基准线工艺在船体建造中的应用_翟青占.pdf

第 31 卷 第 1 期2023 年 1 月Vol.31 No.1Jan.,2023船 舶 物 资 与 市 场 MARINE EQUIPMENT/MATERIALS&MARKETING0 引言在船舶结构施工过程中按照操作特性，控制部件、分段和总段在船体坐标系统中的空间安装位置所采用的相应线路即为基准线，包括经常使用的对合线、100 检查线、大闭合位置基准线等。在船舶设计中基准线工艺的推广将会对船舶结构的建造起到很好的促进作用。近几年，由于对精度管理的不断深化，一些造船企业在整个公司都逐渐完善了基准线系统，并形成了一种与公司实际生产状况相适应的基准线工艺，并极大地提高了实际的生产效率，使基准线网络在船舶制造中得以完全覆盖。1 基准线工艺的目的1.1 术语界定基准线工艺涵盖了整个船体结构施工过程，其目标是通过简单的曲线，为操作人员提供更为直观的依据，确保船舶结构的正确安装。尤其是在运输阶段，基准线工序的执行有助于建立适合于船体坐标系统的基准线网，使各分段上所标识的基准线可与船体坐标系统内的基准线一致，有关操作人员只要将对接段的高度、半宽、角尺三条基准线对准，即可迅速地进行吊装、定位，达到节拍吊装和快速运输的目的1。基准线是在指定的施工阶段，采用同一基准、尺寸和方案，按照一定的规则架设在零件、分段、总段上，为后工序的装配基准和偏差基准线工艺在船体建造中的应用翟青占（新大洋造船有限公司，江苏 扬州 225107）摘 要：在船舶零件种类繁多、形式多样、工序复杂、精度要求较高的情况下，准确有效地传递精度与装配标准对于改善船型生产的效率与品质至关重要。基准线是一种专门用于船舶组装的专用语言，目标是将组装标准和精确的数据以线对点、线对线、线对线相交、夹角、相贯、距离等要素快速准确地传递。基准线的建造技术涉及到装配、焊接、设计、精度管理等方面的技术，涉及到船舶设计、下料、加工、装配、涂装、运输和舾装等多个环节，对控制船舶尺寸、提高效率起到了至关重要的作用。本文论述了在平地造船模式下，采用完善、成熟的基准线工艺，对提高船舶质量和效率有很大的促进作用。关键词：基准线工艺；船体建造；精度管理中图分类号：U671 文献标识码：A DOI:10.19727/ki.cbwzysc.2023.01.016引用格式翟青占.基准线工艺在船体建造中的应用 J.船舶物资与市场,2023,31(1):47-49.收稿日期：2022-09-08作者简介：翟青占（1986-），男，本科，工程师，研究方向为船舶工程工艺工法。做标志；参考线可以是点组、线段或点线组，其精确度可以达到某一特定的值。辅助参考线沿相同的方向，且部件的大小参考具有唯一性，为了方便施工和保证传输精度，需要在基准线和理论上标出几条辅线，也就是副基准线。副基准线具有以下特征：1）基准线大小是理论上的；2）在组装过程中可以将其用作组装的参考；3）可以具有多个次级基准线的同一分段；4）当与基准线的距离不一致时，应根据基准线的位置确定；5）只可以参考基准线的位置来参考次级基准线的可比性。1.2 基准线的分类由于基准线具有数据直观、易于操作、精度高、成本低、劳动量少等优点，所以基准线在船舶制造中具有很大的应用价值。根据参考线的使用方法，基准线可以分为对合线、校线、100 检查线、网络线等。这种角尺线是一条特别的参照，而作为一种特别的参照物，如地表样线和地表样点会作为一种特别的参照。1.3 基准线在船舶制造工艺中的应用基准线施工的基本目标如下：通过简便、有效的方法，为装配基准和零件的精度提供依据，提高生产效率，控制尺寸偏差。其主要功能有：1）简洁、直观、易于实现；2）传输准确的信息，能直接反映出材料的大小偏差，便于以后的工程设计和避免错误的发生；3）拼板、片材预制、组立装配、船台合页等尺寸的规范；4）用于测定焊接收缩值和尺寸偏差的参考；5）在精确性管理流程中船舶物资与市场第 31 卷 第 1 期 48 工艺控制的一个关键环节。