分段合拢接顺后再焊。

D、船台分段中铁舾件、管系和设备预装：为了提高合拢效率，缩短船台使用周期，减少后期涂装修补，分段完工后，对其分段内部管系、设备与舾装件等进行预装，铁舾件必须先经过完工报验才能进行安装，管系必须经过内场压力试验，表面处理全部报验合格后才能预装；

E、冲砂涂装：分段的冲砂与涂装必须在该分段预装件全部安装焊接完毕后才能进行，冲砂与油漆时部分舾装件与设备需要进行保护，如：管系冲砂时需要用橡胶皮包裹保护，一般设备需要使用三防布进行包裹保护，对于贵重设备必须做保护架进行保护，涂装的完工程度原则上是舱室内部全部涂装结束，船体外部留面漆暂不涂装，等合拢完毕后整体涂装；

F、分段大合拢：大合拢场地选择在半潜驳上进行，合拢精度保证要点：分段合拢时视结构情况适当加放反变形，控制中段中拱或中垂现象；外板线型光顺（如结构型线不光顺，不得贴外板，必须将结构型线调准光顺后施），外板加工无痕迹；以基准线测量外板型宽及内纵壁宽度尺寸、底板平整度；严格控制焊接程序；舭部卷圆板加工；大接头对接处的外板、底板、甲板及各种型材的坡口；手工焊、CO2焊坡口清洁工作；分段完工主尺度数据测量，作好记录并将数据提交船台合拢，做好基准线、检验线圆铳印记；分段焊接前应将分段搁置水平状态并报验合格；分段完工前必须根据图纸要求仔细检查完整性；贯穿孔、通焊孔、透气孔、流水孔等要有良好的包角焊，在大合拢时总的施工要领包括：场地胎架布置，胎架采用砂箱做胎架；划线是控制测量的基准，每个分段完整时必须划出：中心线、中肋位线、水线或直剖线印记；从节约成本角度考虑，为了缩短合拢周期，分段可以视基地车间生产情况、起吊能力以及转运能力附图中用双点划线圈出的分段可以预先进行小合拢；分段余量修割尽量采用等离子切割，变形小，如有变形需校平整后才能下到工序；分段合拢时，需经过甲板水平度测量，首、尾、中肋位、左、中、右、（共9处）水平误差±4mm。如超差经过火工校平直至达到标准为止；定位分段船台定位：定位分段基准线以内底板下平面为准，包括标杆上的测量线。定位分段中心线误差<1mm，中肋位误差±1mm，底板前后挠曲误差±2mm。左右四角水平度±4mm，用拉条将分段左右前后与船台用钢性撑固定；内底分段对接合拢：首先要测量已定位分段的水平度情况来决定分段前后的高度，长度以中肋位为准量取，待分段装焊基本结束，重新测量内底平整度，测量数据交质管部门，同时按船台中心线重新开出（内底板上）船体中心线及中肋位线号圆铳标记。竖标杆标出各大接头水线，作为舷侧分段的定位基准线，其它分段以内底分段为基准搭载建造，当主甲板长度接到全船长度的＞60％时方可修改船体中心线，以便后续分段的吊装；分段在小合拢前必须检查分段内设备安装情况，大的设备必须安装完毕后才能进行小合拢，以免后续开工工艺孔，且鉴于总段上需要布置轨道与齿条，分段钢结构制作需要注意焊接顺序，严格控制焊接变形，内部与轨道、齿条对筋的筋板需要严格按图纸要求尺寸定位安装，总段在小合拢时需要确保甲板面的平整度、直线度等，总段定位分段合拢时必须确保大车轨距，围井分段合拢定位时需保证桩腿在船长方向与船宽方向的开档尺寸；

