畢業(yè)設計 43000D噸船舶分段制造工藝

1、34000DWT船舶分段的制造工藝The Segmented manufacturing process of a 34000DWT Bulk Cargo Carrier摘要在當今世界上，造船業(yè)競爭越來越激烈，造船業(yè)的發(fā)展也越來越迅速。各種船舶也應運而生，散貨船便是其中之一。散貨船是散裝貨船簡稱，是專門用來運輸不加包扎的貨物，如煤炭、礦石、木材、牲畜、谷物等。因為散貨船在運送貨物上相對于其他渠道而言有運量大，運費低的優(yōu)勢，所以很多廠商在選擇運輸方式時，選擇了用散貨船運輸。這便成了散貨船需求量大的原因。而造船業(yè)是一個工程繁瑣，勞動力付出大，建造周期長的產業(yè)。如何才能在現(xiàn)有的有限的設備和有限的勞動

2、力的情況下，更好的去適應時代的發(fā)展要求？本畢業(yè)設計，主要就是從船舶分段的制造工藝方面來介紹船舶制造企業(yè)在現(xiàn)階段，如何做到降本增效，提高產品質量，適應現(xiàn)階段的發(fā)展要求，使之更好的生存下去。關鍵詞：船舶制造工藝；降本增效；分段；建造周期引言由于經濟危機的影響，雖然經濟已經慢慢的復蘇了，可是航運業(yè)仍然處于低谷，沒有復蘇的起色。航運業(yè)的不景氣給造船業(yè)帶來了巨大的影響。由于訂單量不斷減少，部分企業(yè)甚至已經接不到訂單。這使船舶制造企業(yè)面臨了巨大的考驗。而在這時，船東不僅沒有放寬對船舶的要求，反而對船舶質量的要求更加苛刻，使得部分小型企業(yè)已經面臨倒閉的風險。在此時，船廠想要繼續(xù)生存下去，只有想方設法提高產品

3、質量，同時還要努力做到降低成本，從而在度過這一艱難時期。船舶分段在制造過程中，只有嚴格控制生產工藝，才能在提高質量的同時做到降本增效。1船舶分段的劃分現(xiàn)代船廠建造船舶時大多采用分段制造、船臺合攏的方法。即根據船體結構的情況和船廠生產工藝、起重設備能力等條件，將船體劃分為若干分段，分別制造，最后在船臺上依次合攏成完整的船體。一艘大、中型船舶的船體，往往被分成幾十個到近百個分段，因此分段制造的工作量在船體建造過程中占有很大的比例?，F(xiàn)由于起重設備的制約，車間最大起重噸位為150t，使得在設計時不得不將船體劃分為77段。34000DWT主尺度- 16 -總 長 ： 181米垂線間長 ： 172米型 寬

4、 ： 30米型 深 ： 14.6米吃 水 ： 9.4米34000DWT分段劃分圖該散貨船的劃分是根據公司的實際生產能力，包括起重設備，生產車間的規(guī)模以及實際生產中施工的可行性來劃分的。采用分段單體制造，部分分段合并建造的等方法。2 船舶分段的施工工序與注意事項2.1自動焊拼板埋弧自動焊具有生產率高、機械化程度高、焊接質量好且穩(wěn)定等優(yōu)點。在船舶實際生產中得到廣泛的應用，大大的提高了產品的質量。自動焊拼板在船舶制造中主要應用于較大板面和平直焊縫。嚴格上講分段的制造周期應該是從上胎板的拼焊開始的，也就是說自動焊拼板是分段制造的開始。因此，自動焊拼板的質量也是影響分段質量的一個重要因素。自動焊拼板在施

5、工中應注意：（1）板材的吊裝順序應嚴格按照拼板圖操作，整體定位后須保證主尺度與圖紙一致；（2）定位焊焊縫長度以60100mm，間距以300 400mm為基準，點焊段厚度一般不超過坡口深度的二分之一，不得有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷，嚴禁在焊件母材表面上引弧、熄??；（3）拼板焊縫根部間隙應在1mm以下，如果超過范圍,需要用手工焊或CO2半自動焊進行打底處理,以防止燒穿；（4）直焊縫的兩端應裝引弧板，安裝引弧板的尺寸應該是在150×150mm以上,板厚的范圍同母材在±2mm范圍內，焊牢，不應有超高現(xiàn)象；（5）引弧板與母材用手工焊或CO2半自動焊完全焊接。 (不完全焊接時有裂紋產生)

