余勇華，陳金爐，楊 輝

(1.江蘇新?lián)P子造船有限公司，江蘇靖江214532;2.江蘇揚子鑫福造船有限公司，江蘇泰興225453;3.江蘇省船舶設計研究有限公司，江蘇鎮(zhèn)江212003)

0 引言

在目前集裝箱船運力已過剩的背景下，船東仍然積極訂造大型集裝箱船，其根本目的就是降低運營成本，提高經(jīng)濟效益。為了適應市場需求，開發(fā)了具有營運效率高和燃油效率高的綠色環(huán)保的新一代萬箱級集裝箱船型。10 000 TEU集裝箱船是一種高附加值的超大型集裝箱船，技術難度很高，其建造有著很多的難點，為此，有必要結(jié)合各種現(xiàn)代造船的建造工藝和工法，研究適合該集裝箱船的建造工藝，以提高建造質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

1 10 000 TEU集裝箱船的主要量度

總長 337.0 m

型寬 48.2 m

型深 27.2 m

吃水 15.2 m

10 000 TEU集裝箱船的總布置圖如圖1所示。

圖1 10 000 TEU集裝箱船總布置圖

2 設計思路

建造工藝和工法設計的實施是以提高船舶設計和建造水平、提升企業(yè)形象、打造企業(yè)品牌為目的。通過工藝和工法的研究、設計與實施，積極采用先進技術，規(guī)范施工工藝，將企業(yè)已有的技術積累和科技研究成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，確保質(zhì)量，降低成本，提高社會和經(jīng)濟效益，形成企業(yè)技術進步的良性循環(huán)，對于企業(yè)在競爭激烈的市場環(huán)境中保持可持續(xù)發(fā)展具有極其重要的意義。

現(xiàn)代造船模式強調(diào)殼舾涂一體化，按照船廠的生產(chǎn)流程，推行以船體為基礎，舾裝為中心，涂裝為核心的一體化設計原則，擴大先行舾裝，提高分段完整性和總裝化水平，實現(xiàn)最優(yōu)化生產(chǎn)。

3 以涂裝為核心的工法實施

3.1 涂裝預留信息

為了滿足壓載艙涂層保護標準PSPC要求，通過對合攏區(qū)域的涂裝預留，減少在合攏環(huán)節(jié)對涂層的破壞，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)的目標。根據(jù)總段、船塢合攏方式，結(jié)合船體的結(jié)構(gòu)形式，確定涂裝預留的范圍和具體方案，并繪制工藝圖冊，指導現(xiàn)場施工。

3.2 腳手架及施工通道設計

為減少涂裝后的油漆破壞量，通過對分段、總段的結(jié)構(gòu)形式和建造方式的分析，選取最合適的腳手架布置和施工通道布置方案。在滿足安全施工的同時，盡可能采用標準的、通用的腳手架，可提高腳手架材料的重復利用率，從而實現(xiàn)對建造成本的良好控制。同時，通過規(guī)定固定的人員和設備的作業(yè)通道，并相應增加必要的工藝孔和工裝設備，在合攏過程及后期施工中，最大限度地減少人員和設備對油漆的破壞。依據(jù)建造和合攏的方式提供腳手架和施工通道的布置方案，并在TRIBON三維模型中完成各類腳手架和施工通道的建模及裝配計劃，然后根據(jù)需求，分階段繪制工藝圖冊指導現(xiàn)場施工。

3.3 工法零部件設計

為了減少和避免涂裝后的焊接工作，通過對不同階段的工法零部件進行系統(tǒng)設計，規(guī)范工法零部件結(jié)構(gòu)形式及使用方式，并指導現(xiàn)場在涂裝前完成各類工法零部件的裝焊工作。在TRIBON三維模型中完成全船的支撐底座、各類馬板、腳手架眼板和花籃螺絲的建模，然后根據(jù)需求，分類型分階段繪制工法零部件圖紙指導現(xiàn)場施工。

