船舶工程（船體方向）專業(yè)畢業(yè)論文—集裝箱船大合攏過程中的工藝方法及改進(jìn)40038

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1、 ?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)題目：集裝箱船大合攏過程中的工藝方法及改進(jìn) 系 部： 專 業(yè)： 船舶工程（船體方向） 班 級(jí)： 2011年6月4日 3 目 錄 摘 要 II Abstract III 1 緒論 1 2 分段上船臺(tái)合攏前技術(shù)要求 1 3 船

2、臺(tái)準(zhǔn)備 1 4 大合攏工藝 2 4.1 雙層底分段合攏 2 4.2 舷側(cè)分段合攏 3 4.3 甲板橫艙壁分段合攏 3 4.4 機(jī)艙上、下平臺(tái)分段合攏 3 4.5 艏、艉部分的總段合攏 3 4.6 艙口圍分段合攏 4 4.7 上層建筑 4 5 大合攏焊接 4 5.1 焊接方法的選擇 4 5.2 焊接順序 5 5.3 焊接注意事項(xiàng)及焊后檢查 6 6 大合攏工藝要求 6 7 船舶大合攏改進(jìn)措施 7 7.1 采用先進(jìn)的大合攏建造法 7 7.2 采用分段無余量合攏精度控制工藝 8 結(jié) 論 9 致 謝 10 參 考 文 獻(xiàn) 11

3、 摘 要 隨著世界經(jīng)濟(jì)的逐步恢復(fù)穩(wěn)定,各行各業(yè)也都漸漸走上了復(fù)興的道路.船舶行業(yè)也逐漸擺脫經(jīng)濟(jì)危機(jī)的困擾,開始蓬勃地發(fā)展.造船是一個(gè)龐大的工程,也是一項(xiàng)需要高新技術(shù)的產(chǎn)業(yè),在這么浩大且復(fù)雜的工程當(dāng)中,我們需要用先進(jìn)的工藝方法來提高生產(chǎn)效率和準(zhǔn)確性。集裝箱船大合攏過程中常常會(huì)出現(xiàn)垂直度不夠好，船臺(tái)中心線與分段中心線不一致和裝配的精度不夠準(zhǔn)確等問題。而本文主要講述了傳統(tǒng)的總段建造法的工藝方法和不同的建造法的探討以及采用分段無余量來控制精度的改進(jìn)措施。 關(guān)鍵詞 :分段大合攏；工藝方法；工藝要求；焊接；改進(jìn)措施

4、 Abstract With the world economy is gradually restore stability and professions also gradually on the road of Renaissance. Ship industry also gradually from the economic crisis, began to vigorously develop. Shipbuilding is a huge project, but also a need hi-tech industry, in such a vast and com

5、plex engineering,we need using promoted technology methods to raise the efficiency and accuracy of produce. The process of container ship gathers up will rsise the problems of verticle is not good enough ,shipways center line is not match with the center line of blocks and accuracy is bad .However

6、,this article mainly described the technology methods of traditional general block building ,researching for different building ways and the inprovement way that controls accuracy . Keywords: gather up, workmanshop method, requirement, welding, inprovement steps

7、 1 緒論 當(dāng)今國內(nèi)外先進(jìn)的造船業(yè)都以高效率和高質(zhì)量造船為理念，作為一個(gè)研究項(xiàng)目，投入大量人力，物力對(duì)造船各工序進(jìn)行探索，研究，尋求一套適用于本企業(yè)造船工藝流程的造船手段。而船體大合攏過程中的工藝方法和改進(jìn)措施無疑不是各船舶企業(yè)研究的重點(diǎn)。因?yàn)橹挥辛己玫暮拖冗M(jìn)的合攏工藝方法才能實(shí)現(xiàn)高效率和高質(zhì)量的造船。船體總段大合攏方法，包括合攏前的工藝準(zhǔn)備、合攏的工藝過程、防變形手段和質(zhì)量控制以及環(huán)形焊縫的焊接等。通過合理的合攏工藝造船，船臺(tái)可以快速搭載，最大地縮短船臺(tái)建造周期，提高船舶建造質(zhì)量。然而，相對(duì)于別的船舶合攏，集裝箱船的船體合攏有著自己的特點(diǎn)。我們只

