CN110091958A - 船体分段无余量建造工艺方法 - Google Patents

船体分段无余量建造工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明船体分段无余量建造工艺方法，通过对已造舰船经验数据的收集，建立精度数据库，针对不同舰船相关技术特征，对分段建造过程中各区域进行详细的补偿量加放，规划建造过程中各工序精度控制点，确定无余量分段建造过程精度控制实施方案，着重跟踪控制板材数控切割尺寸，接板尺寸，划线精度，分段组立主尺度等重要工艺数据，根据分段具体结构形式，合理设置结构加强，控制分段吊运翻身变形以及场地存放变形。本发明通过以补偿量代替余量实施分段无余量建造，不仅降低钢材、焊材、能源使用量，节约大量生产成本，而且减少二次划线、切割余量工作量，显著提高工作效率，有效缩短船舶建造周期。

Description

船体分段无余量建造工艺方法
技术领域
本发明涉及一种船体分段无余量建造工艺方法。
背景技术
分段无余量建造技术的核心是以补偿量代替余量，是衡量船厂综合技术能力的重要依据，是精度控制、生产设计、工艺方法等综合实力的整体展现，分段无余量建造技术在日、韩等造船强国得到了广泛推广，由于国内在理论基础和实践经验等方面都缺乏深入研究，所以，目前国内还仅仅停留在总段无余量搭载技术的推广和应用上，在分段无余量建造技术方面，还处于探索阶段。
发明内容
本发明的目的是提供一种降低钢材、焊材、能源使用量，节约大量生产成本的船体分段无余量建造工艺方法。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种船体分段无余量建造工
艺方法，包括以下步骤：
A、收集已造船舶数据，建立精度数据库；
B、根据舰船的设计要求、结构形式、船体性能指标、建造施工特点，确定无余量分段建造精度指标；
C、识别无余量分段建造过程精度控制点，根据结构特性、板厚、焊角高度、焊接量，确定补偿量加放原则；
D、根据补偿量加放原则，完成无余量分段三维建模及数控套料；
E、确定无余量分段建造过程精度控制实施方案；
F、跟踪控制板材数控切割尺寸；
G、跟踪控制板材接板尺寸，着重控制板材直线度及方正度；
H、胎架铺板，在胎架上铺板，从 K 板开始铺设，用吊线锤的方式反射K板中心线，然后依次铺设 A 板、B 板、C板等列板，板材纵向端部存在余量，端缝参照地样理论线定位时留出余量；
I、划结构线，纵横舱壁、平台等在钢加平台上勘划结构线；
J、根据分段结构图在钢加阶段形成平面组件、部件、立体组件的结构在分段装配前装焊完成；
K、跟踪控制分段组立主尺度，控制分段长度、宽度、高度偏差，控制合拢口同面度及合拢口内部构件与板材端差；
L、对分段吊运翻身过程进行有限元分析，合理设置结构加强，控制吊运翻身变形；
M、合理布置木墩，并在结构与木墩接触位置垫置钢板，根据分段受力情况，增设临时加强，控制无余量分段场地存放变形。
所述步骤A中收集的精度数据包括分段焊接收缩量、水火矫正收缩变形量、分段脱胎上翘量、分段一次装配合格率、预修整率和工艺合格率。
所述步骤B中无余量分段建造精度指标主要包括船体分段无余量建造率、数控下料抽检合格率、拼板划线补偿量加放偏差指标、部/组件装配抽检合格率和分段组立合格率。
所述步骤C中补偿量加放内容包括分段建造长度方向、宽度方向、高度方向补偿量。
所述步骤E中实施方案包括数控下料偏差监测、部/组件尺寸监测、拼板划线偏差监测、分段建造焊前/焊后各阶段三维数据监测。
所述步骤F中对切割不同板材进行相应的零件尺寸抽检，其切割偏差满足±0.5mm。
所述步骤G中直线度偏差控制在±1mm，对角线偏差±4mm以内。
所述步骤K中将分段长度、宽度、高度偏差均控制在±4mm以内，控制合拢口同面度为±2mm，控制合拢口内部构件与板材端差为0～-2mm。
