浅谈船舶舾装的创新设计于有龙

浅谈船舶舾装的创新设计于有龙

于有龙

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天津德赛海洋船舶工程技术有限公司天津市300450

摘要：在船舶的主体结构建造结束后，船舶舾装工作才能进行。随着信息技术的发展和造船设计技术的进步，逐渐出现预舾装和先行舾装工艺，推动了以区域为导向的造船工艺模式的新发展。要进一步加强对船舶舾装标准等的把控，制定合理的创新设计方案，推动船舶舾装和船舶制造工艺的进步。

关键词：船舶舾装；创新设计；控制要点

1导言

船舶舾装工作在整个船舶制造过程中起着至关重要的作用，主要包括主体设备和舾装管件的安装、电气设备安装、船舶室内设备安装、油漆涂装、敷料绝缘敷设等。在现代船舶制造行业中，规范船舶舾装制度，制定标准化舾装流程，利用科学的舾装方法、建立严格的监管制度必定会使船舶舾装行业效率更高，质量更优，成本更低，综合性能更好。本文针对船舶舾装的创新设计控制要点进行了分析，以供参考。

2国内船舶舾装设计现状

我国船舶舾装历史悠久，伴随着对船舶制造的需求不断变化，船舶制造工艺也日趋完善。但仍与发达国家差距比较大，尤其是在舾装行业标准方面，目前我国的舾装标准仅相当于日本20世纪末的水准，落后的技术决定其标准相对较低，从而制约了我国船舶制造的发展步伐。我国传统造船技术模式为系统导向型造船模式和系统区域导向型造船模式。第一种模式包括船台散装、码头舾装和整船涂装，第二种模式包括分段制造、预舾装和预涂装。我国现代造船技术模式包括区域、类型及阶段型造船模式和中间产品导向型阶段模式。前一种模式包括分段建造、区域舾装和区域涂装，后一种模式主要为壳舾涂一体化。随着我国对造船行业需求的变化，国内舾装发展逐渐呈现模块化、标准化和数字化趋势。自20世纪70年代左右便提出了模块化设计理念，后来在船舶的设计、制造、管理及维护各个方面都起着重大作用。模块化技术是将控制系统、机电装置系统、舾装设备系统及自动化系统等从整体划分到部分，从而优化整个建造周期，也使舾装过程更加标准、规范。目前我国造船的突出问题主要为生产周期长、效率低、成本大、工作环境差，这些因素制约了我国船舶舾装的发展。

3船舶舾装存在的问题

目前我国船舶舾装行业的制造标准已经与国际接轨，在制造方式和出口量上都有较大突破。不仅是在本国的船舶舾装制造业具有良好的反应，在一些出口船舶的舾装件的供应上也具有一定建树。但是我国船舶舾装起步较晚，与国外最先进技术还有一定的差距，尤其是在舾装标准技术要求上，距离发达国家的技术水平以及成品还需要更进一步，目前我国很多船舶舾装设计标准水平还停滞在过去，远远没有达到当下的要求，船舶舾装制造技术在不断进步，而标准的落后以及三维设计软件的制约会也船舶行业的发展带来一定阻碍。

4船舶舾装的创新设计控制要点分析

4.1船舶舾装出图模式设计创新

4.1.1大力推广舾装件标准化和轻量化设计

满足整条船实现各种功能的舾装件不仅数量巨大，种类繁多，而且不同类型的船舶不同的设计师可能所设计的同一种舾装件也会存在差异。舾装件标准化就是在不同的船型的同一类型的舾装件尽量进行标准化设计，可以使不同船舶相同作用的舾装件可以通用化，提高了船厂制作以及安装效率。为此，船厂设计部门应编制船厂的设计标准手册，在船舶设计初期，做到送审图纸的各种详细节点和船厂的设计标准手册相统一。可以有效避免后期在船舶建造阶段因送审设计和生产设计不统一所引起的船东和船检的临时意见。

