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分段装配与板装配如何高效协同?

板装配 - 基础单元的构建

板装配,也常被称为 零件加工小组立,是船舶建造最基础、最开始的实体环节,它的核心任务是将一块平的钢板,通过切割、成型、焊接等工艺,加工成带有特定形状和结构的船体“零件”或“小组件”。

主要工作内容:

分段装配与板装配如何高效协同?-图1
(图片来源网络,侵删)
  • 钢材预处理:

    • 校平: 将采购来可能存在变形的钢板用校平机压平。
    • 除锈/喷漆: 通过抛丸或喷砂等方式去除钢板表面的锈蚀和氧化皮,并喷涂上一层车间底漆,防止在加工过程中再次生锈。
  • 号料:

    根据设计图纸(通常是放样后的数据),在钢板上用划线、喷粉或数控设备精确地画出切割线和孔位线。

  • 切割:

    分段装配与板装配如何高效协同?-图2
    (图片来源网络,侵删)
    • 数控切割: 最主流的方式,利用数控切割机按照电脑程序自动、精确地切割出零件的轮廓。
    • 等离子切割/激光切割: 用于较薄或精度要求更高的板材。
    • 火焰切割: 用于较厚的碳钢。
  • 成型加工:

    • 边缘加工: 对切割好的零件边缘进行坡口加工(为后续焊接做准备),或钻孔。
    • 弯曲成型: 将平的钢板弯折成设计的三维曲面,常用设备有:
      • 油压机/折弯机: 用于折弯角度。
      • 卷板机: 用于将钢板卷成圆柱形或圆锥形(如船体的肋骨、外板)。
      • 肋骨冷弯机: 专门用于弯曲船体内部的“肋骨”等骨架结构。
  • 小组立:

    将加工好的几个零件(如一块T型材的面板和腹板)组装在一起,通过定位焊形成一个更小的、稳定的组件,制作成“T型材”、“L型材”或小型平面板架。

目标与特点:

分段装配与板装配如何高效协同?-图3
(图片来源网络,侵删)
  • 目标: 生产出符合设计图纸精度要求的“零件”或“小组件”。
  • 特点: 工作相对独立,标准化程度高,适合流水线作业,这是后续所有装配工作的物质基础。

分段装配 - 中间模块的集成

分段装配,也称为 中组立大组立,是板装配的下一阶段,它的核心任务是将多个“板装配”阶段完成的小组件和零件,进一步组装成一个具有特定功能和形状的、独立的船体“分段”。

什么是“分段”?

现代船舶为了提高效率,不再像过去那样在船台上从零开始一艘一艘地“整体建造”,而是将整个船体在地面或车间里,预先划分成成百上千个大小不一、形状各异的“分段”,像搭积木一样分别制造。

常见的分段类型包括:

  • 平面分段: 如船底、甲板、舱壁等,主要由平的板架构成。
  • 曲面分段: 如船艏、船艉等,带有复杂的双曲面。
  • 立体分段: 如机舱、货舱等,已经包含了三维结构,内部设备管路也可能预先安装。
  • 总段: 由多个分段组合而成的大型立体模块,甚至包含上层建筑。

主要工作内容:

  • 平台搭建: 在一个巨大的、水平精度极高的 装配平台 上,搭建出该分段的理论轮廓和骨架。
  • 组件吊装与定位: 使用大型行车(吊车)将“板装配”阶段完成的 T型材、肋骨、平面板架等小组件吊装到平台上。
  • 精确对位与固定: 通过测量工具(如经纬仪、激光跟踪仪)确保所有组件的位置、角度、尺寸完全符合设计要求,并用临时支撑或马板将其牢牢固定。
  • 焊接: 对所有连接处进行正式焊接,将散装的小组件“焊”成一个坚固的整体,这是分段装配中最核心、最耗时的工作。
  • 焊接后处理与检验: 对焊接部位进行打磨,消除焊接变形和应力,并通过超声波、X光等无损探伤技术检查焊接质量。

目标与特点:

  • 目标: 制造出一个完整的、合格的船体分段。
  • 特点: 工作量大,协调复杂,是船厂生产能力的集中体现,这个阶段可以 并行作业,即同时在不同车间制造不同的分段,极大地缩短了船台/船坞的总周期。

造船 - 最终的合龙与总装

这里的“造船”特指 船台/船坞总装,是船舶建造的最后也是最关键的阶段,它将所有在“分段装配”阶段完成的“积木块”(分段)组合成一艘完整的船。

主要工作内容:

  • 搭载:

    • 将制造好的分段按照从下到上、从中间到两边的顺序,用大型龙门吊或浮吊吊装到船台或船坞的指定位置。
    • 这个过程就像乐高积木的最终拼接,被称为 “合龙”,最关键的一步是 “总段合龙”,将几个大型总段对接在一起。
  • 合龙:

    • 对位: 精确调整分段的位置,确保对接处的线型、尺寸完全匹配。
    • 焊接: 对分段之间的所有连接缝进行焊接,将整艘船的“骨架”彻底连接成一个不可分割的整体,这是船舶的“生命线”,焊接质量直接关系到船体的结构强度和水密性。
  • 舾装:

    • 舾装 是指在船体建造的同时或之后,安装船上所有的设备、系统、管路、电缆、家具等,现代造船追求 “壳舾一体化”,即:
      • 预舾装: 在分段装配阶段,就将大量的管路、电缆、设备基座等安装到分段内部,当分段合龙后,这些舾装件也随之“搭载”到位,极大减少了高空和狭小空间内的作业,提高了效率和安全性。
  • 涂装:

    • 在船体合龙后,对船体外板进行全面的 “二次除锈”“涂装”(喷涂防锈漆和船壳漆),以防止海水腐蚀。
  • 下水:

    当船体基本成型,主要的舾装工作也完成大半后,将船舶从船台或船坞中移入水中,通常通过注水让船台或船坞浮起,或使用气囊、牵引等方式将船“滑”入水中。

  • 码头舾装与试验:

    船舶下水后,会被拖到码头进行最后的舾装工作,如安装主机、调试导航通讯系统、进行系泊试验和航行试验,确保所有系统正常运行,最后交付给船东。


可以这样理解三者的关系:

环节 板装配 分段装配 造船 (总装)
层级 零件级 模块级 产品级
任务 将钢板切割、弯曲成零件 将零件组装成独立的船体“积木块”(分段) 将所有“积木块”拼接成一艘完整的船
地点 加工车间、小组立区 装配平台、分段车间 船台、船坞、码头
比喻 准备食材 (切菜、腌制) 制作预制菜包 (将食材烹饪并打包成一道菜的半成品) 最终烹饪与摆盘 (将所有预制菜包组合成一桌完整的宴席)
核心价值 精度效率 并行质量 集成协调

通过这种 “化整为零,再集零为整” 的现代化造船模式,造船厂实现了高度的 并行工程,大幅缩短了船舶建造周期,提高了生产效率和产品质量,是现代船舶工业的基石。

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