6、。 引弧板的坡口形狀與焊接坡口相符或刨出引弧槽。如圖（6）焊絲應放在濕度較小的地方，以防止生銹。焊劑在使用前須經350400烘焙1.52小時；（7）焊接前對零件加工及裝配質量、點焊焊縫質量進行檢查，焊縫處不能有油、水、銹等污物。（8）焊接過程中，如發(fā)現(xiàn)焊穿，應立即停止，并將焊穿部位鑿去，由焊接技術合格者使用相近強度等級的焊材補焊。對25mm以上的X型坡口焊接前稍放反變形，以防止焊接角變形；（9）焊接結束后，自檢焊縫外觀質量，其表面不得有裂紋、夾渣、未溶合、氣孔和咬邊等缺陷。2.2分段胎架制作及劃線船舶分段在制造時通常先選取一個較為平整且面積相對來說較大的平面作為分段制作的基準，該基準被稱為上胎

7、板。而分段是在胎架上制作的，要保證上胎板的精度，胎架在制作時，平直分段統(tǒng)一打出水平線，曲面分段須劃出地面基準十字線以便檢查定位，在水平基線的基礎上進行升高數(shù)據胎架的制作，必要時用扶強材加強或斜撐，確保升高胎架牢固，胎架基準面公差應控制在±2mm。用基礎胎架制作分段時，不管什么構件為胎架基準面都必須執(zhí)行四周死胎，在強結構位置和縱壁部位內部適當局部死胎，基面板，必須平整貼胎，薄板反面加設扶強，確保平整度。在保證上胎板平整度的基礎上，才可以進行劃線作業(yè)。劃線使用的方法應當可靠，工量具應經計量且統(tǒng)一，并有足夠的精確度，劃線時必須先選取一根基準線作為劃線依據，選取時一般以作凈端對合線為基準線。

8、劃線要注意，符號必須統(tǒng)一，中心線、結構理論線、余量線、對合線、檢查線都必須表示清楚，打上洋沖，在結構理論線旁標注出零件編碼。為確保劃線的準確性，避免施工錯誤，劃線結束后須有專業(yè)的檢驗員驗收，檢驗合格后方可進入下道工序。2.3船舶分段的裝配分段裝配是將部件和零件組裝成船體分段或總段的工藝過程。在船舶建造過程中，裝配的質量直接影響著船臺搭載。因此，在分段的制造過程中，應嚴格遵守裝配工藝，確保分段精度。2.3.1船體分段作業(yè)順序及注意事項上胎（外板）拼板艏艉半寬，對角線數(shù)據測量報檢胎架調整，上胎板水平死胎劃線報檢（結構過焊縫處進行打磨）縱骨安裝（注意端面對齊、角尺定位后加支撐），角焊機焊接（提高焊接

9、質量，減少焊接變形，減少修補打磨工作量）肋板、縱桁安裝（注意垂直度）結構焊接（立縫焊接前必須檢查整體水平度，避免造成焊接收縮，水平超差）舾裝外板縱骨預制（現(xiàn)狀是外板縱骨定位，注意端面掛線，作凈端垂直），蓋板裝配定位下胎翻身后結構檢查結構修補打磨、精度完工測量報檢2.3.2雙層底分段工藝要領分段長： L ±4mm分段寬： B ±4mm 分段高： H ±3mm分段方正度： 4mm (內、外底板對角線差值)分段扭曲度： 10mm （內底板四角水平）2.3.3舭部分段工藝要領分段長： L ±4mm 分段寬： B ±4mm 內底高： H1±3m

