浅谈巨型总段造船法.doc

造船工艺 浅谈巨型总段造船法 丁 伟 康 江南造船集团有限责任公司上海 201913 摘要巨型总段造船法是韩国近几年采用的几种新造船方法的基础和代表它可以方便地与平地造船法、浮船坞造船法结合使用具有提高造船效率和产量、减少投资费用、较快形成产能等优点。本文主要介绍了巨型总段造船法的特点、发展历程、应用现状、相对于大型分段造船法的创新突破以及巨型总段的运输、吊装、精度控制等相关设备和技术。 关键词巨型总段浮船坞造船工艺船舶 中图分类号u671.4 文献标识码b 文章编号1005-99622009 02-0042-03 abstract: mega block shipbuilding method has been the foundation and representation of the new shipbuilding methods of south korea in recent years. it can be used together with the ground method and the floating drydock method to offer the advantages of raising efficiency and productivity of shipbuilding reducing investment cost and increasing production capacity. this paper introduces the characteristics development application and innovation of the mega block method and the relative equipments and technology for transportation lifting and accuracy control of the mega blocks. key words: mega block floating drydock shipbuilding technology ship 1 前 言 进入本世纪以来船市空前兴旺船价飞速上涨但钢材等原材料和设备的价格上涨的速度也较快。本世纪初国内外一些有信誉的大厂由于手持多年前的低价订单较多往往是亏本或保本运营为了扭亏增盈只能靠大幅度提高造船能力尽量插入新接的高价订单。为了解决船位紧张、建造能力不足的瓶颈问题韩国倡导的巨型总段造船法、平地造船法、浮船坞造船法等新的造船模式就在这背景下应运而生日本和韩国一些船厂纷起效仿。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及可以分段测试的工作使总段制造向专业化、社会化方向发展从而大幅度缩短船坞内建造周期提高干坞利用率。浮船坞造船法和平地造船法的基本原理是一致的前者是在浮坞内完成船体最后连接形成整船后再利用浮坞下水不用干坞或船台等常规造船设施。这些造船模式在缩短造船周期、提高造船产量方面发挥了重要作用使造船技术跃上了一个新的台阶。 巨型总段造船法在3种新造船方法中不仅应用较早、范围广对造船产量的提高发挥了巨大作用 作者简介丁伟康男高级工程师研究员级。1951年生1982年武汉水运工程学院船舶设计专业毕业长期从事船舶设计和科技管理工作。 只有使船体分段巨型化才能使浮船坞造船法和平而且是应用浮船坞造船法和平地造船法的基础即地造船法发挥有效作用。从这个意义上说巨型总段造船法是韩国近几年采用的新造船方法的基础和代表。限于篇幅本文仅对巨型总段造船法作一介绍。 2 巨型总段造船法的重要意义及其发展 巨型总段造船法是先由大型总组车间专业分段厂造好重达数千吨的巨型分段运至整装船坞总装厂再由巨型浮吊起重船将其吊入船坞连接成整船以形成船舶建造异地平行批量生产模式。巨型总段造船法的实施提高了船坞的面积利用率坞位布置的灵活性更好极大地提高了船舶产量和造船效率。 2.1 巨型总段建造法的重要意义 1 船厂的企业管理模式已由单个企业的管理模式发展为扩展企业的管理模式即转向虚拟企业或动态联盟的供应链管理模式。 2 巨型船体总段的异地准时建造大幅度地提高船坞的生产效率。 3 使大型船厂的核心竞争能力与合作伙伴的能力集成为成为世界级企业积蓄了能量。 2.2 巨型总段造船法在韩国的发展 42 丁伟康浅谈巨型总段造船法 1 3000t巨型总段 巨型总段造船法在韩国被称为革命性造船技术。2001年韩国三星重工巨济船厂首先采用该造船法总段重量从200多t提高到约3000t每艘船的总段数量由130个减少到10多个利用3000t浮吊把由专业分段厂制造成的总段已完成大部分舾装工作吊进船坞进行大合拢坞内建造周期由3个月缩短至1.5个月。 2 6000t巨型总段 2005年韩国三星重工将总段重量增加到6000t总段长度达100m使10万t级船舶的总段数量由10个左右减至34个巴拿马型船舶的总段数量只有5个进一步缩短了坞内建造周期。 3 12000t巨型总段tera分段法 韩国现代三湖重工采用tera分段法只用2只船体分段建造一艘船每只分段重6000t。2008年现代三湖重工在平地上拼装焊接的分段重量达到12000t长度达188m相当于一艘4300teu集装箱船整船的2/3。该巨型分段在平地上拼装后通过滑行轨道系统滑进浮船坞内再从浮船坞内移至船坞内进行总装。三星重工在中国山东荣城市船体分段工厂采用tera-block系统建造的万吨船体分段长150m建成的分段通过海上拖航拖曳到韩国的巨济。采用tera-block法该公司每年可以多造10艘船。 