船舶改装中船体变形的预防与控制

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1、船舶改装中船体变形的预防与控制【摘要】：经过数十年的发展,中国的船舶改装业务有了很大的发展。船舶改装已经从造船生产的从属地位上升为社会经济发展的重要支柱行业。在船舶改装工程中,会出现各种各样的因施工造成的船体结构载荷的变化,稍有不慎就会引起船体较大的变形,因此在船舶改装过程中,控制好船体结构的变形十分重要,能保证船舶各系统的正常运行、提高工作精度、确保工程顺利进行。关键词:船体变形前期变形控制切割变形控制后期变形控制一、前期变形控制1、图纸设计阶段的变形控制1.1首先在图纸设计阶段就要有针对性的预防及控制变形

2、，设计时应看针对新增结构的区域及特点，综合考虑船体海上漂浮状态应力分布状况及起重设备的能力和工程的分期要求等因素,对内底结构、舱壁结构和顶边舱结构的内场预制单元进行计算与重新划分，依据计算结果尽可能将每个分段吊装重量均控制在施工能力能承受的最大安全吨位范围内，减少船上施工的装焊工作量，减少装焊应力以保证改装精度。1.2其次在设计时应综合考虑船体漂浮状态下结构载荷的变化趋势，设立关键区域(点)施工变形监控报告（如表一所示），对重点变形区域（如纵壁、横壁）、重点时间段（如舱口围切割、进坞、出坞等）进行每日监控，并

3、对测量数进行每日分析，以便及时发现船体结构的变形以及及时采取措施控制变形。表一：M/Vdate:　time:　DeformationLaserMeasurement---beforedeckcutting　　　　　　　　　　ReadingsHogging(+)/Sagging(-)　FrameDATAFrame　5818205806818206807818157858818008820981800982010818201080　　　　max1820max20min1800min0Hogg/Sagg-20Hog

4、g/Sagg-202、分段预制中的变形控制在分段的建造过程中应采取的防变形措施有以下几种；2.1分段刚性固定法：分段胎板上胎后将分段四周和中部以均匀间隔用马板与胎架固定，以达到有效控制焊接变形的目的。对于平面分段在吊装及运输过程中为防止发生变形对分段也要采取临时加强措施，特别是纵壁及甲板分段往往尺寸较大且刚性差，更应加装临时加强材。2.2合理选择焊接方式及焊接工艺：分段预制过程中拼板尽量采用埋弧自动焊焊接，以控制焊接变形，对于特殊区域分段无法应用埋弧自动焊的焊缝，应采用CO2保护焊，并尽量采用小电流、多层多道

5、的焊接工艺方法，有效的控制焊接变形。对于分段预制中的肋骨及纵骨的角焊缝也应采用CO2保护焊，应从结构的中央向左右和前后放射式的对称地进行焊接并采用逐步退焊，跳跃焊等方法。必须指出，还应合理的安排装配与焊接阶段的交替程序，对减少焊接变形有非常重要的意义和影响。分段结构应装配到足够的刚性后才可以开始焊接，对于容易产生总体变形的分段结构，这一点尤为突出重要。3、分段焊后的变形矫正：分段建造过程中，虽然采取刚性固定法、选用合理的焊接方式及工艺等措施来控制施工中所产生的焊接变形，但由于焊接过程的特点和船体施工工艺的复杂

6、性，一般来讲，产生焊接变形是不可避免的，对出现的超过设计要求的焊接变形必须进行矫正。分段焊后变形矫正主要有以下几种方法：3.1机械矫正法是在室温条件下，对焊接构件施加外力，使构件压缩塑性变形区的金属伸展，减少或消除焊缝区的塑性变形，达到矫正变形的目的。实际生产中，机械矫正法矫正过程中可以使用专用的大型油压机、水压机、顶床或人工利用大锤矫正。3.2火焰矫正法是通过对变形构件伸长部分金属进行有规则的火焰集中加热。冷却后，焊接构件这部分金属获得不可逆的压缩塑性变形，使整个焊接构件变形得到矫正。通常的加热方式有点加热

7、法、线加热法、三角形加热法等。3.3机械矫正法与火焰矫正法的联合使用。通常情况下对分段的变形矫正不是通过单一的进行，而是采用两种或多种方法联合使用以达到矫正变形的目的。生产中经常采用的是先对变形区域进行加热，后利用机械设备（如液压顶、葫芦的工具）进行外力矫正的方法。二、船体切割时的变形控制1、甲板开口的变形控制：甲板开口前应计算开口对剖面模数的损失，在甲板开口前应加装纵向及横向加强结构--即设计一个类似于舱口围的结构，纵向连续贯通全部开口，横向延伸至超过老船纵壁1米处，以保证实际加强后的剖面模数损失不超过设计

8、剖面模数的5%小于修船允许减损值。对于甲板临时工艺孔通过控制厂内分段预制尺寸尽量不破坏横向框架结构。特殊区域（如新加燃油舱区域）甲板工艺开孔是无法避免切割横向框架时应尽量只断开一道框架，并且在开口前焊接纵向及换新加强结构，使下沉量有效控制在不超过25mm以内。2、纵壁及横壁切割时的变形控制：纵向构件对总纵强度的影响取决于该构件离中线的距离，离中线越远对剖面模数的影响越大，因此对总纵强度的影响越大。纵