10、m 舭部尖頂高：H2±4mm 2.3.4尾部分段工藝要領 前后尾軸管偏心 3mm （施工中焊接變形進行監(jiān)控）和鑄鋼件相焊焊縫鑄鋼件和鋼板預熱至120ºC。2.3.6掛舵臂分段工藝要領長度： ±4mm寬度： ±4mm高度： ±4mm舵桿中心線 ±3mm尾尖艙壁垂直度 ±3mm舵機艙平臺平面度 6mm 掛舵臂焊前收縮反變形7mm12mm（向艉傾斜）。 掛舵臂焊前預熱120。 掛舵臂和分段焊接時，隨時監(jiān)控舵桿中心線線錘偏差，用調整焊接程序來糾偏。此外，分段裝配時還應該注意以下幾點：（1）定位馬板安裝應于單面焊接包角，合理控制馬板數(shù)

11、量，并且盡可能安裝在分段內部(結構面)，拆除馬板（含吊碼）時都不應硬敲、扳（應刨或留根割掉），盡量減少外板定位馬板疤痕，確保分段制作的質量與美觀。（2）用來控制焊接變形的馬板，每間隔300mm設一塊，加長馬板根據情況而定，加在外板的長馬板，原則上馬板兩頭與內部結構對應。（3）首尾部線型較大的外板區(qū)域，馬板需加密，形狀可根據外板實際線型修割，以確保線型光順。（4）馬板拆除后，應及時回收，注意二次利用。（減少浪費，節(jié)約成本）（5）分段散裝件安裝操作方式：對于可以安裝到位且不影響合攏的散裝件應在分段上點焊到位。對于不能安裝到位的小型散裝件應貼付在距合攏口200mm的位置內。其余不滿足以上兩個要求的散

12、裝件需打堆送集配處理。2.4船舶分段的焊接分段在焊接過程中，因焊接收縮及火工校正等都會使船體產生變形，這不僅影響船體外觀也影響船體的性能和強度，并且直接影響船臺的合攏工作。因此，必須按照焊接規(guī)范及要求，嚴格控制焊角大小，采用對稱焊，遵循：先立焊、后平焊，先內后外，先下后上，由中心向四周及退焊和跳焊（間斷）等方法，合理控制焊接次序來減少焊接變形。此外，為保證焊接質量，焊接作業(yè)前要對焊縫進行除銹、去油等清潔工作。同時須檢查結構有無裝錯，如發(fā)現(xiàn)問題及時反饋，避免發(fā)生返工現(xiàn)象。2.4.1焊接作業(yè)工藝要求（1）平角焊：焊喉要求在3.5-5.0mm時可一遍完成，5.5-7.0mm兩遍完成，7.5mm以上需

13、要進行3遍以上多層焊接。（2）立角焊：焊接前調整好作業(yè)姿勢，爭取一次焊接較長焊縫，減少接頭的產生，焊縫間隙過大時，要先進行一遍填充后再焊接。（3）仰角焊：焊喉要求3.5-4.5mm時可一遍完成，5.0mm以上要進行多道焊接，由于仰角焊飛濺過大，焊嘴離焊縫 10-15mm為好。（4）平對接：焊接時首先要對焊縫上氧化鐵進行清理，貼襯墊時襯墊的中心要正對焊縫中央。 （5）立對接：填充時要把打底的藥皮飛濺清理干凈，運弧速度要稍微慢點，保證填充后焊肉與坡口有2-3mm的間距，然后進行蓋面。蓋面時，運弧速度要均勻，寬度要超過坡口寬度2mm,保證兩邊能夠融合良好。（6）橫對接：打好底進行填充時，第一道要保證

14、與上面坡口之間的間隙為2mm,間距小的話，第二道鐵水不能很好的滲透融合，會產生融合不良，還有可能出現(xiàn)夾渣。（7）以上三種對接縫焊接時要注意接頭部位不要處于同一位置，要錯開，防止應力集中使焊縫產生裂紋。2.4.2焊接成型注意要點（1）焊接角焊縫時，注意焊角尺寸大小以及焊縫成形（見下圖）：（單邊焊） （卷邊焊） （正確）（2）7以上焊角（包括7）必須焊接兩層，并注意焊接方式（見下圖）：（禁止） （不良） （不良） （良好、合格）（3）板縫焊接時注意點：嚴格控制第一層的電流、電壓（電流200A），填充金屬須飽滿（見下圖）：（填充金屬過多容易夾渣） （填充過少容易產生裂紋） （良好、合格）另外填充焊時

