船舶建造监理的钢板裂纹问题分析及处理

1 项目概况

本项目为一艘210000 DWT 的全球无限航区、单螺旋桨、柴油机驱动、单壳、钢质远洋散货船的建造，船舶总长300 m，型宽49 m，型深25.3 m，结构吃水18.6 m，续航力约22000 n mile。

船体结构用钢为船级社认可的船用普通标准低碳钢和高强钢，船体为全焊接结构。

2 监理过程中发现的主要问题

因本项目业主与船厂之间商务方面的原因，在项目开工2 个月后业主才正式通知监理单位驻厂开始监理工作。全船共242 个分段，此时船厂已完成了小组立，平台制作已完成102 个分段。

监理组织机构（以下简称“监理组”）驻厂监理后，针对后期驻厂的特点，监理组立即开始对本船的钢板预处理、钢板下料、构件组立、平台制作、分段制作等各个生产环节[1]进行检查和复查，同时按计划逐步对已完成的施工工程进行验收。

监理组在检查编号为735 的分段制造情况时，发现该分段的一块外板上（零件号735-BS1A-K2）有3 处细微裂纹缺陷，经现场超声波无损探伤检测，裂纹缺陷深度约5～8 mm。核查钢板下料图后，发现存在裂纹的该外板的来源钢板被下料为3 块外板，目测检查另外2 块外板时，其中1 块外板（零件号735-BS1A-K6）上也存在裂纹。

经过进一步查验，在725 分段的一块外板（零件号725-BS1A-K4）上发现1 处裂纹；在102 分段的一块外板（零件号102-000-P11）上发现6 处裂纹。经核查，所发现裂纹缺陷的4 个钢板零件来源于2 个炉号的钢板：炉号157D9446 和炉号157D9667。

钢板的裂纹缺陷经过超声波无损探伤检测，裂纹最深11～12 mm，最浅5～6 mm，裂纹长度80～100 mm，位置位于钢板的纵向两侧边缘。

所发现裂纹缺陷的钢板不满足GB712-2011《船舶与海洋工程用结构钢》和本船入级船级社的《钢制海船入级规范》2018 的要求。

3 分析问题产生的原因

1）根据钢板供货厂家调查分析：钢板裂纹为钢厂炼钢时，由于当时铸坯清理的场地有限，临时将两炉铸坯运往非常用生产线进行清理，受该生产线条件的影响，未将铸坯角部裂纹清理干净，钢厂质检人员也漏检了该缺陷，导致铸坯角部裂纹带入成品钢板，属于人为工作失误造成的个别原因，非生产系统导致。

2）钢厂在生产过程中，质量控制环节存在严重缺失，导致裂纹钢板流出。

3）船厂对钢板入库的检验和后续施工质量检验也存在问题。在经过钢板入库→预处理→下料→结构小组等一系列生产过程均未发现上述钢板裂纹，最终到分段建造阶段，监理方才发现裂纹缺陷，说明船厂的质量管理体系在本项目上的运行存在缺陷,在没有监理驻厂监督的情况下,放松了内部质量控制。

4）由于业主单位与承建船厂之间商务方面的原因，未授权监理单位在项目开工就开始进行监理工作，从开工至分段建造这个阶段缺少监理对产品质量的监督、检查，导致钢板裂纹问题到分段建造阶段才被发现。

4 解决问题的过程及运用的主要方法

4.1 发出监理通知单

发现钢板裂纹问题后，监理方认为钢板裂纹具有延伸性和隐蔽性[2]，危害性大，且多块钢板已发现有裂纹问题。因此，向船厂发出《监理通知单》，并协调船厂的物资部和钢厂取得联系，让钢厂尽快安排技术人员到船厂，联合船厂技术部、质检部技术人员处理该事，同时向业主作了汇报。