1.4 参考资料基准线的应用是跨专业、跨区域的，涉及各个不同的生产过程，因此理顺基准线的实施思路是重中之重。基准线应从船舶制造公司精密计划入手，在设计时加入数切指令、100检查线，按要求使用、标出和修正基准线，达到对船体生产的全工艺尺寸控制。在产品设计阶段，生产设计人员按照各种基准线的设定原理，在制图上设定基准线，以指导制程中的基准线的绘制与传递：把数切套料图按不同参考线编制成不同的喷线数据，实现了在下料过程中对大部分参考点进行数喷的测量；同时，在分段构筑物和划线上也应体现出该基准线的所在，并以该参照线为参照，以便于在装配过程中迅速准确地找到该构件的小、中、厚片；型材下料图纸中应该包括型材端基准线和辅助基准线，实现型材下料、预制和下一步组装过程的位置控制2。钢加工基准线的绘制：钢加工是船舶制造的首要环节，承担全部的基本基准线。目前，有 2 种主要的划痕方式：数控裁断器数目和手工刻痕。CNC 裁断机数量喷、划线是按照与数裁下刀的指示完成的，是一种自动化的机器划线，其准确性取决于在设计时工件的放样以及 CNC 装置的划线精度。船体构件 95%的下板采用 CNC 切割。这一时期的标记基准应被充分地运用，并在后期持续地加以修改。采用人工划痕，型材号采用人工编号，人工编号时，根据型材下料单进行人工切割，并根据型材下料图纸对划端头 100 检查线。采用基准线：1）在板料成形过程中应采用加工线、折角线等，以方便对加工精度的精确控制及采用正确的工艺；2）型材成形时，使用反向线、100 检查线、复样喷线的展布等方法来保证加工的准确性；3）在拼板机上使用对合线、100 检查线等进行自动焊，以方便对板的形状和方正性进行控制。分段组立阶段基准线的应用如下：1）采用对合线、100 检验线，加强材装配采用检查线，组合型材预制采用对合线和校直线；2）中段，检查行为 2 行，100行；3）分段组立，以二次勘划位置线和基准线为基准装配中组、片体和型材，其与母板参考线间的相对误差应符合有关规定，且与位置线的定位误差不超过 l mm。参考线的可划：1）在FCB划线时，按划线图的规定，对各建筑进行校验（误差为 Q mm），并精确地校验划板开口 100 检查线（误差 1 mm）；2）中组立焊后，根据测量的大小确定 100 检查线，并核对终端差值，让模块组立刻与 100 检查线一起工作；3）按照分段 100 检查线布置详图要求，在总组、运输阶段进行分段焊后，进行现场勘察。采用全组级参考法：以相邻区段 100 检查线的间距及与地表参考线的一致性作为参考，确定区段的位置，并进行区段大小的调整。参考线的划分：1）在总组前，应根据总组地样线图，在布墩上画出总组地样；2）在总组焊接完成之后，按实测值对 100 检查线的位置进行校正（或按需要勘划的网线），供坞舱运输阶段使用；3）码头装载船坞内部，按邻近船段 100 检查线的距离和与地面基准线的重合性作为参考，对分段进行有效的控制。2 各阶段基准线的设计与应用2.1 小组阶段数控板件上的基准线是用套料提供的，如图 1 所示。基准线 1 用作拼板件的前、后检验线；基准线 2 用作增强材料的安装基准线；基准线 3 用作所述小型闭合器组装基准线，基准线 4 用作末端切割所述扁钢的安装基准线。在下料的过程中，平面板需要在结构安装线、距板边缘 100 检查线上喷射。涉及人工下料的部件，必须按照下料图纸上标注的尺寸，在下料面上用 100 mm 的基准线测量。其中平直无余度分段球扁钢基准线在船尾上进行勘测，而一端的无余量球扁钢基准线则是在船尾的一端进行勘测。图 1 数控下料肋板/纵析的基准线设计2.2 中组阶段下段的内底板从TTY车间改成分段生产后，各肋板、纵横板按每一段 100 mm 的间距排列。该基准线可以用作组装对齐的基准，如果出现超量，则需要进行适当的调节。只要各部件都能精确地按照基准线的有关规定进行装配，就可以保证分段的施工精度。完成部分后，要检查、修正安装在外板和内板上的各个接口上的基准线。