本发明一种船体分段无余量建造工艺方法，船体分段建造完工后不含余量，合拢过程无需进行余量切割，通过以补偿量完全取代余量实施分段无余量建造，不仅降低钢材、焊材、能源使用量，节约大量生产成本，而且减少船体合拢过程二次划线、切割余量工作量，显著提高工作效率，有效缩短船舶建造周期。
具体实施方式
船体分段无余量建造工艺方法的工艺路线为确定补偿量→编制精度控制方案→船体建模→胎架铺板→划线→测量→分段组立→测量→焊接→脱胎→安装结构加强→完工测量→分段下胎；监视测量装置采用水准仪、激光经纬仪、样杆、全站仪等；具体工艺方法步骤为：A、收集已造舰船经验数据，建立精度数据库，根据各型舰船分段建造过程中实时反馈的精度数据信息，形成精度数据库，其内容包括分段焊接收缩量、水火矫正收缩变形量、分段脱胎上翘量、分段一次装配合格率、预修整率、工艺合格率等相关数据统计，为实施船体分段无余量建造提供数据支撑；B、针对舰船的设计要求、结构形式、船体性能指标、建造施工特点，确定无余量分段建造精度指标，其内容主要包含船体分段无余量建造率、数控下料抽检合格率、拼板划线补偿量加放偏差指标、部/组件装配抽检合格率、分段组立合格率等相关精度指标要求；C、识别无余量分段建造过程精度控制点，根据结构特性、板厚、焊角高度、焊接量，确定补偿量，加放内容包括分段建造长度方向、宽度方向、高度方向补偿量；D、根据补偿量加放要求，完成无余量分段三维建模及数控套料；E、确定无余量分段建造过程精度控制实施方案。方案包含数控下料偏差监测、部/组件尺寸监测、拼板划线偏差监测、分段建造焊前/焊后各阶段三维数据监测；F、跟踪控制板材数控切割尺寸，对切割不同板材进行相应的零件尺寸抽检，其切割偏差满足±0.5mm；G、跟踪控制板材接板尺寸，控制板材直线度及方正度，其直线度偏差控制在±1mm，对角线偏差±4mm以内；H、胎架铺板，在胎架上铺板，从 K 板开始铺设，用吊线锤的方式反射K板中心线，保证K板中心线与地样中心线偏差不大于 1mm，然后依次铺设 A 板、B 板、C板等列板，板缝线位置与地样线偏差不大于2mm，底板与胎架间隙不大于1mm，板材纵向端部存在余量，端缝参照地样理论线定位时应留出余量；I、结构划线，纵横舱壁、平台等可在钢加平台上勘划结构线，需双面划线的部位，应在板架结构装配结束，翻身后加背梁之前进行，经交验合格后方可转入下道工序；J、分段组立，根据分段结构图可在钢加阶段形成平面组件、部件、立体组件的结构应在分段装配前装焊完成，主要包括如下结构：平台板架、纵横舱壁板架、强肋骨部件、肋板部件、强横梁、纵桁部件；K、跟踪控制分段组立主尺度，将分段长度、宽度、高度偏差均控制在±4mm以内，控制合拢口同面度为±2mm及合拢口内部构件与板材端差为0～-2mm；L、对分段吊运翻身过程进行有限元分析，安装结构加强，控制吊运翻身变形；M、合理布置木墩，并在结构与木墩接触位置垫置钢板，根据分段受力情况，增设临时加强，控制无余量分段场地存放变形；
本发明工艺方法的精度管理基准为分段长度、分段宽度和分段高度允许偏差为±4mm，甲板中心线与船底中心线允许偏差为≤2mm，舱壁、框架垂直度允许偏差＜1h/1000 且＜10mm(h 为舱壁高度)，分段四角水平允许偏差±5mm，每档外板平面度允许偏差≤4mm。
本发明船体分段无余量建造工艺方法，通过对已造舰船经验数据的收集，建立精度数据库，针对不同舰船相关技术特征，对分段建造过程中各区域进行详细的补偿量加放，规划建造过程中各工序精度控制点，确定无余量分段建造过程精度控制实施方案，着重跟踪控制板材数控切割尺寸，接板尺寸，划线精度，分段组立主尺度等重要工艺数据，根据分段具体结构形式，合理设置结构加强，控制分段吊运翻身变形以及场地存放变形，通过以补偿量代替余量实施分段无余量建造，不仅降低钢材、焊材、能源使用量，节约大量生产成本，而且减少二次划线、切割余量工作量，显著提高工作效率，有效缩短船舶建造周期。

