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摘要： 船体约束焊目前广泛应用于船厂各阶段定位焊，几乎穿插在船体施工的全过程，包括板材构件定位、中组结构定位、分段总组、分段总段搭载。但是，施工作业图纸与现场存在一定的脱节，设计工法部门可能纯粹的按照有限元受力分析或者参照历史习惯等出图，而往往忽视了现场施工的合理性、必要性和难易程度。现场施工时会要求按图施工，但管理人员考虑现场便捷和安全性也会从实际出发作出一定的调整，这样就可能造成理论与实际的脱节，许多情况需要现场调整决定，没有形成标准化作业，增加了现场管理成本，也增添了一定的安全风险系数。同时，减少不必要的约束焊可以缩短拆钩时间，提高吊车效率。
关键词： 约束焊设计原则；易倾倒分段总段的划分；焊接质量和焊材消耗；典型分段分析
【中图分类号】P755.1
【文献标识码】B
【文章编号】2236-1879（2017）08-0206-02
随着约束焊应用范围的扩大，存在于各个片段、各个分段、各个总段接头，可想而知整条船的焊接量不可忽视，每条船的易倾倒分段、总段的数量也很庞大，因而无论从安全角度还是人工、材料消耗量角度出发，约束焊都应该得到足够的重视，而不是依赖现场工人的经验或者设计部门简单随意的图纸。约束焊图纸的优化工作势在必行，下面主要从设计优化、分段划分、成本消耗和典型分析几方面展开阐述：
1设计原则
優先考虑安全，在确保安全的基础上再谈节约焊材、马板，节约吊车时间等。然后考虑施工位置的优劣，同等工作量的情况下施工难度不一样，相差的时间可能是几何数量级的。船体结构根据划分图，一般分为双层底、隔舱、舷侧、机舱、首尾总段；根据前后位置来看，主要分船舯区域和首尾线性区域。每个区域每个接头或多或少都存在约束焊，不同类型的分段根据其不同的安全、精度要求设置不同的约束焊，船舯区域的尽量少设置，安全隐患少，能够满足固定分段、精度要求就可以。根据有限元软件分析出最低受力，再换算成焊接强度、焊接量。首尾、内底半立体分段主要从安全角度，支撑强度、数量、位置、约束焊都要加一定的保险系数，尤其是烧焊位置，要根据施工难度、是否需要脚手配合、安全性进行优化调整，避免机械化出图，人为增加工作强度和成本。机舱区域的约束焊根据上下层分段线性大小，重心内外要求有很大不同，易倾倒加超重分段尤其重视，还有首尾重心偏外，主要取决支撑受力的分段总段，必要时约束焊的基础上还要增加装配加焊。
2易倾倒分段的划分
易倾倒分段划分是一项重要环节，也是船体约束焊优化的前提和基础。首先影响安全和拆钩前检查，由于边界难以界定，划分起来有一定的难度。如果划分过多，对定位拆钩时间有影响，不利于吊车效率提升，也增加检查管理成本。如果划分太少，对拆钩安全的可控性产生影响，甚至是牺牲一定的安全做代价，这样反而对生产危害更大。管生产必须管安全，安全是一票否决的。其次考虑对成本的影响，易倾倒清单数量的多少直接决定了焊材使用量和人工投入。综合上面2点，易倾倒分段的划分不能停留在原始阶段，遇到有牛腿支撑或者有局部线型的情况就直接下定义，凡是首尾机舱线型分段也直接纳入清单，这样可能是过度考虑安全，合理性和必要性又放在了一边。建议即使总组搭载大线型的分段，其风险等级也是可以划分的，考虑从分段重心入手，不受力的临界状态下，分段还是处于不可控状态，必须加入危险清单，处于可控状态的暂时加入考察区，比正常安全区分段加一定的保险系数，再逐步考察增减。当然这个过程需要几条船的现场经验，再和设计计算结果结合起来，安全区和危险区相对固化下来，清单的数量也就明确了，这样综合考虑应该对安全管控、吊车资源的效率、成本控制都有好处。
3焊接作业和焊材消耗