G、分段合拢时需同时进行合拢管的安装，甲板机械、抬升机构、内装、舾装件等安装；

    H、舱室的密性试验：船体舱室密性试验要求如下：

①按船体密性试验图规定的要求，对密闭舱、柜实施密性试验；

②凡需进行密性试验的舱柜，在建造中只要能达到封闭条件，其相关附件装焊结束，即可试验；

③分段装焊中对有水密要求的舱壁角焊缝可采用真空盒或充气密性试验经检验合格后该处焊缝方可油漆；

④密性试验应在所有影响密性的工程结束后进行；

⑤所有密性试验按照船级社要求进行；

⑥有密性要求的手工焊缝涂装工作，应在密性试验之后进行，密性试验时只允许有车间底漆；

⑦已认可的自动焊焊缝，其涂装工作可在密性之前进行；

    ⑧凡要做密性试验的焊缝均应清除氧化屑及焊渣，并打扫干净，不应在水密焊缝处涂刷油漆、水泥等涂料以便于做密性试验；

    I、船体的整体涂装：涂装时船体外板的每道油漆喷涂时间间隔需要严格遵守涂装工艺要求进行，涂装时外部的设备、铁舾件等需进行保护，如：牺牲阳极等；

J、在涂装后的船体上安装大小车；

K、船体下水：在船体装配、焊接结束后将船体外板上临时支架、吊环割除、磨补结束，并再次确认船体焊缝无损检验合格、甲板以下密试结束，海底门、舷侧开孔密试结束，全船防腐蚀装置安装结束，水尺、载重线、干舷标志、船名、港籍、船体标志等装焊并油漆结束，船体主尺度总测量结束，水下检验项目完成, 测深仪水下安装件结束后船体下水；

L、船体调试，并同时进行桩腿的安装包括框架夹持锁紧系统与调试；

M、皮带机、抛石设备的安装和调试；

N、倾斜试验：将船体上的各部件全部安装到位，并将制造时的辅助构件全部清除，并测量各油舱内的介质重量情况；

O、交船。

本发明所述的桩腿制作时，其主要包括：

一、圆筒体制作流程：

    下料：本发明所述的抛石整平船共4件桩腿，形状为圆筒形，桩腿壳板材质为EH36，齿条板材质为ASTMA514 Q，为了确保制作精度，所有板材全部采用数控下料；下料前应首先核实材料材质、测量板材规格尺寸。为防止制造过程中材料的错用、混用，方便筒体组对等后续工序的顺利进行，应按相关规定进行材料标记移植，且在下料前，应检查钢板的表面质量及平整度，不平度允差≤2mm/2m，下料时每张钢板不抽边，直接开制好坡口(根据实际情况确定)，划出加工基准线、切割线(含余量)、净料线及检验线(距净料线50mm)，并敲样冲标记，同时钢板相关信息需标记明确，检验划线尺寸，公差要求：①钢板长(宽)：±1mm；②对角线：≤1.5mm，下料阶段将钢板宽度方向端部开出坡口,长度方向未留卷制压头余量(根据实际情况确定)，切割线进行切割，开出部分坡口，公差要求：①钢板长(宽)：±1mm，②板边直线度：≤1mm，③坡口角度：  ±2.5°，焊缝坡口面必须打磨光滑至表面粗糙度Ra50μm,坡口两侧各20mm范围内应去除浮锈、氧化物、油污等杂质；

圆管卷制：筒体卷制前预弯：在板料两端用样板划出预弯线，预弯部分的弧长等于卷板机两轴间距的1/2+（20～50）mm，板材预弯后用弦长等于直径的1/6，且长度不小于300mm的样板检查圆弧度；

轧圆：轧圆前，先将钢板表面清扫干净，钢板的两端面用手提砂轮打磨，清除铁锈和其它杂物，然后将板料放正，防止出现错边，轧圆过程中一次弯曲量不宜过大，尤其对强度较高的钢板更需控制，在纵缝处端面应保持平齐，对口根部距离在1～2mm，要避免出现棱角，力求与样板吻合，筒节端部错开要求尽量不超过1mm，检验合格后进行定位焊，定位焊长度一般在50mm左右，注意圆周上焊点均匀分布并保证纵缝不开裂，进行复圆后的精度检测，精度要求：直径公差±3mm，椭圆度≤5mm，直线度≤2mm/2m，端部同面度≤2mm；

圆管安装环梁、撑梁、肋板、工艺撑：

A、圆管卷制完成后，将圆筒立起于水平胎架上，再次检测圆管的圆度、垂直度情况，超差处利用整圆工装调整；

B、筒体初划线：划地样线，如十字中心线、圆心，在筒体两端敲出样冲眼(结合纵缝位置由十字中心线确定)，划出桩腿齿条安装线、筒体定位基准线，且还要划出桩腿环梁安装高度线(优先靠近上筒口)、桩腿肋板安装位置线；