4 skid造船法 skid造船法是韩国船企推出的一种新的巨型总段造船法船的前后两部分先在陆地上分别建造然后移到码头边的驳船上对接组装最后由浮船坞托到海上下水。据韩国stx造船公司称该公司厂于2004年在世界上率先开发出平地造船工艺slsskid launching system。采用这种新工艺48万t的成品油船和化学品运输船建造周期由52d缩短至30d。目前现代重工、大宇造船和韩进重工等均已采用这种新的造船法。 5 dam装配法 dam装配法是使船厂可以建造比船坞更大的船的巨型总段造船法。2005年韩进重工为了克服造船坞最长只有 300m的局限性先在坞内建造主船体部分尾段而船首部分则在码头建造。待两部分船体建成主船体部分浮于船坞内再使用dam系统一个采用先进技术的潜水箱及浮吊把船首部分与主船体拼接。采用这种方法使该公司能够建造长达325m的8100teu超大型集装箱船。 3 巨型总段造船法的重要变革和突破 3.1 相对于大型分段造船法巨型总段造船法有3个重要变革 1 巨型总段吊入船坞通常由巨型浮吊完成。为此多数韩国大船厂添置了起吊能力为3000t以上的浮吊。 2 巨型总段既可以在船厂内建造也可以由专业分段厂建造通过海上拖航将分段拖曳到船坞边再将其直接吊入坞内。 3 巨型总段造船法可以方便地与平地造船法、浮坞造船法结合使用以进一步提高造船效率和产量减少投资费用较快形成产能。 3.2 与日本模式大型分段造船法相比韩国模式巨型总段造船法实现了4个方面突破 1 造船主流程进一步优化。韩国模式将总组工艺阶段在专业化室内车间或专业厂完成总段重量发展为数千吨并且用起重能力达数千吨浮吊和其他移动方式在干坞、浮坞和平地上进行搭载大大减少了对原有干坞船台核心资源的依赖。 2 造船总装化程度更高。韩国模式广泛建立分段和巨型总段专业制造厂社会化生产取得重大突破有效提高了船厂的总装化程度。 3 壳舾涂一体化程度更高。在韩国模式中分段巨型化使壳舾涂一体化得以更好实现出现了完整性极高的上层建筑专业制造厂。 4 管理精细化程度更高。韩国船厂在实施造船精度管理基础上应用激光三维测量和总段搭载模拟等技术进一步提高制造精度实现了巨型总段的无余量搭载。 4 巨型总段分段的运输及吊装问题 为了解决巨型总段的运输及吊装问题韩国造船企业在吊运设备方面采取了相应的保障措施。 4.1 设置巨型浮吊 目前韩国三星巨济船厂拥有2座浮吊3600t和3000t大宇玉浦船厂和韩进影岛船厂各有1座浮吊3600t和3000t。当然巨型浮吊也用于安装海洋工程和海上救捞例如我国振华港机于2008年5月建造的世界第一起重能力的7500t全回转浮吊。 4.2 船坞龙门起重机和门座起重机大型化 上海造船 2009年第2期总第78期 43 随着船坞平面尺度大型化和巨型总段建造工艺的推广船坞龙门起重机和门座起重机的大型化进展十分迅速。根据国内、外船厂的经验在推行造船工序前移的过程中对起重设备的跨度和起重量都提出了新的要求。在韩国现代三湖重工于2007年设置了1200t龙门起重机2008年新建一座大型船坞配置了一台1600t的龙门起重机计划于2010年投产。在日本更新或添置千吨级龙门起重机的船厂有三菱重工的长崎造船所香烧工厂、三井造船千叶船厂和大岛造船久富工厂。在中国烟台莱佛士船厂2008年配置的dassault systemesds公司制造的双龙门架固定起重机起重量各达到10000t2座龙门架的主梁距地面高度分别为70m、100m跨距达120m。 5 巨型总段的吊装和平面移动工艺的新进展 大型起重设备造价昂贵如果将起重和平面移动两种功能分开来处理起重设备设在固定位置只负责重件的垂直运动而平面移动由其他投资较低的简易装置完成则起重设备的构造和价格将大为降低。例如1台起重量为800900t的龙门起重机造价在1亿元以上而采用超级起重工艺大型分段的定位吊装和平面移动工艺吊装自重10000余吨甲板模块的起重塔架和吊架其造价仅为前者的十分之一乃至几十分之一当然两者的效率是有较大差别的。因此在一些建造半潜式钻井平台的大型船坞往往采用大型龙门起重机或大型门座起重机与超级起重工艺相结合并辅以一定数量中小型门座起重机的三级配置。 6 巨型总段的专业化和社会化生产 有效实施巨型总段造船法的一个重要条件是分段和巨型总段高效、低成本的专业化和社会化生产。韩国在国内外大规模建设专业分段厂以大批量定制方式拓展分段的专业化生产。2008年韩国分段厂的年分段制造能力已达230万t。 7 巨型总段的三维精密测量和计算机模拟法 为推行巨型总段造船法还必须解决精度控制问题。 7.1 日、韩造船企业广泛使用激光三维精密测量和计算机模拟计算技术 总段分段激光三维精密测量和计算机模拟计算技术是大宇造船海洋公司开发的一项成果是日、韩造船企业广泛使用的测量定位技术。该技术主要是通过专用的激光经纬仪将总段上测量的基点数据输入到现场配置的计算机内对测量数据进行计算、分析快速确定定位偏差和修正数据。采用这一技术可使船舶的实际重量与设计重量之间的误差控制在0.5以内推进了巨型总段实现无余量对接大大缩短了总段吊装定位时间有效保证总段的尺寸和精度进一步推进预舾装和涂装工作压缩搭载合拢时间有效地缩短造船周期。图1所示为总段分段激光三维精密测量和计算机模拟法的应用说明。 由计算机用各基点的三维坐标计算出总段的尺寸和形状 由信息分析系统对测量计算出的总段尺寸信息与设计尺寸信息进行比较 用激馊饬孔爸貌饬孔芏紊系娜舾苫?图1 总段激光三维精密测量和计算机模拟法的应用 7.2 徕卡leicaaxyz stm空间坐标测量系统软件 美国纽波特纽斯船厂将徕卡axyz stm 空间坐标测量系统软件用于航空母舰等军船和商用船总段激光三维精密测量工作。该系统软件的最大优点之一是可以通过现场测量并预先计算好切割余量在装配前