18000TEU超大集装箱船舵鳍分段结构特点及建造工艺分析研究.doc

18000TEU超大集装箱船舵鳍分段结构特点及建造工艺研究-机械制造论文 18000TEU超大集装箱船舵鳍分段结构特点及建造工艺研究 韩俊王颢李超 （上海外高桥造船有限公司，上海200137） 摘要：舵鳍分段是船舶结构的重要组成部分，是连接船舶操纵装置舵叶的分段，其重要性不言而喻。设计及建造过程中如何保证其结构顺利装配及建造精度，关系到后续舵系的拉线照光、镗孔和安装是否顺利，进而会影响到整个船舶的建造进度。现重点分析上海外高桥造船有限公司承接的首艘18000TEU超大集装箱船舵鳍分段的结构特点、生产设计及建造相关工艺，并对比三大主流船舶在该分段的主要差异点。 关键词 ：舵鳍；舵筒；建造精度 0引言 舵是实现船舶操纵的主要设备，舵系工作的好坏将直接影响船舶的推进特性及正常航行，对船舶稳定性有直接影响。目前散货船、油轮以及集装箱船采用半悬挂式半平衡舵，舵安装在艉部舵鳍分段上，舵鳍分段由纯铸钢或钢板和铸钢组合的挂舵臂与艉部划分出的一部分船体结构组合而成，此分段的建造质量和精度直接决定了后续的舵系安装质量，进而会影响到船舶建造质量和进度。 18000TEU集装箱船舵鳍分段立体模型如图1所示。本文在此基础上分析总结了超大集装箱船的舵鳍分段结构特点、生产设计及建造过程，为今后超大型集装箱船该分段的建造提供相关设计及工艺参考。 118000TEU集装箱船舵鳍分段结构特点 此舵鳍分段由舵筒与船体结构组合而成。该分段是在船体结构全部烧焊完成，无损探伤结束后，将舵筒整体插入，船体结构与舵筒之间存在诸多对接及交接焊缝，这些焊缝的焊接质量直接决定舵筒与船体结构连接的牢固度，因此这些对接及角接处的坡口选择及焊接顺序很重要，且船体结构在这些连接处的板材板厚及材质相较此分段其他区域更厚、更高。 2设计过程 随着公司造船效率的不断提升，生产部门对设计图纸的质量要求也在提高。设计是生产的先行，设计时考虑得越周到细致，给生产现场带来的便利就越大。因此，在舵鳍分段的结构设计过程中对具体的焊接坡口、具体的建造方式以及为顾及施工方便而进行合理化设计等各方面都需要予以全面细致的考虑，以确保分段建造的质量。 2.1焊接坡口 此分段焊接坡口的型式及朝向要求特殊，在设计阶段需充分考虑各方因素。 （1）舵筒由外部厂家提供，其与船舶主体结构存在诸多对接坡口，因此船体设计开设坡口时要充分考虑厂家提供的舵筒相关结构坡口朝向，避免平行坡口的出现，从而避免质量事故的发生。 （2）舵鳍内部结构与舵筒圆箍处的坡口要求为深熔焊。 （3）舵筒上端面与17846平台对接缝的坡口方向朝上。 （4）一般情况下船体外板板厚朝外，而此分段舵鳍外板由于板厚朝里，导致其内部结构在建模时要偏一个舵鳍外板板厚，不能简单地参照SURFACE建模，否则内部构件会偏大一个板厚，影响钢板订货及结构安装。 由于舵鳍外板曲率较大，内部构件与其形成角焊缝时要开设自然坡口，但因建模时偏了一个板厚导致自然坡口不能自动建模，设计人员需逐一剖取图面量取角度后手工开设坡口。 （5）为了保证舵筒的安装精度，舵筒底板与舵鳍底板的对接处，中纵剖面、FR2横剖面船体结构与舵筒结构的对接处，取消对接缝的坡口6mm的间隙设置。 2.2舵鳍建造方式 （1）舵鳍要单独制作DAP。舵鳍右舷外板上胎，左舷外板散贴，此时要注意右舷外板板缝处内部构件开设KU40×5的NOTCH孔，而左舷外板板缝处内部构件开设KU40×10的过焊孔，保证陶瓷衬垫的贴附及焊接的顺利进行。 （2）在舵鳍上截取6个面，每个面均需制作模板以供制作胎架使用。 （3）对剖取的截面进行加工，制作逆直线和标尺水平线用于现场定位安装。注意每个截面的数据必须保证正确，否则一旦模板不对，舵鳍的制作精度就无法保证，进而会影响整个分段的质量。 2.3设计合理化 （1）由于舵鳍内部存在狭小空间不利于内部结构焊接，因此设计时需考虑在舵鳍左舷外板上开设两个临时工艺孔，以便施工人员进行内部作业，待内部结构焊接结束后再将其封死。为保证施工人员的安全，现场部门应采取相应的安全防护措施。 （2）进行临时工艺孔封死烧焊作业时内部要贴钢衬垫，以保证焊接质量。 3建造过程 由于此分段最后连接舵叶，因此在建造过程中如何更好地控制精度尤其关键。 3.1分段定位 （1）舵筒在分段（包括舵鳍）阶段进行定位、装配，此分段船体结构焊接、无损探伤工作全部结束后，将舵筒整体插入分段内。 （2）如图2所示，将舵筒竖立在分段胎架上，使舵筒上端面与17846平台在同一平面上，并作出舵筒上下端面B、A两点，用扁铁条钉焊在舵筒上下端面，开一个小圆孔，B点为舵筒上端面，A点为舵筒下端面，通过A、B两点用铅锤荡一根直线，