C、环梁对接缝的布置：环梁腹板下料时，外径放10mm的加工余量，将环梁、撑梁在水平胎架上预制成组件，机加工后加工到比原直径小约5mm，原半径小约2.5mm，可将此组件搁置在整圆工装上装入圆筒，确保圆筒体的尺寸精度要求，并尽量使环梁腹板各部位都与圆筒体紧密贴合，然后自上而下安装环梁、撑梁组件、肋板，最后安装工艺撑；

圆管安装底板、腹板、面板、环板组件：先将桩腿圆筒(位于桩腿底部)立起于水平胎架上，再次检测圆管的直径和椭圆度情况，然后筒体划线，按照图纸要求的划线数据在筒内划线，划线包括底板安装高度线、夹板延伸段安装线、腹板安装位置线，最后进行底板下料，在底板下料时，外径放10mm的加工余量，送机加工后加工到比原直径小约5mm，原半径小约2.5mm，然后将底板、腹板、面板、环板在水平胎架上预制成组件，将此组件与整圆工装配合装入圆筒，确保圆筒体的尺寸精度要求，并尽量使底板各部位都与圆筒体紧密贴合；

桩腿小段组立：小段在建造时以地样线为基准水平方向完成组立，在滚轮台上划出圆筒体定位十字中心线，再第一段筒节翻身上滚轮台后，利用激光经纬仪测量筒节两端中心高度，核对筒节上下样冲眼垂直度并确保对准地样线，圆筒与滚轮台之间接触紧密确保处于水平，复测两端口的垂直度，工艺撑支撑好确保圆筒体确保圆度，第二节圆筒体的定位同第一节，以筒体中心线为基准对准地样线，偏差控制在1mm以内，旋转此圆管纵缝与前一节圆筒体纵缝错开180°,桩腿齿条安装线对齐，两个圆筒体之间尽量拉靠贴紧，保证间隙在0～2mm，错边控制在2mm以内；

两圆筒体之间环缝焊接：筒节定位结束后，检测圆筒体中心度偏差在2mm以内，直径公差在D±3mm，椭圆度控制5mm以内，管口垂直度在1mm以内，筒身长度控制在0～-3mm以内方可进行焊接，焊前将待焊部位及附近区域的油污、水、铁锈清理干净，然后严格按照WPS要求对待焊处进行预热，温度测量合格后再进行焊接,可先在内部施焊，外部清根、打磨光滑再完成施焊，施焊过程中质检部门需对焊接层间温度按照WPS要求进行监控，按圆管尺寸测量表格各节点对圆筒体的直线度进行监控，焊接结束后对环焊缝进行探伤检查；

桩腿分段组立：桩腿各分段由2个小段组成，该阶段在滚轮台上完成，确保桩腿分段对接的直线度，在滚轮台选择时既要保证水平度，又要保证能足够承受桩腿分段的重量，然后在水平胎架(或钢板)上用激光经纬仪划出桩腿分段的中心线，并根据不同长度的小段划出圆筒体上下口的管口线，以方便控制分段的长度，在地样线确定后，根据小段的长度划出滚轮台的安装位置线，布置滚轮台后确保中心偏差在1mm以内，水平度控制在1mm以内，局部偏差可在滚轮台底部增加垫片调整，注意滚轮台安装时在小段对接缝位置间隔1m以上，将小段上滚轮台，第一个小段按照地样线安装到位，调整小段端口与管口地样线位置确保对齐，并调整到水平，第二个小段安装时要避免与前一个段小碰撞，要缓慢将其拉靠确保焊接间隙约为0～3mm，同时还要保证分段的总长度偏差在3mm以内，调整保证分段的直线度在±1mm以内，同时对接处相邻圆筒体的纵缝错开180°，齿条安装线对齐，完成定位焊接,隔200mm焊接100mm，要避免在转动过程中分段尺寸发生变化，为防止产生裂纹和减少残余应力，在小段对接焊前需进行预热，焊接过程中需对桩腿分段的直线度进行实时监控，焊接结束后对环焊缝进行探伤检查；

