球鼻艏换新工程的质量控制工作

甄群力，王 江 ，韩洪松

(青岛北海船舶重工有限责任公司 修船分厂，山东 青岛 266520)

球鼻艏换新工程的质量控制工作

甄群力，王 江 ，韩洪松

(青岛北海船舶重工有限责任公司 修船分厂，山东 青岛 266520)

对于集装箱船和滚装船的球鼻艏换新工程，新球鼻艏的线型是否能够满足型线图的要求、球鼻艏外板及其与船体艏部外板的过渡是否光顺，是考核该项工程建造质量的重要因素之一，而对球鼻艏线型的控制又是该项工程的一个难点。文章分析了新球鼻艏分段建造中产生线型不光顺的各种因素，并根据新分段建造中各阶段的具体情况提出了适当的控制方法。

球鼻艏；线型控制；焊接；热应力

近年来，多家航运公司为了适应当前经济形势，与青岛北海船舶重工有限责任公司签订了几十艘船舶球鼻艏的换新改造工程项目。在满足船舶总体性能的前提下，船东将现有船舶的肥胖型球鼻艏换新成较瘦窄的球鼻艏，用以减小船舶航行阻力，达到降低主机燃油消耗的目的。根据船东的这一换新要求，可以明确的是，船东对换新后的新球鼻艏外板线型的光顺度有很高的要求。因此，在新球鼻艏建造过程中，必须对新球鼻艏的线型、合龙时的外板对正以及新旧外板线型的光顺进行严格的质量控制。

1 造成新分段线型不光顺的因素

新球鼻艏分段由于其线型的特殊性，外板需要进行三曲度折弯处理，尤其是对于球头部位，外板有较大的三曲度弯曲，并且外板周边不留切割余量，所以对外板折弯加工的精度要求非常高。新球鼻艏分段通常分为多个小分段分别建造，然后将各个小分段进行组立合龙，若精度控制不好，会由此造成整个分段的累计建造误差过大。再加上大量的焊接和火工产生的热应力，很容易造成新球鼻艏分段外板线型的误差和不光顺。

2 分段建造的线型控制

2.1分段组立阶段

首先，外板在进行三曲度压弯时，应确保压弯加工精度，避免线型不满足要求的板材进入到拼板和组立环节。精度不够但偏差较小的外板，可以经过适当的水火加工进行校正，水火加工时应注意控制火焰的温度，比如“马士基球鼻艏换新”项目所用到的外板材质为AH36、厚度为20 mm的高强板，火焰温度要求不能超过900 ℃。对于精度偏差较大的外板，必须进行二次压弯处理。

其次，在小分段组立装配过程中，应在基准平台上画出准确的装配线和检验线，使得内部框架和构件得到精准的定位和装配，同时还要对外板进行二次放线，以保证肋骨间距及内部平台的间距。在装配过程中，应尽量减少不必要的火工，避免曲度外板因热应力产生过多的变形。在组立装配过程中还应严格按照图纸和工艺文件的要求，控制焊接坡口的间隙和角度，坡口间隙应控制在6～8 mm，坡口角度控制在40°～ 45°为最佳。但是，当现场施工不可避免的需要手工研装时，坡口对接间隙应控制在12 mm以内。如果间隙过小，焊接质量难以保证，过大又会增加焊接量，进而会加大焊接热应力，容易引起外板变形。在施焊过程中应保证足够的焊角高度，以避免焊接强度不够，同时还应保证焊角高度不应过大，避免增加焊接成本和焊接热应力，依照焊接工艺，对接缝焊后余高应在3 mm以内，最大不超过5 mm，角接焊缝焊喉控制在5～8 mm最佳。施焊完成后，应及时对板材进行背火，以释放焊接产生的应力。背火时应按照合适的火调工艺，温度不应过高以免影响板材的性能。

