船体

倪荣++孟令旭++宋超

[摘 要]在船舶建造的过程中，船体变形是较为常见的现象，造成其变形的原因有很多种。如果不能够及时采取有效的措施会导致尺寸出现偏差，结构不稳定以及强度降低等后果，会对后期的工作造成一定的影响，导致工期延长。对船舶建造过程中造成船体变形的原因进行分析，提出有效的预防措施和矫正方法。

[关键词]船舶建造 船体变形 预防措施 矫正方法

中图分类号：U671 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）13-0025-01

在船舶建造的过程中，对精度进行严格控制能够有效的保证船舶建造的质量。而对进度控制影响的重要因素就是船体变形。船体变形是船舶建造的过程中一种较为常见的现象，一般情况下，船体变形后能够通过矫正来满足板架平整度的要求，但是依然会存在一些不良的后果：船舶的美观受到影响；增加了矫正的工作量，延长了建造周期，不能够按时交船，对企业信誉造成影响；矫正会影响线型，导致船舶吃水改变，影响船舶性能；会影响船舶的使用寿命以及安全性。因此，对船舶船体变形的原因进行探究，并且对其进行有效的预防和矫正，具有重要的意义。

一、船舶建造过程中造成船体变形的原因

首先，原材料的原因导致船体变形。产品质量的好坏除了受到生产工艺以及设备的影响外，其中原材料的影响因素也非常重要。针对船舶制造企业来说，钢材是其生产的主要原材料，因此，在船舶建造的过程中，对于钢材的选择至关重要。钢材的不同会导致其机械性能也不相同，在造船的过程中，钢材由于经受过高温，可能其机械性能已经发生了变化，这种变化对船舶的变形会有一定的影响。如不锈钢在焊接的过程中变形会远远高于碳钢，而且变形后不适合进行再次加热矫正。不同类型的船舶对于钢材的要求也是不相同的，就需要在进行船舶设计的过程中，有针对性的进行材料选择，同时还要注意考虑到钢材的成本，最重要的是考虑钢材的适用性，如果适用性较差，很容易就会出现船体变形的现象。

其次，焊接因素导致的船体变形。在船舶建造的过程中，主船体和各个建造构件、各个分段和总断之间需要采用焊接工艺。在焊接的过程中会导致钢材的变形，主要是因为，一是在焊接的过程中，钢板出现了部分区域的加热，在焊接点处局部的温度很高，在焊缝处以及附近区域出现受热不均的现象，从而产生了不相容的应变。二是在实际的焊接过程中，由于管理水平、焊工的技术水平以及焊工素质等原因的影响会出现一些没有按照施工程序施工的现象，导致船体变形。三是在焊接的过程中，前期工序焊接质量的影响。此外还有由于装配余量不足导致焊接穿线收缩变形。

最后，外力因素引起的变形。在整个船舶建造的过程中，外力作用也会造成船体变形。例如，在对分段进行吊起的过程中，吊钩产生的作用力导致船体变形；船体在焊接的过程中，由于磕、碰、摔、撞等情况导致变形。造成船体变形的因素有很多种，除了上述主要的因素外还包括不合理的结构设计、建造方案和施工方式的不同选择，矫正不到位等。

二、船舶建造的过程中船体变形的有效预防措施

首先，对焊接的程序进行正确选择。在船舶建造的过程中，针对分段建造法，常用的焊接程序是：先进行外板里面焊缝的焊接，纵横构架间焊缝以及构架和外板的焊缝，只有进行内底板的安装，再进行分段翻身，之后对焊接架构和内底板的焊缝进行焊接，最后通过外板的焊接封底焊。针对整天建造法，常用的焊接程序是：对骨架间的连接焊进行焊接，之后对壳板间的横向和纵向焊缝进行焊接，最后进行骨架结构和壳板间的连接角焊的焊接。在焊接的过程中，如果能够把壳板间的纵向焊接放在最后进行焊接能够有效的减少船体纵向变形，这种焊接方式要造船企业要求很高的工艺。造船企业在船舶建造的过程中，可以结合自身的造船方式进行选择最佳的焊接程序，在对焊接程序进行选择后，需要严格按照焊接的程序和規范进行操作，减少焊接引起的变形。

其次，对收缩的余量即兴合理的预留。在船舶建造的过程中，收缩余量的预留应当合理，如果过大就会造成材料资源的浪费；如果太小，不能够保证相关的尺寸。造船企业应当按照实际以及施工的工艺对收缩余量进行合理的预留。

再次，采取有效的反变形措施。在船舶建造的过程中，船体装配焊接前，对船体分段或者构建先预留一个反变形值，这个数值的大小应当等于或者大于分段焊接后的变形值，但是是相反方向的。目前主要是在线型放样中以及胎架上施放反变形数值，反变形量一般是根据计算或者经验进行数据的确定。反变形数值的大小和焊件的大小以及材料的厚度、焊接的方式、焊接的规范以及焊接的操作水平等有着一定的关系。

最后，合理使用刚性固定措施。刚性固定法是船舶企业中比较常用一种控制变形的措施，主要是使用各种装配夹具或者临时的支撑加强，对焊接构建进行固定，等到所有的焊接缝处的温度达到正常室温在去除固定装置，通过这样的方式能够有效的减少船体变形。

三、在船舶建造的过程中船体变形的有效矫正方式

首先，水火矫正法。水火矫正法又被称为热加工法，这种方式简便、灵活。使用氧乙炔焰对钢板进行局部的加热，随即使用冷水进行冷却促使其收缩而获得不可逆的压缩塑性变形，对变形进行消除。主要方式有带形水火矫正法、圆点水火矫正法以及锲形水火矫正法等。对于材料塑性变形较大，范围较广的材料，矫正率越高。主要用于大构件后者变形较大的结构，由于会导致钢材的性能受到损害，不适于同一部位多次使用。

然后，机械矫正方式。机械矫正方式也称为冷加工法，主要是利用外力促进构件产生与变形方向相反的塑性变形，使两者相互抵消，达到矫正的目的。一般情况下使用锤击、矫直机以及压力机等进行机械性的多次作用，促进变形进行矫正。

四、结语

船体变形在船舶建造的过程中是一种普遍出现的现象，特别是由于焊接所引起的变形更是无法避免。因此，在船舶建造的过程中，需要采取有效的预防和矫正措施，减少和矫正船体变形，促进船舶质量提高，保证船舶性能，缩短船舶建造的周期。

参考文献

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[2] 范庆，周烈.船舶建造中变形的预防、控制与矫正[J].江苏船舶，2008，01：20-21.