桩腿总段一组立：

A、桩腿总段一由分段一、二组成，该阶段在滚轮台上完成，确保桩腿总段对接的直线度；

B、滚轮台选择：滚轮台选择时既要保证水平度，又要保证能足够承受桩腿分段的重量；

C、划线要求：在水平胎架(或钢板)上用激光经纬仪划出桩腿总段一的中心线，并根据不同长度的分段划出圆筒体上下口的管口线，以方便控制总段一的长度；

D、滚轮台布置：地样线确定后，根据各分段的长度划出滚轮台的安装位置线，布置滚轮台后确保中心偏差在1mm以内，水平度控制在1mm以内，局部偏差可在滚轮台底部增加垫片调整，注意滚轮台安装时在各分段对接缝位置间隔1m以上；

E、分段一、二上滚轮架：分段一按照地样线安装到位，调整分段一端口与管口地样线的位置确保对齐，并调整到水平，分段二安装时避免与分段一碰撞，要缓慢将其拉靠确保焊接间隙约为0～3mm，同时还要总段一的总长度偏差在3mm以内，调整保证各分段的的直线度在±1mm以内，同时对接处相邻圆筒体的纵缝错开180°,齿条安装线对齐，完成定位焊接,隔200mm焊接100mm；

二、齿条板制作流程：

A、桩腿齿条划线：将齿条板根据齿条制作图切割后，同时对其进行整体划线，使用样冲眼作为标记并检验，然后使用钢针划出各中心线即三条中心线，并粘贴胶带给予固定，划各中心线的划线方法：中心线一：齿条厚度方向中心线；中心线二：根据蓝图尺寸划出齿牙的分度线；中心线三：齿牙中间直线段的中心线(两端各两个齿)；

B、桩腿齿条夹板对接：

桩腿的齿条夹板材质为ABS EQ63，厚度为40mm，夹板下料要保证长度和宽度尺寸，直线度≤1mm，平整度≤1mm，夹板两切口的垂直度≤1.5mm，开设夹板坡口时，先检查齿条夹板宽度方向一侧的坡口开制情况，如未开制，则按要求加工坡口，夹板对接坡口时同一分段内的夹板与夹板的对接要保证直线度，对接坡口形式参照对应WPS要求；

    夹板收缩余量放置：齿条夹板宽度方向与桩腿圆管连接处放置2mm的焊接收缩余量，齿条夹板嵌补段长度方向放置5mm的焊接收缩余量；

    夹板的对接焊：夹板的对接施焊前先把引弧板、引出板安装好，为防止产生裂纹和减少焊接残余应力，在夹板对接前应进行预热，焊接时应采用两名焊工对称施焊，先由一名焊工对一侧焊缝进行施焊2～3道，在对背面进行打磨清根后，由两名焊工对称施焊，且在焊接时应进行尺寸检验，以便及时调整焊接顺序，焊接完成后，应去除引弧板、引出板，并将切割区域打磨平整。

    C、桩腿齿条板对接：桩腿的齿条板对接采用在齿条、夹板在装配工装上进行，将所有齿条、夹板装配专用工装制作完成要报验与齿条板贴紧处的水平度和贴合边的垂直度，齿条、夹板装配专用工装布置完成后需报验整体的直线度，齿条板上工装定位时，应以齿条板的板厚中心线和纵向中心线进行左右和水平定位，且齿条板应垂直于胎面，定位完成后需现场用压码把齿条板紧紧固定到工装上，清除齿条对接处及附近区域的油污、水、铁锈等杂质，安装加工好的的齿条模板保证拼接口处的齿距，同时进行温度测量，温度测量合格后要求同时完成两根齿条对接焊，焊接过程中质检需对层间温度进行监控,并按尺寸测量表格各节点对齿条的直线度进行测量，在焊接时采用单面打底焊，背面清根，再安排双数焊工同时完成齿条两侧焊接，注意焊接电流要保持一致，焊接时要防风、防雨，焊后立即将焊缝及其附近区域加热至200℃左右，保温2h后，用硅酸铝纤维毯包扎缓冷，焊接完成后72小时按蓝图要求做探伤检查；

