节能导管建造、安装精度控制工艺

摘 要：本文主要介绍船用节能导管的建造、安装的精度控制工艺，针对建造过程中存在的具体难点提出可行的应对措施。

关键词：节能导管；建造；安装；精度；控制

中图分类号：U671.91 文献标识码：A

1 前言

在船舶建造过程中，节能导管的建造、安装的精度要求很高，鉴于其结构特点，建造过程的整体线型控制及定位过程的定位点控制和焊接变形是主要难点；本文主要探讨节能导管在建造和定位安装过程的精度控制措施。

2 节能导管建造精度控制工艺

整个工艺过程将统一的定位基准点、基准线贯穿整个建造、安装流程，节能导管船坞阶段安装的定位点需在建造过程中严格监控并制定有效的工艺控制方案。

2.1 胎架制作

2.1.1 模板胎架位置设定

节能导管的结构是内、外侧板通过纵横向隔板连接，分段的建造是以内侧板为底，采用侧向内胎架制作，根据内侧板的线型制作模板胎架控制整体线型，沿节能导管纵向根据整体的线型特点设定模板位置，如图1所示。

2.1.2 模板制作

（1）模板反变形释放

由于节能导管的内侧板及内部结构存在较多的纵向对接焊缝，制作过程中需增加焊接收缩补偿量，此补偿释放于模板胎架上，以模板外圆顶点向上下口渐变释放至5 mm，见图2。

图1 模板胎架图

释放反变形后模板 理论模板尺寸

图2 模板理论数据和装配数据

（2）模板数控下料和拼板

① 释放反变形后的模板采用数控下料，为节约材料将模板分三部分套料；

② 模板上需增加相关参考线，为方便内侧板的定位，模板上需数控喷上板缝线、结构线、节能导管的中心线；

③ 模板胎架制作过程中为统一基准，模板上需数控喷上：Z向检验线、Y向检验线；

④ 三部分的模板下料完工在拼装过程中需对合线（数控喷粉），见图3。

图3 模板上的相关数控喷粉线

（3）胎架制作（包括地面划线、胎架精度检验）

此模板胎架采用槽钢做胎架基地，按图1布置模板；内部支撑和纵横向加强采用角钢。

① 所有模板统一以中心线、Z向检验线、Y向检验线作为基准来定位安装；

② 地面划线需划出整个分段的中心线、首尾端口线；

③ 胎架制作完成需检验模板高度、半宽、整体直线度等；

④ 胎架制作完成需采用特制的木样来检验模板的整体线型。

2.2 结构上胎制作

（1）内侧板定位顺序需从模板最高点向最低点定位，以中心线为基准定位第一张板；

（2）在模板胎架上沿板缝线装配扁铁码板配合板材定位，如图4；

（3）定位过程需严格吊线垂监控内侧板的中心线、板边线与地样线重合度。

图4 内侧板定位码板

2.3 结构焊接顺序

节能导管的焊接工作量比较大，为尽量减少焊接变形，需遵循以下的焊接顺序：

① 内侧板的拼板焊接需先焊横头短焊缝，再焊长焊缝；整体从分段放置的下方向上方退焊焊接，且要对称焊接，见图5；

② 结构焊接以方格为单元从中间向两边对称焊接，先立角焊后平角焊，见图6；

③ 外侧板的焊接顺序，见图7。

、

图5 内侧板的焊接顺序

图6 内部结构的焊接顺序

图7 外板的焊接顺序

2.4 完工后测量及定位点的标识

焊接完毕分段松胎被烧，重新核对整体精度，火工调整偏差合格后，再固定前后端口模板；为方便搭载阶段定位，节能导管完工后需将首尾端口的中心点、直径、外板中心找出并用样冲点打出（贴好胶条保护），见图8。

图8 分段完工定位点标识图

3 节能导管船坞定位、安装精度控制工艺

3.1 找出纵向、横向、高度基准线

根据船坞坞底船体中心标记，找出船体横向基准；根据船体外底板的龙骨挠度取其平均值，确定船体基线；从船体基线用激光机向上打出轴线与基线的高度差3 710 mm，找出轴线与A011外板的交线，得出节能导管的高度基准，并用样冲标记于外板上；纵向选取尾柱A000舵零即肋位FR0为基准。

3.2 定位点选取及相关数据换算

根据精度要求定其定位点主要有：首尾端面（直径端点、直径中心点、圆弧中心点）、节能导管在A011外板上的贯切线坐标、左右节能导管中间肘板的安装坐标及与导管的交点坐标。

以3.1找出的相关基准（FR0，0，3 710）为原点“0”，定出节能导管相关定位点的坐标：

① 首尾端面（直径中心点、圆弧中心点）的坐标见图9；

② 首尾端面直径端点、贯切线的坐标，见图10；

③ 左右节能导管中间肘板的安装坐标及与导管的交点坐标，见图11。

3.3 节能导管吊装前准备

（1）首先检查整体尺寸、样冲点的标识情况、变形情况，测量首尾端面圆弧直径及下口直径，与理论数据对比并记录；样冲点如有漏敲或不清楚请重新测量补敲。

（2）安装中间定位肘板（坐标值详见图11），装配完成报工艺确认后焊接，外缘余量不修割，焊脚打磨光顺；安装完毕勘划出肘板上贯切线（数据见图11）。

（3）吊装节能导管前需勘划好以下相关线：

① 坞底船体中心线；

② 舵零点地样线；

③ A011分段外板上的左右各4条贯切线（相关数据见图10）；

④ 中间肘板与节能导管上的贯切线。

（4）在节能导管外侧板上方、A011外板上预先装焊葫芦拉码（初定位用），待吊装到位后在导管安装位置的四周安装花兰螺丝，方便精确定位。

3.4 节能导管定位流程

（1）按3.3点的第（3）点勘划出吊装前的相关定位线；

（2）单侧节能导管组件采用汽车吊吊装到位，将A011上的葫芦与导管侧板上的拉码相连且拉紧葫芦，使节能导管的外侧板贴合中间肘板，使其初定位；

（3）使用全站仪测量首尾端面中心值、外圆中心值，微调节能导管；缓慢修割导管侧板余量（注意避免割伤A011外板），拉紧葫芦，使侧板与外板贴合；

（4）在结构承力处新增适量卡码固定，继续检查数据变化情况；

（5）重新复核整体数据，定位节能导管，按上述方案吊装另一侧导管组件

3.5 节能导管定位后焊接要点

节能导管的焊接顺序是整体精度控制的关键点，整个过程注意事项如下：

（1）要先焊接A011龙骨与肘板焊缝，再焊接节能导管；

（2）焊接顺序：以中纵面为对称面，对节能导管8条焊缝进行对称焊接，具体见图12；

（3）焊接外侧板与A011外板的角焊缝钢衬垫时要对称焊接；

（4）左右节能导管的焊接需严格对称焊接减少左右偏移，由于导管安装偏轴线上端，故在焊接过程中需对尾柱刚性固定。

3.6 节能导管安装数据测量及精度要求

（1）节能导管安装到位后，首尾端面半圆中心的连线相对理论中心连线的偏差控制在±9 mm（即节能导管的Z面和Y面安装角度误差小于±0.3o）；

（2）节能导管导边圆心及随边圆心的位置相对误差小于±0.5%（导边圆心，随边圆心分别指艏艉端面圆心）；

（3）节能导管安装完工需测量的理论点坐标数据见图13。

4 结束语

本文方案在节能导管建造、定位、安装精度控制过程中起到至关重要的作用，提高了建造、定位、安装的精度，大大缩短了安装周期，为后续产品提供了一套完备的工艺参考。