最后，在小分段组立完成后，要对分段的焊接质量及外观进行检验，以保证小分段的焊接质量和线型的光顺，线型不光顺的部位要及时进行水火矫正，需要进行水火矫正的部位较多或面积较大时，应对内部结构进行适当加强，以防止应力转移，造成内部结构的变形。除此之外，还应对分段合龙口进行精度测量，并出具精度测量表，以保证下一步分段总组时合龙口的精度与线型。

2.2分段总组阶段

在分段总组时，应先将靠近基线的分段在胎架上放正、放平，作为基准分段，其余分段与基准分段合龙时，要保证各分段的中纵剖面与基准分段的中纵剖面在一个垂直平面上，并应保证各分段框架及构件能精准对位，同时应保证合适的平台间距和肋骨间距。总体定位完成后应加以固定，对外板的对接合龙缝进行适当调整，以保证各合龙缝的正确对位，并留出适当的间隙和坡口。遇到外板对接有较大错位时，应适当割开内部结构进行调整，内部结构件割开的长度，必须保证外板能够平滑的过渡和光顺对接。环形合龙缝为立焊缝，焊接顺序应为自下向上焊接，这样焊接应力容易向上转移，加上环缝顶部的内部结构相对较少，所以环形合龙缝顶部是比较容易产生变形的位置。因此，在装配时应尽量使用长码板固定，起到临时加强的作用。焊接时应严格按照焊接工艺进行施焊，以减少焊接产生的热应力，并在施焊完成后，及时背火以消除热应力。分段总组完成后，应测量环形合龙口的数据，并与原船的对应数值进行对比，必要时进行调整，以保证新球鼻艏与原船对接的精度和线型光顺。

2.3坞内大合龙阶段

船舶进坞落礅后，应在坞底面画出船体中心线，用以检验新球鼻艏分段合龙时的对中情况。新球鼻艏分段与原船合龙之前，应准确画出旧球鼻艏的切割线和合龙检验线，以保证新球鼻艏与原船内部结构能正确的对接。新球鼻艏合龙时，应保证前后、左右和上下方向均能准确定位。分段前后方向的定位，应以合龙口位置新旧肋骨的肋距为基准进行定位。分段左右方向的定位，应以艏柱板中心线及新旧中纵桁为基准进行定位，检验新球鼻艏的中心线与原船中心线的重合度。分段上下方向的定位应以原船平台与新球鼻艏上层平台的高度为基准定位，并保证龙骨板合龙后的线型光顺。另外，新球鼻艏与原船合龙时，内部结构的对接较多，加上新球鼻艏存在合理范围内的建造误差，常常会遇到平台和横向框架结构与原船平台和框架结构对接时存在错位。遇到错位时，应根据错位大小将新旧平台或框架结构割开，然后将平台或框架进行平顺过渡和对接。遇到内部结构错位较大时，应适当增加扶强材补强或进行结构挖换。除了平台或内部框架以外，鼻梁位置也是较易产生错位及变形的部位，可将原船对应处的外板割除一块，进行散装，以完成新旧球鼻艏鼻梁板的合龙对接，也可以用加大焊角方法使线型平滑光顺。

3 结束语

综上所述，对于球鼻艏的换新工程，一方面要在各个小分段建造过程中，注意减少甚至消除每个小分段建造过程中产生的热应力及变形。另一方面，可以通过加强对球鼻艏分段建造的各个阶段的精度控制，进一步减小建造误差，这样才能保证新球鼻艏分段线型的流畅和光顺。

For the bulbous bow modification of container or RO/RO vessels,a fairing shell of new bulbous bow block and a smooth transition between new bulbous and original shell plate are the most important factors to examine the quality of the project.However,it is very difficult to make the shell's fairing under control.In this article,any factors that make new block's fairing unfavorable are analyzed,and any suitable control methods are proposed depending on different stages.

bulbous bow;fairing control;welding;thermal stress

甄群力(1988-)，男，内蒙古乌海人，助理工程师，大学本科，主要从事修船及改装工程项目的质量控制工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2015.03.004

2014-12-12