15、必須把第一層焊渣清理干凈，并且確認無裂紋、氣孔后才可焊接；蓋面時盡量注意焊縫的直線度、寬窄度；反面成形接頭處必須氣刨修理，清除收弧時產生的裂紋。2.4.3焊接缺陷原因及防范措施（1）氣孔發(fā)生原因的分類及解決辦法：氧化鐵氣孔：主要由氧化鐵等雜質形成。解決方法：a 在藥劑中加脫氧劑，利用脫氧劑補充由于氧化形成的氣孔； b 清除焊縫內及邊緣的氧化鐵等雜質； c 限制焊絲中的含碳量0.08%左右。氫氣孔：主要由油污和鐵銹以及氣體中的水分產生。解決方法：施焊前清除焊縫內及旁邊的油污及鐵銹等雜物。氮氣孔：電弧區(qū)域外的空氣入侵焊接區(qū)或CO2氣體不純。 解決方法：a 增大氣壓（保護氣體）； b 噴嘴雜物清除；

16、 c 縮短噴嘴與焊件的距離； d 做好防風措施（風速超過2m/s）；e 提高CO2氣體純度；（2）飛濺發(fā)生的原因分類及解決方法：冶金飛濺：主要是CO2是氧化性氣體，高溫分解膨脹，同時熔池高溫時也產生一氧化碳，高溫高速膨脹過程中氣體發(fā)生爆炸，從而帶動熔池內金屬液體產生飛濺。解決方法：保證含碳量 0.040.08%。極點壓力飛濺：主要是電弧中電子和離子在電場的作用下，高速撞擊正負兩極活性斑點而產生機械壓力，引起飛濺。解決方法：采取直流反接，反接反極性阻礙熔滴過程的是電子壓力，由于電子的壓力比離子小，產生的極點壓力就小，故飛濺顆粒比較小。2.4.4焊接工藝參數(shù)對焊接質量的影響（1）焊接電流： 根據焊

17、接材料厚度、坡口形式、焊絲直徑和所需的熔滴過程過度形式來確定，過大時就會產生飛濺、焊瘤、氣孔；過小時不能連續(xù)燃燒、未熔透、成型不良。（2）電弧電壓：電弧電壓是指從導電嘴到焊嘴之間的電壓，它對電弧的穩(wěn)定性、焊縫成形，飛濺大小、短路過度以及接頭力學性能都有很大影響。2.5船舶分段的修補打磨船舶分段的修補打磨，基本上是分段制造的收尾工作。在這一時期，主要是對以上作業(yè)過程中遺留的問題進行修復。在修復過程中，焊縫上單個氣孔可直接修補,修補長度根據板材不同在30-50mm之間。當出現(xiàn)多個氣孔時,需進行碳刨,碳刨長度根據氣孔長度而定,最少不低于30mm,并且碳刨要刨到氣孔根部,打磨后焊接。咬邊深度小于0.8

18、mm時可以簡單的打磨處理即可，如果較深須加焊一遍后打磨；立角焊時出現(xiàn)咬邊可采取下滑焊接進行修補。咬邊修補長度要超過咬邊長度,并且根據板材不同最低不低于3050mm。此外，T型材、艙壁板等因為吊裝原因，經常會有一些吊裝時的吊具夾痕，如果較淺的話可直接打磨處理，較深時要進行焊接修補，修補完后進行打磨。當UT（超聲波探傷）、RT（射線探傷）出現(xiàn)不合格時必須先碳刨后焊接,根據顯示的缺陷深度決定碳刨深度。假如只有點狀缺陷,修補長度要達到100 mm，此種修補須對氣刨點打磨處理后焊接。氣刨位置不能超過3次，不然會降低板材的強度。丁字焊縫修補后要在丁字部位進行加焊。MT（磁粉探傷）,PT（滲透探傷）出現(xiàn)不合