4.1.2实行自制舾装件的轻量化，节约材料成本

全船舾装件的重量一般占到全船材料重量10%~20%左右，而且相对与船体结构来说更容易去进行轻量化处理，舾装件的轻型化就是在满足舾装件功能强度的前提下，尽量使用规格较小的材料或者优化材料型式等方法制作，从而达到节省材料，降低成本，且减轻空船重量的目的。

4.2船舶舾装的模块化创新设计

船舶舾装包括内舾装和外舾装两个部分：船舶外舾装的工程进度会受到总体装配进度的影响，因此，船舶外舾装就要完善设备的配套功能模块化，严格按制度执行。舾装设备的详细设计布置比较分散，且外舾装影响着船体的整体美观性，在设计的过程中需重点考虑。详细设计的布置图按不同的系统来分，主要有锚、系泊、舵系统、桅樯信号系统和救生消防系统等，不同的系统有不同的配备设备和布置方法；船舶内舾装模块化设计时一般考虑主甲板以下的舱室多为机械处所，不做内装，这样可在一定程度上控制重量，保证设备及管通的净空高度。但需对大型设备及高声源处所进行减振降噪、防火和隔热处理；主甲板上的居住区舱室、医疗间、公共处所等以内装围壁分隔，可采用复合棉板或铝质蜂窝板作为装饰材料；厨房及潮湿处所一般采用不锈钢或防潮型内装板。传统的现场拼装方法在生产节点和成本及质量上严重制约了船舶舾装的发展。因此，设计一种新的模块化建造方式来适应船舶舾装的发展是非常有必要的。

此外，舾装设备模块化的设计首先要考虑设备功能方面。子系统的设计是其中的重点。对于子系统的设计，首先要了解各个系统原理、功能、包括部件及与其他部件协同构成成体系统成分的方法，设计几个可行性方法，通过各个方案在系统功能、质量、协同性、成本预算方面进行比较，综合选择最优方案。在船舶舾装的设计中有着几个子系统的设计，主要包括：管通设计、电器设计、舱室布置设计和铁舾装件模块设计。在模块实施过程中，也包括多系统模块化设计、整体式单元模块化设计和集控室单元模块化设计等。并由于船舶设计工程复杂，各个系统结合紧密，专业综合性要求较高，因此在设计相关研究的标准也显得相对复杂，包括相应的舾装托盘数据标准、舾装设计图纸目录标准、和舾装图纸编码标准。

4.3船舱盖限位座设计创新

以1400TEU的集装箱货船作为范例集中探讨，该类船体的长度为一百七十五米，宽度为二十七点四米，相较于前期制造的船体而言，该船体的船舱盖的尺寸和重量出现了不同程度的增加，对船舱盖限位装置强度的要求也进一步提高，以座位板厚度一点四米为宜。但是一般情况而言，一点四米的座位板在制作过程中需要先进的钢板技术，同时对其的制造需要花费较多的生产成本和较长的生产周期，且目前国内并没有拥有此钢板制作技术的厂家。为保证船舶舾装工作的顺利开展，船舶设计人员有效对钢板进行了改进，通过使用厚度为一米和厚度为零点四米的钢板叠加的方法，有效避免了因国产钢板厚度过薄而导致的各项问题。同时由于钢板较薄、质量较轻，安装过程中的速度也明显加快，制造的成本明显降低，生产周期也大为缩短。

4.4船舶舾装雷达桅杆设计创新

在一些需要通过特殊航线的的船舶中，存在一些上建较低的航行船舶，为了满足航行航行安全，需要对周围环境进行观测和及时响应，因此在船体雷达桅杆的设计中，必须进行严格的分析和计算，以确保船舶不会出扫描盲点。如果发现雷达桅的高度与其经营航线相矛盾，则需要采取其他协调的补救措施。如果单纯的要求将雷达安装到其船的前桅上，这将导致所有相同类型的船舶被强制安装，使其船舶的制造增加较大的成本，而且不利于操作船员控制。这种情况和矛盾有很多例子，或上述的圣劳伦斯河将出现这种情况。因此鉴于这种情况，为了同时满足该功能船舶的天线布置设计要求和航行线路的特殊要求，经过设计人员与船东和设备供应商的协调，使用可以调整高度的雷达桅完全能够解决此类问题，具体为设计雷达桅时，尽量满足雷达安装所需的最低高度，同时将超出特殊航线要求的高度的部分设计成可倒下放置的类型，例如对于可倒部分较重的情况可以使用液压缸提供动力实现雷达桅的倒下和竖起。

