单壳油船改装案例分析_张力.pdf

11mm17mm9mm标题4mm4mm署名 811mm17mm9mm标题4mm4mm署名 8单壳油船改装案例分析 张力 江门市南洋船舶工程有限公司 摘 要：自2008年金融危机爆发开始，航运与船舶业产能过剩的矛盾日益突出，中日韩船厂间的竞争日益激烈，而国内又面临经济转型升级的换挡期，船舶建造市场迎来一个极其严寒的冬天，运价低迷，新造船激情锐减，船厂在建船舶被弃，大量船厂相继关停并转。船东在努力节约成本，开拓新业务增大现金流，由此拆船船龄逐渐降低，维修与改装市场逐渐有所起色。而国内较多小型修造厂转而将业务重心转向改装市场，因此通过实例对改装船工艺的研究可以帮助那些整体技术实力不强而又急需转型的船企积极适应市场，提升企业工艺水平，降本增效。关键词：船舶修造；船舶改装；船舶加长；单壳改双壳；实操方法1.船舶改装说明本船为钢质、单甲板、单壳、单机单桨、柴油机驱动的艉机型近海油船。航区为近海航区。改装后本船为钢质、单甲板、双底、双壳、混合骨架式、设有艏楼、单桨、单舵、艉机型油船。航区为中国远海航区。2.船舶主要尺度原船:总长LOA:103.42m,垂线间长Lpp:96.14m,设计水线长Lwl:99.44m,型宽B：14.90m,型深D：7.43m,设计吃水ds:6.23m,肋距s:0.60m。改装后：总长LOA：109.42m,垂线间长Lpp:102.14m,设计水线长Lwl:105.40m,型宽B:14.90m,型 深D:7.43m,设计吃水ds:6.23m,肋距s:0.60m。3.改装后适用规范船舶与海上设施法定检验规则（国内航行海船法定检验技术规则）(2011)及其修改通报；国内航行海船建造规范(CCS2015)。4.船体部分改装内容4.1总体部分改装内容原船为双底单壳,现改为双底双壳,从FR FR101+200割开,并增加6m货舱长度,增设1.3m的膨胀甲板。总长由原设计的103.42m增加到109.42m。步桥抬高400mm。4.2结构部分改装内容1）船体在FR35FR141货油舱原为单壳纵骨架式结构,货舱区域从FR101+200开始拉长6.00m,增设内壳板及内壳纵骨改为双壳；主甲板处端部设置纵桁延伸2个肋位进行过渡,平台端部有圆弧大肘板过渡,双层底端部对接到原旁桁材过渡,改装后边舱与底舱连通作为压载舱。2）拉长6m后原距舯3600mm旁桁材在尾部FR41FR49部分割除；在艏部FR131FR14 6部分割除；距 舯180 0mm旁桁材在艏部FR143FR155部分割除,FR35FR151内壳纵壁斜板下增设开孔旁桁材,艉部与原1800mm船底纵骨连接形成过渡；艏部与原1200mm旁桁材连接形成过渡。5.改装前准备5.1图纸准备1）绘制原船型线图。通过原船型值表在CAD中绘制出原船型线图并进行三项光顺。船长增大6米。在原船型线图的半宽水线图平行纵体部分选出一处（FR101+200）截断增长6米,连线。在AUTOCAD中截断处将首部或者尾部向前或向后平移,总的距离为6米。首站和尾部0站号线仍然不变,中间站号线去除,按原船站号数量重新等分中间距离,绘制出型线图并读出型值。增加内壳型线。根据新划分的仓容值或者同类型母型船通过比例缩放,确定出内壳的型值,然后画出内壳型线图并进行三项光顺,舷侧内壳尽可能的减少折角线数量,特别是NO.1,NO.5避免出现曲面,减小加工难度。2）建立三维立体模型并再次精光顺。