CN110091958B - 船体分段无余量建造工艺方法 - Google Patents
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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
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,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、平台在钢料加工平台上勘划结构线;
J、分段装配前完成在钢料加工阶段形成的平面组件、部件、立体组件的装焊;
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,设置结构加强,控制吊运翻身变形;
M、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。
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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