4.5船舶舾装伸舷梯设计创新

舷梯布置在船舶两舷，使用时放出舷外供人员上下船舶，使用后可吊起、翻转并存放在舷内。随着造船工业的发展，船舶建造也在向大型化发展，对作为船上主要安全设备的舷梯的要求也在变化。因此出现了长度很长的舷梯，甚至达到了二十多米，但是舷梯越长所占用的甲板的空间也越大，同时其强度要求也会越高。但是遇到特殊船舶，比如运木船，高干舷的滚装船等舷梯甲板没有足够的空间来安装长度过长的舷梯。因此为了同时满足舷梯的使用和存放，伸缩舷梯的选用解决了此类问题。其操作灵活、安全性高。同样可以完全满足船舶的使用需要。伸缩舷梯同样采用铝合金材料制成，一般分为上下两节甚至三节，由上往下，每节逐渐变窄。在不用存放时，下方的梯节收放在上面的一节内。使用时，逐节拉伸出来，伸长到所需要的长度。上平台采用钢质结构，设计为可旋转式，以满足不同的使用角度。下平台采用铝合金材质，设计为使用时可调节角度的型式。

4.6折叠舷樯设计创新

以大型的湖型货船——27000DWT散货船舶为例，该类船舶有其特定的尺寸和航行区域特点限制，在船舶舾装方面有着明确的要求规定。湖型船舶在运河地区行驶过程中，受到不同运河宽度、深度以及特定的区域特色的限制，对船舶两翼的要求明显提高。为使船舶适应不同宽度和深度的运河，使其发挥稳定的运载作用，船舶设计人员对此提出了创新性的两道折叠舷樯的设计手法，通过将该舷樯引入船舶舾装中，可避免引航员在船舶两翼观察船舶吃水情况时因为观测不清等导致的各类问题，便于引航员做出正确的判断，保证航行安全。

4.7船舶舾装舷登箱设计创新

船舶的“舷灯”是指右舷的绿灯和左舷的红灯，各在112.5度的水平弧内显示不间断的灯光，其装置要使灯光从船的正前方到各自一舷的正横后22.5度内分别显示。一般布置在靠近船舶左右两舷的最舷边，能够在夜间显示船舶的最大宽度。但对于少数装载了常规货物的船舶来说，一般常规的布置舷灯的位置可能正在装载了货物之后难以满足舷灯的照射范围。比如说运木船和部分集装箱船。为了满足舷灯的使用要求，舷灯必须考虑布置在最靠近舷边的位置，同时还要满足满载状态的使用要求。对于此类型的船舶能满足该要求的位置只有驾驶室两翼或者首部。但首部一般线型已经内飘，不是船舶的最宽位置，所以最理想的位置只有驾驶室两翼，但一般两翼的位置会布置巴拿马运河引水员的遮阳棚，已经没有位置来布置舷灯箱。因此，需要重新设计和布置舷灯的位置考验着舾装设计师的灵活性。针对该问题，我们创造性重新设计了该舷灯的位置和灯箱的型式。将舷灯箱布置在驾驶室两翼的甲板下的反面，将灯箱和船体结构设计为一体，然后在甲板再开设一个检修孔盖。该设计不但解决了舷灯的布置问题，还能方便地对舷灯的后期维修保养。具体见图1的运木船舷灯箱的布置创新方案。

图1运木船舷灯箱的布置创新方案

5结论

总之，随着国际竞争的加剧，各国都在努力提高自身综合国力，船舶作为军用、民用两用的水上航行工具，对国民经济发展和综合国力提高具有重要作用，必须加强对船舶制造的重视，积极进行船舶舾装创新设计，改进具体的船舶部位，将船舶舾装模块化处理，促进国内船舶制造业的发展。

参考文献：

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