通过型线图,主要以肋骨型线图为基准进行3D模型建立,可通过CAD三维模式进行,并形成三维图形,通过动态观察器检查各型线是否光顺,内壳板是否由多块板格组成而非曲面或其他不利于加工的形状,并及时进行修正。3）绘制分段划分图及改装区域结构图。根据设计院提交的改装后船体退审图以及船厂钢板库存的规格,船厂的吊机起吊能力和旋转半径、转运车辆承载能力确定分段的划分,绘出相关的结构图。在进行分段划分前还需要事先根据基本结构图估算出分段重量,再进行分段划分。钢板密度取7850kg/m3。104学术ACADEMICDOI:10.14125/ki.zjsy.2023.02.00911mm17mm9mm标题4mm4mm署名 811mm17mm9mm标题4mm4mm署名 85.2原船切割准备1）切割前划线、施工区域划分。原船入厂后,首先测量实船总宽、半宽,确定中心线（一种是取实际总宽中值,一种是找出原船中纵取板中线,最后两者相互验证,取后者利于施工）,划出甲板切割线。由于改装厂现有码头起吊能力为15t,因此进行甲板分段划分如下：五舱:左U1,右U6；四舱：左U2,右U7；三舱：左U3,右U8；二舱：左U4,右U9,一舱左U5,右U10。主甲板升高1300改装后,叫膨胀甲板,从尾往首划分为5个分段,每分段又划分为左右段,左右舷不对称。分两个阶段施工。2）新增左右舷纵 舱壁分段 划分。特别提醒,首尾纵舱壁区域纵向折角线,横向折角线较多,分段划分按折角线形成的斜平面作为小平面分段,现场进行散装,包括该处的纵骨都散装。3）新增分段划分。从FR101+200往首加长6m的新增环形立体分段,划分为左右2个双层底分段,2个舷侧分段,1个甲板分段,1个中纵壁分段,1个FR103横舱壁分段,共7个分段。4）其中分段划分注意事项。保证船舶强度,采取交叉施工拆一留一的措施,防止由于拆得过空,引起船舶的较大变形。考虑排板和施工方便的问题,尽量使用*2000*8000板,对于不影响强度的部位尽量早施工。在余量处理上,第一期工程纵向不留余量,分段预制时按精度管理方案执行,控制安装间隙；第二期工程纵向留3050mm余量,合拢时修割,高度方向折角线位置形成的平面或斜平面进行片体小分段拼板、预制,吊装定位好后,根据安装高度修割余量（注意主甲板有梁拱）。6.改装施工6.1旧船改装位置的拆除先拆除一期工程区域上方约540宽的主甲板一列（即原主甲板开设工艺孔）。拆除时分清区域,先拆除一期工程涉及的水密横舱壁,拆除距船旁约1.0米（提供划线型值表）,拆装前先在横舱壁的距合拢口的位置,安装100*100的角钢,每段角钢长度1.5米,间隔1米,角钢采用间断焊：焊接200mm间隔200mm,防止横舱壁割开后对口处出现波浪形变形。在安装时直接将分段从主甲板的开孔处放到位,放到位后,在有舱壁和强框架的位置,点焊固定纵舱壁,在平台位置设拉码,用葫芦拉住。肋骨切割：根据划线图所划切割线切割甲板工艺孔,以新增边舱定甲板宽度和升高后甲板半宽数据为准,由舷边至内量取数值切割,边舱定甲板不留余量,升高甲板端部留100余量,待升高后搭载时切割。工艺孔最少保证450宽,确保施工进出料。甲板切割后,可进行原船肋板切割：内底开工艺孔：根据内底板人孔布置图开孔,利用减轻孔做工艺孔。6.2加装结构1）加装肋板与平台板。先加装肋板与平台,特别注意切割时的折角点的定位,此折角点作为后期甲板升高肘板安装的重要基准点,一定确保正确。2）加装内底旁桁材及其加强。