由于喷涂作业在某种程度上会损坏基准线，在装配过程中很容易出现不能识别基准线的标志。为解决这一问题，采用特殊的涂层保护方法，确保在后工序中可以清楚地识别出基准线的样品标志。2.3 总组阶段装配过程中的基准线都需要进行检查和修正，这样可以确保基准线的精确度，在装配的过程中只要将相邻第 1 期 49 翟青占：基准线工艺在船体建造中的应用的 2 个部分的高度、宽度、前后的基准线对齐，就可以完成装配（请检查同一基准线的平直度）。运输阶段以货油箱区舷侧总段 GS215 为例，共分为 3 个阶段：1）在装配阶段，GS215 分段的基准线按照基准线布置图进行检验，以保证最后吊装时 3 个方位基准的高度、半宽度和角尺都是正确的。2）在完成某一阶段后，在生产场地达到 GS215 规定的情况下，进一步检查、修正封闭区的有关基准线，确保封闭区的基准线符合施工要求3。3）在吊装时仅需将 GS215 与闭合上高度、半宽、角尺三条基准线对齐即可实现。经过一段时间的摸索，采用基准线进行起重和定位，可以极大地减少起重和定位的时间，而且工作效率比较高，对实现快速松钩有显著的效果。3 基准线工艺的具体应用3.1 在设计阶段设定以下基准线在大、中、小阶段，安装 100 检验线，便于组装。采用肋形冷弯机进行型材的逆向设计；对需要设置 2 个以上反直线的高曲率的异形，另外，还必须为数控机床的数控喷涂工艺提供一种样品，以便对其进行精确的测量。其结构包括：舱室和前部肋条、货舱区首尾区的纵肋等，和在腹板上（校直线）的检查线。需要组合式装配的零件（例如：底边舱或顶边舱框架、舱口梁、首尾和舱段加强肋）。对肋检线、中心线、纵剖线、水线等精度基准线进行数切件的设计；在母板或胎板的划线上也应清楚地标明；曲面胎架的外板划线尺寸应该以地面平面为准。为使分段精度基准线的设定更加精细，可以编制船身对线网络图。在分段装配时，在装配过程中所采用的分段式封闭孔 100 检查线路也可以在下模时进行喷焊接或手工雕刻。3.2 基准线在小、中群体中的应用采用校正直线法对焊接后的复合型材料进行线性校正，采用带线型组合型材进行联合焊接时，由于焊缝的收缩，导致腹板的拱弯曲变形，如果缺少校正基准线，则很难检测出腹板的弯曲变形，导致腹板的线型调整。在校直线被设定好后，这一步变得容易，只要用一条线测量一下，就能确定出型材的弯曲程度，并用火攻把它的网片调至适当的地方，这样即可完成。采用100检验线，可以简化、精确地将小、中、主材料组合起来。根据 100检查线进行安装，可以省去诸多麻烦，使组装作业更加方便。FCB 和纵骨焊接工位也采用 100 检验线，简化了焊接作业，提高了焊接的准确性。在主板拼板时采用单板喷线，确保喷线均匀，并能有效地控制拼板的精度；对已组装好的主板进行 100 次检验，以便为下一步（纵向组装）的组装提供参考；只要将纵骨与主板的基准线保持一致，即可实现对端差的精确控制，从而降低累计误差。3.3 分阶段大组立阶段基准线的应用在分段试件中，为保证装配端差的准确性，降低累计误差，在结构拼装过程中使用 100 检查线。子分段间利用网线进行位置，在子分段焊后，通过对各子分段处的精度状况进行最优，确定网络线 3 个方位，充分限制子分段的精度偏差，确保子分段的累计误差最小4。在分段制作完成以后，按照实测数据，对整个分段进行勘察，并为下一步总组、运输提供参考。3.4 分段总组装车阶段基准线的应用基准线作为总组、运输定位和精度检验的基础，应首先由精控制组进行测绘。基于网格线和检查线段进行区域的划分。在纠正的过程中，校直线已经画好，接下来的工作就变得简单，只需要用粉线来测量校直线的平整度，就可以得出一个精确的数字，然后用火锤校正轮廓的凸起，然后将校直线的平整度和标准的平衡点一致，这样就可以满足。采用精密参考线，可以提高船型的设计水平，提高船型的技术品质，达到更高的要求，对提高船型的安全具有重要意义。4 结语依据现代船舶建造方式对精确度船舶的需求，采用基准线来进行装配是目前常用的一种装配方式，因为基