船体结构制造质量风险分析

摘要：船舶船体结构制造过程中，不仅需要满足设计开发所规定的力学性能，还需考虑其在运行过程中的环境适应性，即在复杂海洋环境中的稳定性、可靠性和耐久性。为识别、评估和控制可能影响船舶性能的各种风险因素，本文对船体结构制造过程中可能存在的潜在质量风险进行探讨，分析结构错位、对接缝错位以及使用高强钢带来的风险、工艺控制风险等问题的原因，同时讨论相应的风险管理和控制措施。通过上述分析，旨在为船舶船体结构制造提供科学的质量控制策略，提高船舶在使用过程中的安全性和可靠性。

关键词：船体结构；制造质量；风险管理

一、引言

船舶船体结构为各级系统及分系统提供平台，其结构制造质量至关重要，不仅关系其基本性能，如船舶强度、浮稳性、抗沉性、快速性、操纵性和适航性，甚至还影响到船舶的生命力，对民用船舶来说，船体结构制造质量存在缺陷将缩短船舶的寿命周期，提高经济成本，而对海军舰艇来说，这些质量缺陷也将影响平台的完整性和各系统功能的使用性，进而影响其战斗力。因此，在船舶制造过程中，对船体结构制造质量进行有效控制，确保船舶在使用中遭遇随机事故时保持工作能力，或者海军舰艇在非战时训练演戏期间以及遭遇战斗损伤时保持优良的战斗能力，提高船舶的使用寿命、作战效率和生存能力，减少经济损失具有决定性作用。

二、船体结构制造质量风险分析

随着海洋环境的复杂性和海军舰艇使用要求的逐日提高，船体结构在腐蚀和疲劳损伤等方面面临着日益严峻的挑战，在现代船舶尤其是海军舰艇建造过程中，对船体结构制造质量风险的研究显得尤为重要，这些风险不仅会影响船舶的使用性和安全性，还可能导致重大的经济损失和国家声誉。因此，深入研究船体结构制造过程中的质量风险，探索有效的控制措施，对于提升舰艇的整体质量和竞争力具有非常重要的现实意义。

（一）结构错位和对接缝错位

船体结构制造质量风险分析是确保船舶建造质量的关键环节，在船体结构建造过程中，结构错位和对接缝错位是较为常见的典型质量缺陷，它们可能由多种不同的因素引起，包括施工人员技术水平不足、管理水平低下以及机器设备运行稳定性差等等。结构错位和对接缝错位一般多发生在内场结构装配以及船台合拢阶段，可能由于设计人员在绘图时将结构理论线方向标注错误，或是施工人员未能认真识图导致构件与理论线方向装配错误，以及船体合拢阶段合拢口区域的构件精度问题导致。上述这些错位问题，整改措施较多，对于次要结构区域，可将结构错位量超差且不大于较薄板厚度的一半时增大焊脚，错位量大于较薄板厚度的一半时要重新拆装，对于主要结构区域，需将错位结构重新拆装。对于此类风险，需要加强工艺人员的审图能力，提前消化并领会设计意图，及时发现图纸中的设计错误，施工前加强技术交底，明确装配理论线的要求及特殊位置要求，加强过程控制，在划线、装配过程中，加强自互检及专检，对发现的问题及时予以整改。

（二）使用高强钢带来的风险

在海军舰艇的船体结构制造中，高强钢一直是使用的主要材料，随着钢材屈服强度的大幅提高，其疲劳强度相对降低，而断裂疲劳性能和加工性能未得到与屈服强度相匹配的提高，塑性储备下降，导致结构的安全裕度降低，且高强钢对结构和制造缺陷敏感、加工难度增大，直接导致其焊接性能下降，需要更加复杂、严格的焊接和热处理工艺。船体结构制造过程中，高强钢在焊接时必须进行预热和后热处理，如果热处理措施不当，极易产生焊接冷裂纹等焊缝缺陷。这不仅增加了加工难度，而且降低了生产效率，更重要的是降低了船体结构的安全与可靠性，另外，高强钢的使用还增加了焊接残余应力，也会导致安全裕度降低。因此，针对高强钢在舰艇使用中带来的风险，我国各个钢材生产厂家潜心致力于高强钢的开发，同时各船厂也同步建立适用于高强钢的加工工艺，根据高强钢的材料特点，形成一整套适用的、可靠的包括成型、焊接、形状控制等方面在内的工艺流程，特别是焊接材料、焊接工艺和热处理工艺，从而保证船体结构制造工艺的可靠性，以保证制造质量。