D、桩腿齿条与夹板焊接：在齿条板对接尺寸检测及整体划线后，准备进行焊接，焊前清除待焊部位两侧各20mm范围内氧化物、水、油、铁锈等对焊接质量有影响的杂质，用工装对齿条、夹板装配进行定位，工装夹紧后根据已划好的各中心线对齿条整体直线度、旁弯进行检测，检测合格后按照WPS要求预热，定位焊固定，定位焊长度≥50mm，间距为200mm～250mm，在齿条与座板的内侧角缝焊接时，由双数焊工采用分段退焊法，每段焊缝长约300～400mm，从齿条中心向两端对称施焊，先完成齿条与座板的内缝角焊，再翻身完成齿条与座板的外缝角焊，使所有焊缝处于横焊位置，齿条与座板的外缝在齿条对接端部（即齿条端部坡口侧）应预留50mm暂不焊接，待安装齿条夹板窗户板时再焊接，焊接时采用窄焊道多层焊，各焊道焊接方向相反，各层的接头要相互错开，上一道焊接完成后，必须进行清理工作，清理干净后才能进行下一道的焊接，焊后立即将焊缝及其附近区域加热至200℃左右，保温2h后，用硅酸铝纤维毯包扎缓冷，且每小时降温不得超过50°C，焊接完成后72小时进行探伤检查，并对齿条、 夹板组件进行整体尺寸检测，去除齿条、夹板装配专用工装，复测各相关尺寸；

E、钢衬垫安装：钢衬垫材质为AH36，每段下料尺寸根据钢板长度及夹板决定，下料后检查钢衬垫的平整度、直线度并校正到位，如需对接，对接焊缝需全熔透，做MT100%检查，并将焊缝打磨光滑与周围母材平齐，将钢衬垫放置在水平胎架上整体划线，划出装配线及宽度方向中心线，根据装配线将钢衬垫安装到齿条、夹板组件上确保贴合紧密，清除定位焊部位两侧各20mm范围内氧化物、水、油、铁锈等杂质，进行定位焊，定位焊需熔入最终焊缝，必须使用符合最终焊缝要求的焊条施焊，并必须彻底清洁；

F、桩腿制作：

首先对桩腿制作专用胎架进行报验(重点圆弧板)；

在桩腿制作区域划出桩腿圆管中心的地样线，布置桩腿制作专用胎架时确保胎心线与地样线对齐；

三段下齿条组件安装：利用吊带依次将三段齿条组件吊装到胎架上，定位总段一中两个齿条组件，使齿条厚度方向的中心线与胎心线、地样线均对齐。然后使用激光经纬仪复核齿条的直线度，水平度，压码夹紧后安装卡码焊接1#、2#齿条对接焊缝，安装窗户板夹板，松开压码、取下斜楔，将三段下齿条组件搁置在胎架上；

圆筒体一、二安装：利用吊带依次吊至胎架上，检查圆度变化并使用激光经纬仪检查圆筒体水平度、直线度，调整确保基准水平，复测圆筒体齿条安装位置的外径尺寸及水平度；

圆筒体预拼安装对接支座：在两圆筒体之间安装3mm垫片，复侧两圆筒体对接端部的同面度、错边量，预拼完毕后整体划出圆筒体上端齿条组件的安装中心线，并完成圆管对接支座的安装，对接支座法兰面之间塞入3mm垫片，待总段一、二制作完成后再拆除；

三段下齿条组件顶升定位：圆筒体定位后与胎架点焊固定，将三段下齿条组件重新顶升定位使齿条厚度方向的中心线与胎心线、地样线均对齐，然后使用激光经纬仪复核齿条的直线度，水平度，尽量使钢衬垫贴紧筒体，间隙控制在2mm以内，如超差，局部打磨钢衬垫端部，安装下齿条对接支座；

三段上齿条组件安装：依次吊至圆筒体上，调整定位使齿条厚度方向的中心线与上齿条安装中心线、胎心线、地样线均对齐,使用激光经纬仪再次复核齿条的直线度、水平度，安装肋板固定上方的组件，肋板需与筒体内筋板对筋，安装齿条对接卡码，完成总段一上齿条对接缝，安装窗户板夹板，安装上齿条对接支座；