旁桁材下料尺寸需要考虑工艺孔大小,和人力一定重量,因为双层底层高仅1000,活动困难,以及现场出现的诸多安装节点问题。因为船舶在水上进行施工,旁桁材与外板角缝不能进行焊接,需要待后期进坞后方能焊接。3）加装内壳纵骨及内壳壁板。待双层底内结构安装完毕后可进行内壳纵骨和壁板装焊,特别注意一舱和五舱,因为有双向弯折而且实船尺寸偏差大,最好以散装为主要施工手段,先片体制作再安装会增加后期修改难度。施工前先根据折角型值表划出折角线位置,安装时以这交点安装折角卡板确认角度。4）升高顶肘板片体安装。安装时以折角点定位,同时在甲板两边树立1300标杆作为安装基准,同时拉线检验升高内壳板平整度,确保前后相邻片体安装的平直或光顺。5）主甲板搭载。先搭载主甲板一舱、三舱、五舱,后搭载二舱、四舱,左右舷交替进行。提醒：在原主甲板切割前划线时要事先划出中心线打好样冲,测量水平形成数据表,回装时按原数据表为基准在标准范围内定位。定位后统一划出甲板余量线,直线切割出对接坡口,报验后焊接。6.3船舶进坞加长 1）船坞的准备。布墩之前,预先在坞底地面上绘制“船舶参考中线”和左右舷2条“型宽参考线”,以及绘制布放坞墩的位置线。用固定压铁或压载水调整船舶的纵倾和横倾浮态,以满足 墩位布置图 所要求的、纵倾不应超过船长1%=1.034米,横倾最大不超过0.5度的要求；准备 使用的坞墩总共需要92个,其中FR101至艏部的25个坞墩,在船舶进坞前布放在“进坞墩位图”的位置、并将全部坞墩最高平面调整至基线高度,而后期移到“合拢墩位图”的位置布放,根据实船条件和坞墩高度,取最高的坞墩为1.1米水平面作为基准平面,用激光经纬仪进行水平测量,公差控制在正负5mm。船舶甲板上立出中心线标杆和横向肋位标杆,在后期船舶进坞和分段搭载定位参照。2）可采用方案。在船舶进坞前,对这25个坞墩做好编号,预先移动布放到“合拢墩位图”的各个相应位置,测量每个墩位的最高平面高度,如果坞墩最高平面的高度与基线高度不一致,则将需要调整的高度值记录下来,在艏部分段拉开、重新合拢前,依据记录的高度调整数据,对这些坞墩高度做好调整。在船舶坐墩后通过激光复核艏部分段标杆位置的水平高度是否满足珠江水运 2023 0210511mm17mm9mm标题4mm4mm署名 811mm17mm9mm标题4mm4mm署名 8合拢要求；船舶中心线、半宽线修正及主尺度、扰度测量、甲板与外底水平测量。用激光将甲板已根据之前 甲板划分及划线图 已划出的中心线引致坞底,划出实船中心线及半宽线、用激光经纬仪开出90度FR101+200的横缝线；将FR101+200坞底线用激光扫回船上甲板与舷顶列板的交点,验证船上所划FR101+200的割缝线是否一致,如有超出公差范围需对甲板进行二次修割并利用新建分段的余量进行弥补；用激光扫出整个FR101+200的切割面,分别将外板、内壳板、甲板、平台板、内底板、外底板等的切割线划出。测量出甲板、外底板水平数据（因为内底处于封闭区域且有横舱壁阻挡不利于测量故不选取作为基准）作为船舶加长后回拉的分段定位基准。7.特别注意（1）因为FR101+200为原船的横缝,通过激光引线先要检验该缝是否在同一平面内,如果有倾斜,需要借助分段余量选取中值来消除该焊缝的倾斜值,使新的割缝最终为一垂直于中线面的垂面。（2）因为实船建造数据与理论数据有偏差且可能会有橫倾,故切割前船舶主要结构的水平状态可作为后期搭载回复原状态的重要依据,新的水平应控制在与原船比较的水平正负8mm（CSQS 1.6.3 表3-1-28）1,减少对位偏差和局部的结构割换。