Основы собираемости секций корпуса судна

"Бум Техно", ООО

Подетальный способ предусматривает сборку судна на построечном месте из отдельных деталей обшивки и набора, масса которых обычно не превышает 2–3 тонн. Этот метод был единственным в эпоху клепаного судостроения, а в настоящее время используется обычно при постройке мелких судов.

При переходе к сварному судостроению основным способ стал секционный, когда корпус судна собирают на построечном месте из отдельных секций весом в десятки и сотни тонн. Этот способ применяется при постройке любых типов судов на любых типах построечных мест.

Дальнейшее развитие секционного способа – блочный, когда на предварительной стадии "укрупняют" несколько секций/узлов в единую конструкцию – блок, который после этого подается уже на стапель.

То есть основной сборочной единицей в сварном судостроении является секция.

Традиционные производственные процессы предполагают изготовление корпусных секций с монтажными/ технологическими припусками, часть которых может быть удалена при укрупнении, а часть – на стапеле при формировании корпуса. Процесс сборки секций между собою предусматривает установку и предварительное выравнивание секций под причерчивание, определение величины причерчивания, обрезку припусков, разделку кромок под сварку, повторную установку и окончательное выравнивание секций относительно баз построечного места, совмещение несовпадаемых конструкций смежных секций с применением сборочных приспособлений. Учитывая значительные габариты и вес секций, способы перемещения секций на стапеле, такая ручная подгонка требует значительных физических затрат и времени.

Естественно, возникает желание исключить эти затраты и добиться при формировании корпуса собираемости секций между собой аналогично собираемости детских кубиков в сложные конструкции либо собираемости резьбовых соединений.
 

"Бум Техно", ООО

Собираемость сварного соединения определяется относительным смещением свариваемых кромок и расстоянием между ними. Допуски на зазор и разностенность в свариваемых монтажных соединениях формируют требования к точности изготовления конструкций секций. Каковы же эти величины?

Поле допуска на зазор/разностенность обычно составляет 2÷3 мм. Следовательно, отклонение кромки секции по всей плоскости монтажного соединения и пространственное смещение обшивки/набора должны быть в пределах 1÷2 мм. То есть в этом случае обеспечивается конечная собираемость секций без пригонки.

Но такие допуски в большинстве случаев превышаются уже при изготовлении деталей обшивки/набора и при сборке узлов. Повышение же точности детального изготовления и узловой сборки реальных корпусных конструкций технически малореализуемо и экономически нецелесообразно.

Отсюда следует вывод, что сборка секций при укрупнении в блоки и при формировании корпуса на стапеле без выполнения определенного объема пригоночных работ по монтажным кромкам секций невозможна.

Но объем пригонки может быть сведен к осознанному минимуму за счет применения современных цифровых технологий размерного контроля. В основу технологий должны быть положены принципы взаимозаменяемости. Основной задачей в технологических процессах, построенных на принципах взаимозаменяемости, является высокоточное задание и согласование баз собираемых конструкций.

Рассмотрим процесс стыкования секций между собою. Поскольку каждая секция имеет отклонения от номинальных размеров, причем отклонения носят случайный характер, возникает проблема определения оптимального положения секции при ее установке.
 

"Бум Техно", ООО

"Бум Техно", ООО

При этом кажущееся оптимальным положение для данной секции может вызвать большие сложности по согласованию с последующими еще не установленными секциями, отклонения геометрических параметров которых на момент стыкования неизвестны.

В судостроении проблема однозначности положения секций при формировании корпуса судна решается вводом системы "контрольных линий". Контрольные линии (К.Л.) являются следом пересечения контрольных плоскостей (проходящих на фиксированных расстояниях от базовых плоскостей корпуса – ОП, ДП, ПШ) с судовыми конструкциями.

"Бум Техно", ООО

При установке секций на стапеле контрольные линии смежных секций должны безусловно совмещаться либо между ними должен быть выдержан заданный теоретический размер.

Отступление от этого правила неизбежно приведет к несовпадению каких-либо элементов секции выше установленных допусков.
 

Пример расположения К.Л. на днищевой секции / "Бум Техно", ООО

Систему базирования, обеспечивающую конечную собираемость, закладывают на стадии проектирования и вносят в рабочие чертежи секций. В технологиях, использующих принципы взаимозаменяемости, контрольные линии являются базой для назначения размерных цепей. Разработав схему контрольных линий, можно определить допустимые отклонения на изготовление секций, обеспечивающих их конечную собираемость на стапеле в заданных значениях.

Заданные в рабочих чертежах конструкторские базы применяются в технологической документации и являются базами в процессе размерного мониторинга при изготовлении и стыковании секций. Современные координатные методы и средства размерного контроля позволяют осуществить увязку конструкторских, технологических и измерительных баз с высокой точностью.

Использование принципов взаимозаменяемости и применение системы "фиксированных контрольных линий" позволяет разрабатывать "сквозные" технологии размерного контроля.

Особенностью таких технологией является возможность проведения размерного мониторинга на этапах изготовления секций в единой системе координат и доработка геометрии характерных элементов секции по результатам размерной аттестации. При формировании корпуса судна на стапеле обеспечивается высокоточное базирование секций, что исключает их повторную установку. Вследствие наложения производственных погрешностей доработку кромок монтажных соединений не избежать. Но объем пригоночных операций будет оптимально минимальным.

А. Деревянных, АО "Адмиралтейские верфи",
В. Дубинка, ООО "Бум Техно",
В. Рогозин, АО "Адмиралтейские верфи"