论船舶设计与建造中的精度控制
[摘 要]船舶精度控制是研究在船舶建造中通过加放补偿量取代余量，并配合有效的精度测量和管理技术，对船舶零部件及组装进行尺寸精度控制，以提高造船质量。船舶建造的精度控制是一项十分重要的技术，不仅是保证船舶质量，缩短建造周期，降低造船成本的重要手段，而且是实施壳舾涂一体化的基础。
[关键词]精度控制、船舶建造、补偿量、检测
中图分类号：F224；F426.474；F832.49 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）22-0320-01
1.船舶建造与船舶精度控制
1.1 船舶建造的特点
船舶建造具有以下特点：A.周期长、工序多，导致累计误差较大；B.船舶构件尺寸大，其形状尺寸允许的偏差相对构件本事比例很小；C.船体建造过程中受力、受热情况复杂，导致变形情况无法预测，想要掌握构件在切割、加工、焊接、转运过程中的变形规律更加困难；D.船舶建造过程中自动化程度不高，导致人为操作误差难以控制。
1.2 船体建造精度控制
船体建造精度控制是以科学的管理方法和先进的建造工艺相结合，以先进的建造工艺为基础，通过科学的管理对船体建造进行全过程的尺寸精度控制，以最大限度地减少施工修整工作量，缩短建造周期，降低造船成本。
2.船舶建造的精度控制
2.1 船舶建造精度控制的内容
船舶建造精度控制包括船舶建造前的技术准备和建造过程控制，技术准备是指在船舶生产设计时充分考虑船舶建造过程中的收缩和变形，通过添加收缩补偿量和反变形量来减小焊接收缩变形对船体精度的影响。船舶建造过程控制是指对板材下料、零件加工、构件装配、分段总组与合拢每一个制作工位，按照精度控制的要求进行数据检测和统计，并将上一道工位数据提供给下道工位，以作为下道工位施工的依据，尤其是在总组及合拢阶段要达到模拟搭载的目的。
2.2 船舶精度控制的意义
船舶精度控制在造船中的意义主要有：A.通过对构件添加反变形，减少构件因加工、焊接和吊装产生变形而进行矫正的工作量；B.通过设置合理的补偿量，减少加工和建造过程中的二次切割、打磨和开坡口等工作，从而提高生产效率、降低生产成本；C.通过设置检验线方便现场施工，提高施工精度；D.通过对施工数据的检测，及时发现问题，处理问题，减少对后道工序的影响，降低处理问题的难度；E.通过对施工数据的统计和分析，为下道工序提供施工依据，降低施工差错的出现，提高施工效率。
3.精度控制的实施方法
3.1 添加反变形
添加反变形主要有两个方面：一是在易产生较大变形区域的构件下料时添加反变形量，利用反变形量来补偿变形所带来的误差；二是在分段胎架数据中添加反变形，即在分段易产生变形的区域的胎架数据中增加一定与变形反方向的量，从而抵消此区域的变形。
3.2 加放补偿量
补偿量是指对零件、工件和小分段由于加工、装焊以及火工矫正等多道工序，所产生的收缩进行定量分析后，加放的补偿。补偿量不需要在分段建造过程中割除，它将在船舶建造过程中消耗。补偿量的确定是船舶精度控制中的核心内容，精度控制的最终目的就是用补偿量来代替余量，补偿量加放恰当与否，将直接关系到船舶精度控制的成败。
3.2.1 船体分段补偿量的加放原则（以206K散货船为例）
A.船坞基准定位分段的艏艉环形接缝端头全部不加放，纵骨、纵桁同样不加放。
B.船坞搭载的其它分段艏、艉端，以基准段为界，向艏的分段前端不加放，后端有补偿量，向尾的分段前端有补偿量，后端加放；纵骨、纵桁与分段端头一致，补偿量一般为6mm。
C.艏艉端机舱半立体分段要求下口加放10mm的补偿量，前后接缝一般加放6mm的补偿量，如线型曲率较大的根据工艺要求再加放30mm的余量。
D.货舱区舷侧上边舱分段，下口加放10mm补偿量，内口加放10mm的补偿量。
E.货舱区舷侧下边舱分段，上口不加放，内口加放10mm的补偿量。
F.货舱区通道甲板分段左右端口不加放，甲板上墩座下口加放10mm补偿量。
G.货舱下墩座分段加放10mm补偿量。
H.貨舱槽型舱壁分段上口不加放，下口加放10mm补偿量，朝船中端口不加放，朝舷侧端口加放6mm补偿量。
3.2.2 船体补偿量加放原则
A.主船体板厚14mm以下的板的对接缝加放1～1.5mm补偿量，板厚14mm以上加放0.5mm～1mm；
B.主船体角焊缝，板厚14mm以下，加放0.35mm～0.5mm，板厚14mm以上加放0.2mm～0.35mm。
C.上层建筑、舱口围区域12mm以下的薄板每档肋距、纵骨间距加放0.5mm补偿量，下口加放10mm余量，与主甲板相接的分段加放30mm余量。
3.3 检验线设置
检验线是船舶建造过程中定位的基准线，包括分段肋骨检验线、纵向对合线、水平检验线、合拢口100mm检验线等，在分段建造和检测过程中，设置检验线降低了施工难度，提高了施工精确度。检验线一般设置在分段主板上，在划线确定检验线后，用洋铳打点做记录，作为后续分段定位检测的依据。
3.4 现场数据测量及分析
通过现场精度控制人员对现场施工各零件外形尺寸、定位尺寸、焊后尺寸、平整度、垂直度等精度参数的测量、记录，在发现和解决施工中存在的问题的同时，将造成问题的原因找出来，避免类似问题重复出现。另外通过对现场测量数据的整理分析，制作出船坞模拟合拢搭载图，在分段合拢时可以在船坞合拢前将分段余量切割并开设好坡口，达到无余量船坞快速合拢的目的。
4.结束语
每条船的精度控制都有它的独特性，需要大量的现场实际测量数据的积累，并通过对数据的分析总结，制定合理的船舶建造工艺和精度控制方法，并严格照此施工，才能达到精度控制的目的。一套完整的精度控制工艺是一个不断完善和长期积累的过程。精度控制需要长期坚持，并不断对精度控制方法进行完善，才能实现精度造船，提高生产效率，降低生产成本的目的。
参考文献
[1] 苏振东.船体建造精度控制中的尺寸链计算方法的几点思考[J].科技创新导报，2013（15）：64-64.
[2] 周秀琴.船体建造精度控制方法研究[D].江苏科技大学，2011.
[3] 孙生龙.船舶建造精度控制方案的探讨[J].工业c，2015（3）：00246-00246.
作者简介
张立华（1983.7-）男，现职称：工程师，学历：本科，研究方向：船舶设计与建造。