从总量上面讲，全船约束焊只占了全部焊接量很小的比例，但是其重要程度不言而喻，其施工标准应该和常规焊接时同样的标准，通过目视检查，及时发现漏焊假焊咬边夹渣等常规缺陷并修正。关键位置必要的时候要增加探伤抽检。保证焊接质量的基础上，逐步加强成本的控制，通过约束焊图纸基本可以测算出焊缝长度，结合正常间隙的消耗量，可以计算出大概的焊材需求包括完成这些作业所需要的人工。把每个分段的具体消耗与派工单联系起来，制定出额定工时，推动定位过程中的约束焊时间形成标准，从根本上减少人工，减少吊装时间，降低成本，提高整体施工效率。
4典型分段分析
上图所示某首制14500TEU大型集装箱船艏部FGZ21总段搭载约束焊图纸，该总段属于典型首部大型易倾倒总段和关重分段，正常情况下拆钩前完全依赖外围支撑和约束焊强度，但由于该型船型深超过30M，艏部上层属于超高支撑范畴，超出常规8M稳架25M极限高度范围，因而搭载拆钩前相当于取消支撑，完全依赖约束焊。研究分析此类型总段有一定的现实意义，随着箱船越做越大，船舶企业内部普遍缺少超高支撑，即使有，其使用难度、失稳风险都比较大。合理、必要、安全的约束焊的研究很有必要。从图面上看，外板、甲板、下口的肋板结构均有数量众多约束焊，总数超过20M的焊接量，尤其是6段外板的约束焊，首先要搭设好脚手才能施工，施工难度也比甲板和其他平整构件大，现场可能还需要根据错位情况作开刀处理，如果错位较多、间隙较大，现场操作时间长，后续装配多数因为质量问题需要开掉重新做，导致了重复劳动，吊装过程也没有节约多少时间，拆钩时还存在较大的风险。经过2条船的实践，直接提建议给了设计部门：易于施工的两层甲板、下口肋板装配加焊做掉，保证安全拆钩。其他区域拆钩后逐步施工，实践证明在合理安排人员设备的前提下，不仅没有浪费吊车资源，还减少了许多重复的工作量，为后续的搭载施工、保节点打下良好的基础。
5结语
综上所述，通过设计原则改进、科学划分并不断的总结完善，逐步落实到图纸里的每一个细节优化，一定时间积累下来，安全保障、吊车资源节约、成本的管控都会有较大的提升。
参考文献
[1]船体分段搭载钢管支撑载荷浅析 作者 秦亚峰 《广东造船》2014
[2]基于有限元分析的船舶分段吊装定位焊布置设计作者 王先德 罗宇 钟志平《造船技术》 2016（1）
[3]探究船体建造中焊接质量检验的控制要点 作者 李玉春 《电子世界》 2014
关键词： 约束焊设计原则；易倾倒分段总段的划分；焊接质量和焊材消耗；典型分段分析
【中图分类号】P755.1
【文献标识码】B
【文章编号】2236-1879（2017）08-0206-02
随着约束焊应用范围的扩大，存在于各个片段、各个分段、各个总段接头，可想而知整条船的焊接量不可忽视，每条船的易倾倒分段、总段的数量也很庞大，因而无论从安全角度还是人工、材料消耗量角度出发，约束焊都应该得到足够的重视，而不是依赖现场工人的经验或者设计部门简单随意的图纸。约束焊图纸的优化工作势在必行，下面主要从设计优化、分段划分、成本消耗和典型分析几方面展开阐述：
1设计原则
優先考虑安全，在确保安全的基础上再谈节约焊材、马板，节约吊车时间等。然后考虑施工位置的优劣，同等工作量的情况下施工难度不一样，相差的时间可能是几何数量级的。船体结构根据划分图，一般分为双层底、隔舱、舷侧、机舱、首尾总段；根据前后位置来看，主要分船舯区域和首尾线性区域。每个区域每个接头或多或少都存在约束焊，不同类型的分段根据其不同的安全、精度要求设置不同的约束焊，船舯区域的尽量少设置，安全隐患少，能够满足固定分段、精度要求就可以。根据有限元软件分析出最低受力，再换算成焊接强度、焊接量。首尾、内底半立体分段主要从安全角度，支撑强度、数量、位置、约束焊都要加一定的保险系数，尤其是烧焊位置，要根据施工难度、是否需要脚手配合、安全性进行优化调整，避免机械化出图，人为增加工作强度和成本。机舱区域的约束焊根据上下层分段线性大小，重心内外要求有很大不同，易倾倒加超重分段尤其重视，还有首尾重心偏外，主要取决支撑受力的分段总段，必要时约束焊的基础上还要增加装配加焊。