船厂的回复意见为：钢厂提供的“钢板裂纹报告”表明，钢板裂纹只是个别问题，其它进厂的钢板均为合格产品，可将已发现裂纹的4 块外板进行更换，其余目测检验即可。

监理方认为，钢板表面细微裂纹及内部裂纹目测很难被发现，因此船厂的处理方式不全面，不能彻底排除可能存在裂纹问题的疑似钢板。

4.2 专题报告报送业主

本项目总监理工程师立即将此问题向公司做了汇报，公司组织技术专家对钢板裂纹情况及船厂处理方式进行了分析，提出钢板的裂纹缺陷严重影响船舶建造安全和将来的船舶运营安全，须全面排查疑似钢板，同时要求对该批钢板进行试验复验，以确认钢板的金相组织和理化性能是否符合标准和规范要求，从而来明确裂纹问题产生的真正原因。

考虑到钢板裂纹问题的严重性、复杂性，以及问题处理可能会影响工期，总监理工程师向业主专题汇报了钢板裂纹问题的基本情况及建议。

4.3 第一次专题会议

业主对总监理工程师报告的情况十分重视，召集船厂、钢厂、监理，召开四方参加的钢板裂纹问题第一次专题会议。会上，四方根据监理的建议制定了该裂纹缺陷质量问题的处理方案：

1）对已发现裂纹的4 块钢板进行更换。

2）根据已发现裂纹的4 块钢板的零件号，反向追溯出钢板的炉批号，再通过追踪裂纹钢板的炉批号、下料图和零件的生产流向，调查统计出所有涉及的钢板、构件、零件。

3）对裂纹问题的钢板进行试验检测分析，明确钢板的金相组织和理化性能，分析裂纹产生的具体原因。

4）根据试验检测分析的结果和裂纹产生的具体原因，确定下一步检验方案，全面、彻底地排除可能存在裂纹及其它质量问题的疑似钢板。

4.4 试验检测分析

1）金相组织试验分析：截取缺陷钢板裂纹区域的试样，经磨制、抛光后用光学显微镜检查发现，裂纹扩展过程分叉较多，裂纹位置有大量氧化雾点，两侧有明显脱碳现象；同一块钢板的无裂纹区域的试样，钢板基体组织为铁素体+珠光体，铁素体晶粒度级别为12 级。

2）力学性能试验分析：截取钢板的无裂纹区域的试样，进行了拉伸试验和冲击试验。检测结果为：试样的力学性能符合标准、规范要求。

3）化学成分试验分析：截取同一块钢板的无裂纹区域的试样，对试样的化学成分进行了检测。检测结果为：试样的化学成分符合标准、规范要求。

共取了3 组试样，每组试样均做了上述3 个试验，试验结果相同。

4.5 调查分析后发出工程暂停令

通过追踪裂纹钢板的炉批号、下料图和零件号的生产流向，调查统计出该两炉钢板，涉及30 张钢板，已全部下料完，流向了33 个船舶分段的86 个零件。

因裂纹问题的钢板已流向如此多的分段和钢板零件，对船舶的建造存在重大质量事故隐患和安全风险，因此监理向业主做了汇报，并在业主的同意下发出《工程暂停令》，要求船厂停止涉及该两炉钢板的生产工作，查明原因、制定措施，彻底解决该质量问题。

4.6 第二次专题会议

随后，业主召集船厂、钢厂、监理，召开四方参加钢板裂纹问题第二次专题会议。

与会各方对试验检测报告均无异议，根据检测报告可以看出，钢板试样的金相组织、力学性能和化学成分均符合标准、规范要求。现场检查结果也可以看出，裂纹分布在钢板的两侧，也就是钢坯的两侧，即角部裂纹。角部裂纹的产生，实质是钢坯凝固过程中发生的表面微裂现象，通常钢厂需采取火焰清理的方式清除角部裂纹，而裂纹处出现的氧化和明显的脱碳现象，是由于钢坯在高温加热情况下产生[3]。因此，可以判定钢板裂纹是由钢坯角部裂纹带来，而钢厂未将钢坯角部裂纹清除，导致钢坯角部裂纹遗传至成品钢板上，不是钢厂生产工艺和生产系统导致。

监理方提出，裂纹问题钢板的产生和流出，也是由于钢厂和船厂的质检系统存在问题，且目前该两炉疑似钢板已流向了33 个分段，需彻底排查疑似钢板，杜绝存在裂纹问题的钢板用在船舶上。因钢板裂纹较为细微，且有的缺陷可能存在于钢板内部，目测检验的方式局限性大，容易漏检，要求采用目测检验和超声波无损探伤检测的方式进行排查检验。