（三）工艺控制风险

在船舶船体结构制造过程中，针对工艺控制风险的有效管理是确保舰艇质量和性能的关键环节。工艺控制不当，极有可能导致结构缺陷的产生。例如，施工人员未严格按照焊接工艺规程的要求，采取不规范的焊接工艺参数，可能导致焊接接头的质量出现问题，进而影响船体的整体强度和安全性。工艺控制风险的管理，需要严格遵循质量标准和相关规范，确保每一个制造环节都符合工艺要求，从而降低因工艺不当导致的质量风险。

三、船体结构制造质量风险控制措施

通过对船体结构制造质量风险的深入分析，我们认识到影响船体结构制造质量风险的因素有很多，有效的风险控制措施，不仅可以延长船舶的使用寿命，还能确保其在各种环境下的稳定性和安全性。

（一）制造过程的质量控制措施

船体结构制造过程质量控制是降低上述风险的重要基础，首先应重点关注工厂建立和正常运行质量管理体系，体系内各环节环环相扣，互相督导，互相促进，管理工作中排除人为因素的干扰，减少工作的盲目性，减少内部推委、扯皮现象，减少出质量事故和安全事故的机率，有助于形成系统化、数据化的质量控制流程，建立适用的质量监督机制，从而实现设计、材料、施工质量和安全环保等各个方面的全过程质量控制，同步建立技术质量措施，包括施工技术方案、质量标准、质量检验和监测方法，以确保施工过程中的材料和工艺符合设计要求和法规要求，通过上述措施，确保装配过程和设计相契合，有效降低装配错位等低等错误，提高船体装配质量。

（二）高强钢应用的控制措施

应用高强钢的风险，主要在于其焊接性能的下降，被迫需要更加复杂、严格焊接和热处理工艺，从而带来了加工难度。为有效降低风险，对于船体结构部分区域的高强钢焊接，可采用低匹配焊，即焊材的屈服强度略低于母材，低匹配焊的成型焊缝，屈服强度降低，焊缝韧性提高，可以降低焊接的裂纹敏感性。为弥补降低的屈服强度，可以增大焊缝的高度尺寸，即增加焊缝部位的厚度，使焊接接头的结构强度与母材相等。此外，使用低匹配焊还可以降低焊后热处理要求，并可取消预热或降低预热温度，减少施工难度。但是，在低匹配焊应用之前，必须开展相应焊材的研制，经过广泛的材料试验和工艺模型试验，并经过实际结构工艺模型的验证。

（三）工艺控制风险的控制措施

在船舶船体结构制造过程中，针对工艺控制风险，可以采取以功能为导向的质量控制方法，这种方法主要强调在建造过程中对关键工艺环节进行控制与优化，以确保船体建造质量达到预期的标准。该方法通过建立质量-功能可靠性模型和工艺-质量模型，定性及定量地分析建造质量对船体质量可靠性的影响，并依据分析结果，对关键质量点与关键工艺环节进行控制与优化。这种方法可以为船体建造质量的检验与评价提供参考，并且有助于降低因工艺不当导致的质量风险。

四、结语

综上所述，船体结构制造质量风险分析不仅有助于提高船体制造的效率和质量，还可以降低制造成本，提高船舶制造企业的生产效益，促进船舶生产制造企业的可持续发展，还有助于推动船舶制造工业的技术进步，提高我国船舶生产制造企业的国际竞争力，具有重要的现实意义和战略意义。

参考文献

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