Claims (8)

1.一种船体分段无余量建造工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、收集已造船舶数据，建立精度数据库；
B、根据舰船的设计要求、结构形式、船体性能指标、建造施工特点，确定无余量分段建造精度指标；
C、识别无余量分段建造过程精度控制点，根据结构特性、板厚、焊角高度、焊接量，确定补偿量加放原则；
D、根据补偿量加放原则，完成无余量分段三维建模及数控套料；
E、确定无余量分段建造过程精度控制实施方案；
F、跟踪控制板材数控切割尺寸；
G、跟踪控制板材接板尺寸，着重控制板材直线度及方正度；
H、胎架铺板，在胎架上铺板，从 K 板开始铺设，用吊线锤的方式反射K板中心线，然后依次铺设 A 板、B 板、C板等列板，板材纵向端部存在余量，端缝参照地样理论线定位时留出余量；
I、划结构线，纵横舱壁、平台等在钢加平台上勘划结构线；
J、根据分段结构图在钢加阶段形成平面组件、部件、立体组件的结构在分段装配前装焊完成；
K、跟踪控制分段组立主尺度，控制分段长度、宽度、高度偏差，控制合拢口同面度及合拢口内部构件与板材端差；
L、对分段吊运翻身过程进行有限元分析，合理设置结构加强，控制吊运翻身变形；
M、合理布置木墩，并在结构与木墩接触位置垫置钢板，根据分段受力情况，增设临时加强，控制无余量分段场地存放变形。
2.根据权利要求1所述的一种船体分段无余量建造工艺方法，其特征在于：所述步骤A中收集的精度数据包括分段焊接收缩量、水火矫正收缩变形量、分段脱胎上翘量、分段一次装配合格率、预修整率和工艺合格率。
3.根据权利要求1所述的一种船体分段无余量建造工艺方法，其特征在于：所述步骤B中无余量分段建造精度指标主要包括船体分段无余量建造率、数控下料抽检合格率、拼板划线补偿量加放偏差指标、部/组件装配抽检合格率和分段组立合格率。
4.根据权利要求1所述的一种船体分段无余量建造工艺方法，其特征在于：所述步骤C中补偿量加放内容包括分段建造长度方向、宽度方向、高度方向补偿量。
5.根据权利要求1所述的一种船体分段无余量建造工艺方法，其特征在于：所述步骤E中实施方案包括数控下料偏差监测、部/组件尺寸监测、拼板划线偏差监测、分段建造焊前/焊后各阶段三维数据监测。
6.根据权利要求1所述的一种船体分段无余量建造工艺方法，其特征在于：所述步骤F中对切割不同板材进行相应的零件尺寸抽检，其切割偏差满足±0.5mm。
7.根据权利要求1所述的一种船体分段无余量建造工艺方法，其特征在于：所述步骤G中直线度偏差控制在±1mm，对角线偏差±4mm以内。
8.根据权利要求1所述的一种船体分段无余量建造工艺方法，其特征在于：所述步骤K中将分段长度、宽度、高度偏差均控制在±4mm以内，控制合拢口同面度为±2mm，控制合拢口内部构件与板材端差为0～-2mm。
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