（3）首部分段前移。第一步：船体结构沿割缝切割后检验结构是否已全部隔断。第二步：在分段下坞墩之间放入气囊压气顶升。第三步：抽出坞墩,分段在牵引车作用下前移约6100mm并且重新布墩。第四步：吊入新增双层底分段,对中及水平半宽测量定位,对主要结构加码固定对部分受力结构进行局部焊接。采用50吨千斤顶和垫块架设在前坞墙与船舶球鼻艏顶端之间,回顶艏部分段至合拢的纵向（X向）位置；初步测量船舶在气囊上的横向（Y向）位置偏差,通过采用架设在FR119、FR141或FR141与坞墙之间的20吨千斤顶、顶杆的顶推力,调整艏部分段的Y方向偏差。气囊放气直至船舶坐墩,用激光仪测量艏部分段上“水平标杆”和“对中标杆”上的数值,再次将气囊打气,顶升起艏部分段,然后依据Z向的偏差数值调整坞墩的顶部高度,而Y向偏差,则再次通过Y向千斤顶做调整,直至艏部分段坐墩后,“水平标杆”和“对中标杆”上的测量值达到规范要求的范围内,最后复核船舶的总长（X向）,撤除气囊,进行艏部分段合拢的装配焊接。总的来说就是分段对准船舶中心线,水平参照原船已测量水平值,偏离数值在正负8公差(CSQS 1.6.3 表3-1-28)1范围内即可,其余次要结构根据现场微调。8.焊接及报验完成以上的装配焊接工作,按照报验项目表(CSQS CBT4000-2005S)1（及系泊试验大纲要求(钢制海船入籍规范2015 1-252)2完成后续的试验检验工作。9.改装工程的重点及注意事项（1）利用型线图建模后要检查光顺性,特别是内壳线型尽量减少折角点,不要形成双曲面,内壳与主甲板和内底板的交线尽量由直线段而非曲线段组成,降低加工难度。（2）切割前船体结构中心线、纵横切割线与水平、半宽等实测值要做好记录,以便后期参照。（3）施工前期最好量取实船与改装相关数据,做好分析与理论数据对比,提前做好超差整改的预案。（4）船舶升高甲板需要在船首、中、尾分别立一标杆,以便后续升高后回装定位。（5）船舶入坞加长工程的定位划线,确定中心线与横向切割线承90度,且与船坞理论所划切割线进行对比修正,因为FR101+200为原船的横缝,通过激光引线先要检验该缝是否在同一平面内,如果有倾斜,需要借助分段余量选取中值来消除该焊缝的倾斜值,使新的割缝最终为一垂直于中线面的垂面。（6）船舶进坞修割前要采取措施在船体尾部增加临时支柱,切口首端增加拉码,防止船体隔断后尾段因为机舱重量集中形成下陷,首端上翘,从而改变原始坐墩状态。（7）改装工程最大的特点就是实船与理论数据偏差的地方多,偏差值较大,这就需要在实际改装过程中不断的修正结构尺寸、定位坐标及相关的图纸,但首先以改装目的为主线,先定主要结构,后定次要结构。新增分段制作前,需先测量实船的相关尺寸如型宽、型深、主要结构相对的高度、距中的距离等,然后再对分段主要数据进行修正后制作。综上所述,本文主要结合本人工作实践,围绕改装实例主要对改装的工艺技术方法进行介绍,通过船东改装要求及原船相关图纸资料、国内、国际标准等,策划改装工艺方法,逐步实施。介绍船舶加长、单壳改双壳、甲板升高的实操方法并在最后对注意要点进行归纳总结。参考文献：1高介祜.中国造船质量标准CSQS（CBT4000-2005S.北京:国防科学技术工业委员会,1993:1-49.2中国船级社.钢制海船入籍规范2015S.北京:人民交通出版社股份有限公司,2015:45-240.106学术ACADEMIC