4.7 排查检验

经过一个星期的检测，对该33 个船舶分段的86 个钢板零件全部完成了目测检验和超声波无损探伤检测，对检测出裂纹质量问题的其它9 个船舶分段的13 个钢板零件也进行换板处理。

4.8 发出复工令

在钢板裂纹问题处理完成后，监理向业主汇报并征得同意后，向船厂发出复工令。至此，钢板裂纹问题得到了彻底解决。

4.9 后续措施

1）要求船厂吸取本次质量事故的教训，分析原因，采取有效措施，提高质量意识，确保质量管理体系在本项目上的有效运行，严格执行三级检验制度，及时发现问题，避免类似问题的发生。

2）要求船厂严格加强后续钢料（包括钢板、管材、型材等）的入库检验流程和制度，加强检验力度，及早发现存在的问题，并留有检验记录。

3）监理加强检查力度，对进厂钢料增加抽检频次和抽样数量，不定期地抽查船厂材料入库检验记录；督促船厂严格三级检验制度，各道工序层层把关，上道工序问题未解决不得转序；监理加强预控，特别是增加巡检时长和范围，做到有重点、有方向，及早发现问题。

5 处理结果或成效

裂纹质量问题钢板的排查检验以及更换，避免了裂纹钢板进一步流入下一道工序，而导致更大的返工和可能的安全质量隐患。

根据监理建议的处理方案，首先彻底解决了此次质量问题，确保了船舶的质量安全，维护了业主的权益；其次，明确钢板裂纹产生的原因后，采用超声波无损检测方式排查钢板缺陷，做到对有问题钢板进行更换，而不需要将裂纹问题涉及的33分段的86个零件全部更换，避免可能导致的工期严重延误，也为船厂最大程度的降低了损失。监理方独立、公正、优质、高效的工作，得到了业主充分肯定和船厂认可，为本项目后续监理工作顺利开展奠定了良好基础。

此次质量问题发生后，船厂对其质量管理体系在本项目上的运行状况做了严格、全面的检查，对存在的问题及时进行了整改，加强了材料、设备的入库检验，对各道生产工序严格执行三级检验制度，质量意识有了进一步的提高。

6 结语

通过本案例，在大型钢制结构项目（本案例是大型船舶）的监理过程中，有以下几点可以借鉴：

1）对于大型、重要的监理项目，采取全过程驻厂监理很有必要。监理方宜在开工前适当时间进驻施工现场，做好施工准备检查、设计交底和监理交底等工作，尽量避免由于开工后期监理进场而带来的一系列问题。

2）主要原材料分类管理和可追溯性非常重要，监理驻厂时必须督促承建方做好这项工作，以避免材料的混用和错用，以及当发现质量问题时可以追溯每一块问题疑似钢板零件。

对于主要材料的分类和可追溯性管理，有一些小型船厂或企业存在不规范的问题，特别是材料的可追溯性严重不到位，一旦发现钢材质量问题，很难检查到每一个疑似零件，对产品来说存在安全风险，这需要监理方高度重视，督促承建方做好相关工作，确保产品质量。

在质量问题的处理上，一是监理要对问题的严重性、危害性和复杂性进行专业的分析和判断，在处理方法上要有充分的认识，特别是重大和复杂的质量问题，需及时向业主汇报，并提出处理问题的意见和建议，以便业主与监理统一意见，有利于问题的解决。二是在坚持原则的基础上，也要科学、客观、合理的解决问题，在方案、技术等方面帮助承建方，提出监理方的意见和建议，不仅确保问题得到彻底解决，同时也为承建方节约了时间和降低了成本，监理的技术水平和综合能力将会得到船厂更好的认可，更有利于监理工作的顺利开展。

参考文献：

[1]宋晓东.船舶建造监理中的技术管理要点探析[J].智能城市,2019,5(22):102-103.

[2]祝桂合,蒋雪军.钢板表面裂纹成因分析[J].河北冶金,2014,(03):21-24+65.

[3]霍广超.冶金工业时代的轧钢工艺技术分析[J].中国金属通报,2018,(07):8-9.