19、格時，輕微的可進行打磨掉表面的裂紋。沒有很強的應力或板材相同時，裂紋一般不會延伸,但是圓形焊縫和不同材質間的焊縫有可能出現(xiàn)裂紋延伸,所以必須氣刨掉裂紋位置。對于包角缺陷修補可參照下圖：如圖1此情況要進行補焊修補；如圖2此情況要進行排疊點焊。 打磨注意事項及要點：打磨必須符合如下要求如圖所示；凸出部分必須打磨干凈所有結構的自由邊打磨至R2、缺口處修補后再打磨；焊縫成形不良處打磨光順，修補處打磨光順。打磨過程中對分段進行全面檢查，對于發(fā)現(xiàn)前道工序遺留的多于標準要求的，反饋前道工序修正。3船舶管電等舾裝件3.1管系封口基本要求隨著船舶建造質量要求的提高，針對目前管系安裝過程中，開口端沒能進行有效封堵

20、，造成分段沖砂等許多垃圾進入管路中，且沒有有效清理，產品進行調試或交船后，導致管路堵塞，設備受損，油、水受到污染。為保證后道工序水下調試周期，管端必須進行有效封堵。管件在領用時，應對管件端部封口進行核查，如發(fā)現(xiàn)管件封口未進行保護時，應該先核查管壁內是否有異物，如果沒有應立即進行有效封口，防止雜物入內。如發(fā)現(xiàn)管壁內有污垢、鐵銹，應立即通知相關人員，必須表面處理合格后才能夠領用安裝。對清潔度要求高的燃油、滑油、壓縮空氣、液壓管等管系的封口管子，應安裝一頭開封，未安裝的封口嚴禁隨意拆封。待管路安裝完工后，應將分段上所有敞口管件進行有效封口。如果管路的開口端是法蘭接頭，應采用圓鋼板（厚度一般610mm

21、）+螺栓固定形式封堵；套管或者光管的，采用鋼板點焊封口；管端如是螺紋接頭的，采用螺紋悶頭封口。此外，應加強對施工人員的教育，杜絕人為破壞封口現(xiàn)象的發(fā)生。3.2管件安裝的基本要求（1）管件安裝時應根據圖紙坐標尺寸進行安裝，現(xiàn)場不可隨意更改管子安裝坐標。（2）由于分段施工環(huán)境較差，且立體作業(yè)，因此必須注意管子的清潔工作，既要防止異物落入管內，同時，要防止管端封口漏拆，造成管路不通等現(xiàn)象。（3）鍍鋅管、酸洗管安裝時不準敲擊，也不準使用火焰加熱、烘彎。特殊情況下，DN60以下管徑的管子，烘彎之后必須立即用環(huán)氧富鋅底漆或其它等效涂層修補；DN60以上管徑如果烘彎之后，必須拆卸下來，表面重新處理。（4）管

22、子安裝時應橫平、豎直、整齊、固定可靠、美觀。（5）法蘭與法蘭連接時，接口要自然對準，不許用撬杠和夾具等強行對中；套管間連接應橫平、豎直，兩管對接后角度要保證180°。（6）管件安裝過程中，如發(fā)現(xiàn)管子與管子、管子與結構、管子與舾裝件相碰等問題，應及時反饋產品主管及相關技術員，現(xiàn)場不可擅自進行修改。3.3管電支架的選用及安裝要求（1）U型螺栓管支架按固定型式分為滑動型、一般固定和緊固型，即A、B、C三種類型，其具體使用場合按系統(tǒng)的有關技術要求進行，見下圖所示：A型:滑動型 B型:一般固定型 C型:緊固型A型：凡是有溫度變化較大，管子需要移動伸縮的系統(tǒng)部位選用。如油艙內加熱盤管及加熱油艙內

23、的其它管子；B型：機艙等經常出入的區(qū)域選用；C型：凡是在管弄、非加熱區(qū)域等一般不常出入的區(qū)域選用。（2）支架表面處理：油類艙、柜內的管支架和管卡均選用酸性并涂防銹油；海水艙內或水類艙室內，以及其余部位的管支架和管卡均為熱鍍鋅。 （3）安裝過程中應先把組合支架根據圖紙坐標進行有效點焊定位，待相應管件到位之后再進行焊接，其余單支架安裝時也需根據圖紙要求安裝，現(xiàn)場施工時可以根據實際情況進行適當調整（但結構反面必須有加強）。（4）施工過程中發(fā)現(xiàn)管支架的形式與實際管子走向不符，應立即反饋產品主管及技術員，現(xiàn)場不可擅自進行修改。（5）支架焊接在油艙壁、水艙壁上的管支架應增加墊板。3.4管電墊片的種類與用途

