浅谈缩短造船坞期的主要措施

发表时间:2020/5/9   来源:《工程管理前沿》2020年第6期   作者: 苑淋涵 赵彦峰
[导读] 船舶建造过程中,船坞生产是重要环节,船坞资源是船舶制造企业的核心资源
        中文摘要:船舶建造过程中,船坞生产是重要环节,船坞资源是船舶制造企业的核心资源,船坞生产周期直接影响船舶建造的总周期,缩短船坞周期对船舶建造起着至关重要的作用。本文对比了国内外的现状,对缩短造船坞期的主要措施进行了介绍和说明。
关键词:船舶、船坞、周期、资源

一、国外现状
        从国外造船业来看,日韩船厂造船工艺处于世界领先地位,在2000年以来,陆续推广巨型总段造船法、浮船坞造船法以及平地造船法,进一步缩短了船坞建造周期。巨型总段造船法是在大型分段基础上实现巨型化,同时扩大预舾装和涂装,总段制造出现专业化、社会化趋势,大幅度缩短船坞内建造周期,提高船坞利用率。浮船坞造船法是在浮坞内完成船体连接工程,形成整船后利用浮船坞下水;平地造船法是指不用船坞、船台,在平地上进行船体装配,形成整船后,利用浮船坞或驳船下水。通过上述方法,进一步扩大了年度造船产出量,提高经济效益。日韩造船企业设备比较先进,近几年通过加强生产管理和生产技术的改善,不断缩短船坞周期,韩国大宇重工的巨济船厂在过去5年里造船船坞周期压缩50%。
        下表列出了2016年-2017年日韩船厂3型船型的船坞建造周期,174K LNG船型已缩短至100天以内,300K VLCC船型以及180K BC船型已缩短至60天以内。

二、国内现状
        近年来,国内造船企业通过优化生产模式和管理模式,扎实打造主建船型,推广新工艺工法等措施,在缩短造船坞期上取得一定进展,但与日韩企业仍存在一定差距。2016年-2017年国内造船企业与日韩企业船坞周期对比列表如下。