3.4 分段和總段預密性試驗方案

在分段、總段階段進行預密性試驗(角焊縫充氣試驗，抽真空和著色試驗)，可以將以往在船塢階段進行的大量密性試驗工作前移，在縮短塢期的同時，最大限度地減少對涂層的破壞。在TRIBON三維模型中完成全船的密性試驗工裝建模，然后根據(jù)需求，分階段繪制工藝圖冊指導現(xiàn)場施工。

3.5 擴大總組和工作前移

由于集裝箱船建造精度要求較高，外板線型較大，大合攏建造周期相當長。縮短塢內(nèi)周期的辦法就是將總組擴大，然后在塢內(nèi)進行大合攏，即總段建造。對于舾裝周期較長區(qū)域，如上層建筑，在起吊能力的范圍內(nèi)盡量將舾裝單元所有分段總組在一起，提高出塢時的完整性，做到敷料、門窗安裝結(jié)束之后上船，大大節(jié)省了碼頭舾裝時間。

4 以優(yōu)化生產(chǎn)管理為目的的工法措施

4.1 鋼板分道切割和中小組立分道

根據(jù)設定的組立樹和組立場地，切割出來的零件按照特定流向分配，生產(chǎn)設計的套料和切割計劃與組立場地的定置化相對應，使切割出來的零件滯留時間最短，一個個零件托盤，按零件的類型周轉(zhuǎn)。分段建造流程設置組立工位、片狀化制造、平面分段流水線生產(chǎn)，將大型分段先轉(zhuǎn)化成部裝件和小型分段進行拼裝，然后再組成大分段，使場地利用、功效最大化，實施專業(yè)化生產(chǎn)，便于大量推廣CO2高效焊和精度質(zhì)量控制。

4.2 模擬搭載技術

利用模擬搭載技術在分段吊裝前通過精度軟件模擬分析定位過程中可能出現(xiàn)的問題，制訂最佳定位方案，使總段精度大幅提升。預先了解要搭載的總段精度偏差及船塢內(nèi)基準分段的精度偏差情況，在電腦上進行模擬分析，制訂最有效的搭載方案，計算出對接端部的修割量，在搭載之前予以先行切割，并將有關問題解決，從而指導現(xiàn)場搭載作業(yè)，這可以有效地保證船體搭載的精度、質(zhì)量和生產(chǎn)進度。

4.3 強化精度管理

為確保將1萬多個標準集裝箱全部正常裝進船艙，公司制造部門建立了嚴格的精度管理體系，建立了涵蓋新船建造全過程的精度管理指標，狠抓精度質(zhì)量控制，確保落實到位。同時對寬、高、薄的橫艙壁分段利用有限元方法分析，考慮不同的吊裝方式對吊裝過程的變形進行模擬分析，確保分段建造吊裝過程中的精度控制。

4.4 焊接物量信息的提取

通過分階段、分類型提取焊接物量信息，指導現(xiàn)場生產(chǎn)，加強對焊接質(zhì)量和焊接成本的控制;同時，相關的焊接物量信息還能對船廠的計劃部門提供強有力的數(shù)據(jù)支持。在TRIBON三維模型中根據(jù)需求，完成全船的裝配計劃和焊接計劃，并分階段、分類型提取焊接信息(焊接長度、坡口信息、焊接規(guī)格、焊縫總重、理論焊材消耗等)。

5 結(jié)語

10 000 TEU集裝箱船是一種高科技、超大型船舶，工藝復雜，制造難度極大，其設計與制造技術一直為日本、韓國等少數(shù)國家的船舶企業(yè)所壟斷。該船的成功開發(fā)制造并交付，打破了國外在超大型集裝箱船制造領域的壟斷地位，標志著企業(yè)在萬箱船領域已經(jīng)達到國際先進水平。

［1］ 韓鈺，楊旭.4 250 TEU集裝箱船的結(jié)構(gòu)設計［J］.船舶，2009(5):17-22.