24、墊片主要分為非石棉芳綸墊片、石墨復合增強墊片、石墨金屬纏繞墊片、聚四氟乙烯墊片、丁腈橡膠墊片、無毒硅橡膠墊片等。其中，非石棉芳綸墊片主要用于燃油、滑油、淡水冷卻、油艙柜的透氣、測量、注入等管系；石墨復合增強墊片主要用于主副柴油機排氣管、焚燒爐排氣管系；石墨金屬纏繞墊片主要用于蒸汽、凝水系統(tǒng)、鍋爐給水管系；聚四氟乙烯墊片主要用于壓縮空氣、CO2管系； 丁腈橡膠墊片主要用于艙底、壓載、消防、疏排水、海水冷卻、生活污水、水艙透氣管系；無毒硅橡膠墊片主要用于飲用水、熱水及日用淡水及相應水艙的透氣、測量、注入系統(tǒng)。3.5管電附件安裝的基本要求現(xiàn)場安裝管電附件時首先要根據圖紙標注規(guī)格進行選用安裝，特別是截

25、止止回閥安裝時要根據圖紙標注閥件流向進行安裝（現(xiàn)預裝分段截止止回閥閥向均有進出口連接管標注），安裝過程中如發(fā)現(xiàn)圖紙中閥件沒有閥向的應立即反饋產品主管及技術員，現(xiàn)場不可隨意安裝，給后道工序造成不必要的麻煩。附件安裝結束之后，對于進口閥件、蝶閥、閥組及液流觀察器等附件必須進行有效保護，防止結構沖砂過程中損壞。3.6管電焊接的基本要求及注意事項（1）結構端部區(qū)域大口徑管子焊接應采取防止焊接變形的措施并按有關焊接工藝要求進行；（2）焊接區(qū)域的鐵銹、氧化皮、油污、水分和其它污物，必須清除干凈，并保持清潔和干燥才能夠施焊；（3）主甲板區(qū)域管件焊接前要確認是否開設坡口，對未開設坡口的位置不允許焊接；（4）管

26、、電件點焊、焊接時，要在結構的馬板或要拆除的扶強材上引弧，不可在結構、管件上進行引??；（5）套管焊接前，四周進行有效的點焊，確保套管焊接后不彎曲。3.7管電預裝完工后的清理分段管電預裝結束之后，要對分段進行有效清理，保證施工結束之后分段上不能夠在出現(xiàn)管件、附件等材料。分段上多余的附件要進行分類歸放，對需要使用的附件放置到另外分段上繼續(xù)使用，不能夠使用的附件按照公司要求進行退還到倉庫并備注清楚原因。結束語隨著經濟的發(fā)展需要，散貨船仍將占據很大一部分市場。但在世界大的經濟環(huán)境下，經濟危機的影響仍未消除，船舶制造業(yè)仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。就目前而言，部分船舶制造企業(yè)已經面臨虧本生產了，船東將船舶價格壓低的同時，反而對船舶質量的要求更高了。在這時，降本增效，提高產品質量成為企業(yè)一再強調的重點。在實際生產中，必須嚴格遵守制造工藝來提高產品的質量，以此來贏得船東對公司的認可。除此之外，在提高質量的同時，應該理論與實踐相結合，不斷完善技術資料，確保生產的正確性，避免返工。完善下料信息，減少因技術錯誤帶來的下料錯誤，從而減少材料的浪費。另外，對用于分段支撐用的角鋼等，應注意回收，重復利用，以減少成本。有了公司全體上下的努力，相信我們集團的明天將更加輝煌。致 謝轉眼間三年的大學生活即將結束，在這里我要向所有給予我關懷和指導的老師、同學以及公司同事說一聲謝謝。 首先感