三、缩短造船坞期主要措施
        缩短船坞周期对船舶建造产出量起到决定性作用,国内外造船企业均在不断探索和研究缩短坞期的方法,以下结合造船生产实践,主要从管理创新类、工艺工法类、资源利用类三个方面对缩短船坞周期的措施做简要介绍。
1、管理创新类
         (1)“四机一炉”推进
         “四机一炉”项目的目标任务,是指船舶出坞后码头阶段,7天内完成发电机系泊试验、12天内完成锚绞机系泊试验、15天内完成锅炉系泊试验、25天内完成舵机以及自动舵系泊试验和30天内完成主机系泊试验,并以此为抓手提高船舶船坞内建造完整性。
         (2)“三通一排”推进
         “三通一排”项目主要指在船坞阶段完成“通风、通电、通水、排舱底水”,通风是指:完成主机/机舱棚吊装、机舱及机舱棚风管安装结束以及风机接线结束,并进行风管清洁;集控室电缆对外交验、完整性及底板流平报验结束;主配电板通电,风机运转,机舱送风(拆除风道封口及开启风闸)。通电是指:在通风的基础上进行集控室结构及密性报验、基座/窗户等舾装件电焊结束、型材及碰钉安装结束、地面以及打磨、油漆完工、 A60、围壁矿棉报验结束;机舱底层/二甲板/三甲板照明电缆敷设结束、舵机间照明电缆敷设结束;机舱照明系统送电。通水是指:在通风、通电的基础上进行上建吊装、结构定位以及消防管路合拢管施工结束;机舱消防管系结构密性交验结束、消防管系合拢管安装结束、消防泵安装/接线结束;底层消防泵调试结束,点动试验。排舱底水是指:在通风、通电、通水的前提下舱底总用泵、消防泵底脚螺栓泵紧并接线结束;机舱底层污水井清洁、吸口滤网安装结束;舱底水抽吸调试。
         (3)建立以中间产品为对象的完工管理
         结合现状及公司对中间产品完整性的要求,分阶段、分区域建立公司的中间产品完工管理体系。 围绕中间产品完整性、及时性、符合性开展各阶段完工评估、管理推进工作,建立各阶段中间产品完整性指标,形成基于中间产品的完整性信息流。分段在平台上进行总组,完成总段的装配、电焊、舾装、涂装以及最后的脚手拆除和清洁工作,对船坞的快速建造起到积极的作用。
         (4)提升分段、总段储备率和对应率
        为了实现船坞内半船和整船连续搭载,需提升半船下坞前和整船起浮前的分段和总段的储备率(以总段总组完工交验结束的数量)。一般而言,以常规散货船为例,半船机舱10A、10B、10C、11A总段结构交验结束或达到交验状态,货舱环段66A、67A,22A、23A交验结束,66C、67C总组施工中;整船要求,66G、67G、66H、67H、80A、66L/67L(最艏部环段)结构交验结束;半船起浮后7天内,实现环段66G、67G连续搭载及艏部大型总段的开始搭载。
         (5)模拟搭载(OTS)的实施
         在分段、总段吊装搭载前,对其进行精度数据采集,实施模拟搭载,提前将分段、总段的精度尺寸切割或者修正到位,以达到吊装搭载过程中一次定位结束,降低因精度问题而重新吊装复位。通过模拟搭载,提高分段、总段的吊装以及装配的效率。
2、工艺工法类
         (1)分段角焊缝预密性试验扩大应用
         角焊缝预密性试验是将焊缝密性检查工作由传统在船坞内对密性舱室边界进行水压试验、密性试验工作,提前到在小组立、中组立、大组立和总组阶段去完成,并且在分段涂装时对该处焊缝进行完整性涂装,以减少船坞内的涂装作业,达到缩短船坞周期的目的。角焊缝预密性通常包括角焊缝充气试验、真空试验、无损探伤替代法等。逐步扩大角焊缝预密性的应用范围,可进一步减少船坞阶段的工作量,促进船坞周期的压缩。
         (2)散货船舱口围总组工艺实施
        大规模推进散货船舱口围平台总组,舱盖附件安装;半船起浮前,实现尾半船舱口围整体吊装。舱口围在平台完成总组,并做好质量、精度控制,整体吊装上船装配、焊接,可大大减少舱口围在船坞阶段散装上船、装配、焊接的工作量,压缩船坞周期的同时,能够提高船坞完整性。
         (3)单元模块化及机舱全宽型单元舾装
         对于散货船机舱管系、油船的甲板管束、集装箱船通道内管束以及电缆托架,推进单元模块化生产,在车间内平台上对相应的管系、支架、阀件等组装成单元,在分段、总段舾装阶段整体吊装、安装,可节省总段、船坞阶段的舾装工作量。在上述工艺工法的前提下,进一步推进机舱全宽型总段策划,以提升总段在平台阶段的舾装完整性,为船坞工作打下基础。
         (4)分段镗孔及半岛拉线照光工艺
         分段镗孔就是将传统的轴系或舵系坞内安装的工序前移到平台分段阶段,减少船坞相应工作,大大提前了轴系、舵系的安装时间。分段垂直镗孔,可以消除镗排挠度干扰影响,即避免水平镗孔所产生的精度缺陷,同时也改善了施工环境,但在分段、总段搭载装配、焊接过程中,对精度数据进行监控,保证轴舵系的精度要求。
         (5)高效焊接工艺工法推进
         在船坞阶段,推进高效焊接的工艺工法推进,扩大埋弧焊[1]机的应用范围,锂电池全位置焊接小车、可移动式双丝埋弧焊机、MICROBO便携式机器人的试点应用,提高生产效率、改善作业环境、降低劳动强度。推进自动焊可以适当降低员工准入条件,提高焊缝质量,减少返修返工人力投放。其中锂电池全位置焊接小车预计焊接效率可以提高50%左右,达到人工作业效率的1.5倍。提升焊接质量,减少因多层多道焊接产生的焊接缺陷,同时可大大缩短工期。
3、资源利用类
         (1)推进厂内总段异地建造
         根据厂内的生产场地负荷情况,合理策划并安排总段在异地建造,然后再利用大型平板车等运输设备将完整性总段运输至对应船坞的龙门吊吊装范围内,通过龙门吊直接吊装搭载上船。此工艺工法的推进,可以盘活厂内场地资源,为船坞内建造的船舶提供相对充足、合理的总段储备量,可极大地缩短船坞周期。
         (2)推进总段完整性外协直接搭载
         在充分利用厂内场地资源的前提下,推进总段完整性外协,充分利用分包商的资源,配合厂内总段的完整性建造,可提高船坞内船舶的总段储备量与完整性。完整性外协的总段,可通过驳船运至船厂码头,利用龙门吊直接吊装上船搭载。
         (3)上层建造、机舱棚整体吊装
         厂内建造的船舶,上层建筑、机舱棚全部由临港海工建造完成,并逐步扩大其完整性,通过驳船运至船厂码头,利用龙门吊直接整体吊装上船搭载。通过整体吊装,可快速完成后续的装配、焊接工作,缩短船坞周期的同时也进一步推进船舶坞内的完整性。
         (4)推进快速搭载
         通过龙门吊与布置在坞底的三维调整仪设备配合,可缩短龙门吊吊装分段、总段搭载过程中的松钩时间,利用三维调整仪配合分段、总段的定位以及装配作业,大幅缩减对龙门吊的占用时间,实现分段、总段的快速搭载,同时盘活船坞吊车核心资源。
         (5)推进大总段移位、半船水上拼接
        在工艺工法的策划下,可实现船坞内多岛同时施工建造,在三维调整仪的应用下进行大型总段移位合拢作业[2],散货船半船起浮后18天内艏部大总段移位结束,实现主甲板贯通。目前正在进一步策划半船水上拼接工程,以实现首半船、尾半船分别建造,起浮后再水上完成拼接工程,落坞后完成后续装配、焊接等工作,可进一步缩短船坞周期,扩大出坞批次。
四、总结
         以上是对各缩短船坞周期措施的简要介绍,在船舶建造过程中,各对应措施相互配合,协同作用,促进前道工程和船坞工程的节拍化生产,充分利用船坞核心资源,加快船坞周转和提高船坞内建造完整性,进而提升年度造船总量以及提高经济效益。
         
         
参考文献:
[1]徐纠纠,王勇,马金军,刘亚伟,陈庆城.船体外板埋弧横焊工艺试验及应用[J].焊接技术.2019(01).
[2]李伟,张傲,黄逸怡.大型总段船坞建造、移位、定位工艺技术[J].船舶标准化工程师.2019(04).
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