调整上下齿条组件之间的开档尺寸，确保使装配间隙达到WPS要求，同时保证上下齿顶距离4100+4mm(焊缩余量)，将肋板与齿条夹板焊接固定，注意预热；

复测上下齿条分度线、齿顶、齿根的开档尺寸，以及上下齿条的直线度及错位量,按蓝图要求调整到位，将待焊部位及附近区域的油污、水、铁锈清理干净；

上下齿条、夹板组件与圆筒体之间四条焊缝，由双数焊工采用分段退焊法同时施焊，每段焊缝长约300～400mm，从齿条中心向两端对称施焊，齿条、夹板组件与圆筒体的连接焊缝端部（即齿条端部坡口侧）应预留50mm暂不焊接，焊后立即将焊缝及其附近区域加热至200℃左右，保温2h后，用硅酸铝纤维毯包扎缓冷，并在焊接完成后72小时进行探伤检查，并对齿条、夹板组件进行整体尺寸检测，修割桩腿总段一、二的余量，安装顶部封板及上下端部的夹板组件，松开夹紧的胎架工装，按照桩腿齿条公差表、圆筒公差表逐项进行完工检测，完成冲桩管线等舾装及导向板的安装，焊接检测和完工检测结束后，对桩腿各总段进行整体冲砂、油漆；

G、桩腿安装、窗户板安装：桩腿安装可以在下水前利用1200T龙门吊在海工平台上进行，也可以在下水后采用浮吊进行吊装安装，桩腿安装前需在甲板上划出桩腿定位十字基准线(以桩靴定位线十字中心线为基准引出)，吊装总段时，利用圆管、齿条对接工装直接定位安装，圆管、齿条对接完成后将对接工装取下，工装装焊及切除均要按照具体工艺单要求进行，焊接时需保证如下步骤：

①焊接顺序：先焊圆筒体对接缝，后焊齿条板对接缝，最后装焊齿条夹板窗户板；

②焊接方法：圆筒体对接横焊采用FCAW，齿条板对接横焊采用SMAW，齿条夹板(窗户板)横焊采用SMAW，齿条夹板与齿条、圆筒体立焊采用SMAW；

③齿条夹板(窗户板)装焊顺序：因后安装的窗户板内部角焊无法焊接，考虑到焊接变形控制，齿条板两侧的窗户板交叉安装，窗户板焊接顺序是先焊夹板对接横缝，再焊与齿条立缝，最后同时完成与圆筒体立缝；

   焊接完成后进行尺寸检测，并进行探伤检查。

Claims (1)

1.一种海上抛石整平船的制作方法，包括以下步骤：先进行前期准备工作，然后材料下料，下料主要用于船体分段制作、铁舾件和管系制作、桩腿和抬升机构以及大小车内场制作，然后进行船台分段中铁舾件、管系和设备预装，再进行冲砂涂装，冲砂涂装后进行分段大合拢，并同时将桩腿和抬升机构以及大小车内场制作中制作的甲板机械和抬升机构进行安装，以及进行合拢管安装、内装及舱室密性试验，在分段大合拢、抬升机构安装和合拢管安装、内装及舱室密性试验完成后进行涂装面漆，然后再进行大小车安装，形成船体，进行船体下水，下水后进行船体调试，同时进行桩腿的安装和调试，在船体以及桩腿调试完成后在船体上进行皮带机和抛石设备的安装调试，然后进行倾斜试验，最后交船，具体包括以下步骤：

A、前期准备工作：准备手工电弧焊SMAW、二氧化碳气体保护焊FCAW和埋弧自动焊SAW各两台、光学测温度仪、冲击试验机、拉升弯曲设备和NDT检测设备，准备好后进行数控切割试板，在试板上加工好坡口，并将试板进行装配，在装配后进行焊接，并监控预热温度、道间温度，并随时记录实际焊接参数，即电流、电压、速度和道数，在试板焊接完成48h后采用NDT检测设备进行RT、UT检测，并对试板进行机加工取样，同时对试件进行拉伸、弯曲、冲击和宏观金相性能的测试，要求试件最高道间温度≤230℃，伸长率≥22％；