2易倾倒分段的划分
易倾倒分段划分是一项重要环节，也是船体约束焊优化的前提和基础。首先影响安全和拆钩前检查，由于边界难以界定，划分起来有一定的难度。如果划分过多，对定位拆钩时间有影响，不利于吊车效率提升，也增加检查管理成本。如果划分太少，对拆钩安全的可控性产生影响，甚至是牺牲一定的安全做代价，这样反而对生产危害更大。管生产必须管安全，安全是一票否决的。其次考虑对成本的影响，易倾倒清单数量的多少直接决定了焊材使用量和人工投入。综合上面2点，易倾倒分段的划分不能停留在原始阶段，遇到有牛腿支撑或者有局部线型的情况就直接下定义，凡是首尾机舱线型分段也直接纳入清单，这样可能是过度考虑安全，合理性和必要性又放在了一边。建议即使总组搭载大线型的分段，其风险等级也是可以划分的，考虑从分段重心入手，不受力的临界状态下，分段还是处于不可控状态，必须加入危险清单，处于可控状态的暂时加入考察区，比正常安全区分段加一定的保险系数，再逐步考察增减。当然这个过程需要几条船的现场经验，再和设计计算结果结合起来，安全区和危险区相对固化下来，清单的数量也就明确了，这样综合考虑应该对安全管控、吊车资源的效率、成本控制都有好处。
3焊接作业和焊材消耗
从总量上面讲，全船约束焊只占了全部焊接量很小的比例，但是其重要程度不言而喻，其施工标准应该和常规焊接时同样的标准，通过目视检查，及时发现漏焊假焊咬边夹渣等常规缺陷并修正。关键位置必要的时候要增加探伤抽检。保证焊接质量的基础上，逐步加强成本的控制，通过约束焊图纸基本可以测算出焊缝长度，结合正常间隙的消耗量，可以计算出大概的焊材需求包括完成这些作业所需要的人工。把每个分段的具体消耗与派工单联系起来，制定出额定工时，推动定位过程中的约束焊时间形成标准，从根本上减少人工，减少吊装时间，降低成本，提高整体施工效率。
4典型分段分析
上图所示某首制14500TEU大型集装箱船艏部FGZ21总段搭载约束焊图纸，该总段属于典型首部大型易倾倒总段和关重分段，正常情况下拆钩前完全依赖外围支撑和约束焊强度，但由于该型船型深超过30M，艏部上层属于超高支撑范畴，超出常规8M稳架25M极限高度范围，因而搭载拆钩前相当于取消支撑，完全依赖约束焊。研究分析此类型总段有一定的现实意义，随着箱船越做越大，船舶企业内部普遍缺少超高支撑，即使有，其使用难度、失稳风险都比较大。合理、必要、安全的约束焊的研究很有必要。从图面上看，外板、甲板、下口的肋板结构均有数量众多约束焊，总数超过20M的焊接量，尤其是6段外板的约束焊，首先要搭设好脚手才能施工，施工难度也比甲板和其他平整构件大，现场可能还需要根据错位情况作开刀处理，如果错位较多、间隙较大，现场操作时间长，后续装配多数因为质量问题需要开掉重新做，导致了重复劳动，吊装过程也没有节约多少时间，拆钩时还存在较大的风险。经过2条船的实践，直接提建议给了设计部门：易于施工的两层甲板、下口肋板装配加焊做掉，保证安全拆钩。其他区域拆钩后逐步施工，实践证明在合理安排人员设备的前提下，不仅没有浪费吊车资源，还减少了许多重复的工作量，为后续的搭载施工、保节点打下良好的基础。
5结语
综上所述，通过设计原则改进、科学划分并不断的总结完善，逐步落实到图纸里的每一个细节优化，一定时间积累下来，安全保障、吊车资源节约、成本的管控都会有较大的提升。
参考文献
[1]船体分段搭载钢管支撑载荷浅析 作者 秦亚峰 《广东造船》2014
[2]基于有限元分析的船舶分段吊装定位焊布置设计作者 王先德 罗宇 钟志平《造船技术》 2016（1）
[3]探究船体建造中焊接质量检验的控制要点 作者 李玉春 《电子世界》 2014