B、材料下料：

a、下料前为防止制造过程中材料的错用、混用，应先核实材料材质、测量板材规格尺寸，应按相关规定进行材料标记移植；

b、将船体分为34个分段，将分段上的每个人孔、减轻孔、管系船舱孔和门窗安装孔均按尺寸要求采用数控切割，在下料时一次割完，并清除毛刺，开孔边缘打磨光滑，将所有板材全部采用数控下料，下料时，将分段号、材料标记和材质号均用涂写笔写在板材的内表面；

c、将各分段进行坡口加工，在一般的板厚：t≤16mm时均不需开坡口，板厚:16＜t≤24mm的采用单面V形坡口，板厚:t＞24mm的采用双面V形坡口，并根据坡口的焊接要求，当采用双面焊的焊接坡口，其坡口深度应不小于1/2t，t为板厚，焊缝坡口面必须打磨光滑至表面粗糙度Ra50um，坡口两侧各20mm范围内去除浮锈、氧化物、油污杂质；

d、将下料加工后的零部件即各分段合理堆放，并将桩腿、抬升机构和大小车，以及船体中铁舾件和管系的分别进行加工；

C、分段制作：将下料后的各分段进行加工；

D、船台分段中铁舾件、管系和设备预装：在分段制作完工后，对其分段内部管系、设备和舾装件进行预装，管系在预装前先经过内场压力试验；

E、冲砂涂装：将各分段进行冲砂涂装，管系冲砂时用橡胶皮包裹保护，一般设备需要使用三防布进行包裹保护，涂装的完工程度是舱室内部全部涂装结束，船体外部留面漆暂不涂装，等合拢完毕后整体涂装；

F、分段大合拢：在半潜驳上将各分段部件进行大合拢，组装成船体；

G、甲板机械、抬升机构安装：在船体上安装甲板机械和抬升机构；

H、合拢管安装、内装及舱室密性试验：将对船体中的密闭舱、柜进行气密性试验，对于分段装焊中对有水密要求的舱壁角焊缝采用真空盒或充气密性试验；

I、船体的整体涂装；

J、在涂装后的船体上安装大小车；

K、船体下水：在船体装配、焊接结束后将船体外板上临时支架、吊环割除、磨补结束，并再次确认船体焊缝无损检验合格、甲板以下密试结束，海底门、舷侧开孔密试结束，全船防腐蚀装置安装结束，水尺、载重线、干舷标志、船名、港籍、船体标志等装焊并油漆结束，船体主尺度总测量结束，水下检验项目完成, 测深仪水下安装件结束后船体下水；

L、船体调试，并同时进行桩腿的安装包括框架夹持锁紧系统与调试；

M、皮带机、抛石设备的安装和调试；

N、倾斜试验：将船体上的各部件全部安装到位，并将制造时的辅助构件全部清除，并测量各油舱内的介质重量情况；

O、交船，

其特征在在于：所述步骤B中对桩腿进行加工时，包括以下步骤：

a、对桩腿进行数控下料，桩腿共四件，每件桩腿均包括桩腿壳板和齿条，在下料前检查钢板的表面质量和平整度，使钢板的不平度差≤2mm/2m；

b、圆筒卷制：在板料两端用样板划出预弯线，预弯部分的弧长等于卷板机两轴间距的1/2+（20～50）mm，板材预弯后用弦长等于直径的1/6，且长度不小于300mm的样板检查圆弧度，然后进行轧圆，轧圆前，先将钢板表面清扫干净，钢板的两端面用手提砂轮打磨，清除铁锈和杂物，然后将板料放正，防止出现错边，纵缝处端面应保持平齐，对口根部距离在1～2mm，然后检验，检验合格后进行定位焊，定位焊长度在45～55mm，最后进行复圆精度检测使直径公差±3mm，椭圆度≤5mm，直线度≤2mm/2m，端部同面度≤2mm；

c、圆筒上安装环梁、撑梁、肋板、工艺撑；

d、制作桩腿齿条：将下料后的钢板进行齿条切割后，进行整体划线，并使用样冲眼作为标记并检验，用钢针划出各中心线；

e、进行桩腿齿条夹板下料：夹板下料要保证长度和宽度尺寸，直线度≤1mm，平整度≤1mm，夹板两切口的垂直度≤1.5mm；

f、将桩腿齿条夹板对接；

g、将桩腿齿条与夹板焊接形成桩腿。