8、有運(yùn)用好分段合攏工藝方法同時(shí)不斷改進(jìn)和創(chuàng)新才能成更高效率更高質(zhì)量的造船。 本文將介紹集裝箱船大合攏的工藝方法，包括合攏前后的技術(shù)要求等。同時(shí)介紹幾種大合攏先進(jìn)的建造方法。 2 分段上船臺(tái)合攏前技術(shù)要求 (1)分段裝焊基本完工。 (2)分段預(yù)舾裝裝焊完畢。 (3)分段中密閉艙室的密性試驗(yàn)完成。 (4)分段內(nèi) 焊接經(jīng)檢驗(yàn)符合要求，分段合攏口應(yīng)預(yù)留500mm緩焊區(qū)，待分段合攏完畢后再燒此處電焊，以利于構(gòu)件對(duì)位時(shí)微調(diào)。 (5)分段局部變形或缺陷經(jīng)校正或修補(bǔ)完畢。 (6)分段按涂裝工藝要求涂裝完畢。 (7)經(jīng)船東和船級(jí)社驗(yàn)船師認(rèn)可。 3 船臺(tái)準(zhǔn)備 (1)船臺(tái)合攏區(qū)需勘劃船

9、臺(tái)中心線、肋位線、肋骨檢驗(yàn)線,見圖1-1。 圖1-1 船臺(tái)定位線 (2)用激光經(jīng)緯儀在船臺(tái)中心線槽鋼（或扁鐵）上堪畫船臺(tái)中心線，并打上沖印，用色漆標(biāo)示，黑漆作底，白漆劃線，中心線偏差1mm之內(nèi)。 (3)在船臺(tái)中心線槽鋼上逐檔或間隔五檔畫出肋骨位置線，并用色漆標(biāo)上肋位號(hào)。 (4)在船臺(tái)的高度標(biāo)桿上畫出基線、水線、甲板邊線等全部理高度線，作為分段吊裝定位和檢驗(yàn)的依據(jù)。 4 大合攏工藝 4.1 雙層底分段合攏 在大接頭縫鄰近肋位中心線處設(shè)臨時(shí)剛性支撐，剛性支撐用20#槽鋼；使分段定位肋位檢驗(yàn)線對(duì)準(zhǔn)船臺(tái)上相應(yīng)的肋位檢驗(yàn)線；使分段中心線對(duì)準(zhǔn)船臺(tái)中心線；使分段船底基線高度與標(biāo)桿上相

10、應(yīng)的船底高度（龍骨檢驗(yàn)線）相符，并使分段縱向保持水平；校驗(yàn)分段橫向狀態(tài)，使之左右保持水平；劃割余量，二次定位，合攏雙層底分段應(yīng)與上一雙層底分段相對(duì)應(yīng)的板材、構(gòu)件平齊、光順連接。如果有不能對(duì)齊的結(jié)構(gòu)，則要采取措施進(jìn)行修正，并保證合攏分段與上一分段所有結(jié)構(gòu)之間都能有效的、光順連接。 分段核對(duì)定位后，將其在船臺(tái)上固定拉牢。在大接頭處設(shè)置平馬板。平馬板間距為400~500mm，再進(jìn)行結(jié)構(gòu)裝焊。（其它分段大接頭縫處也按此要求設(shè)置平馬板） 4.2 舷側(cè)分段合攏 使舷側(cè)分段前后位置與雙層底分段的肋位一致；使分段定位水線與標(biāo)桿上的線檢驗(yàn)線一致；校驗(yàn)分段橫向狀態(tài)，使之左右保持水平；劃割余量、二次定位，合

11、攏舷側(cè)分段應(yīng)與上一舷側(cè)分段及上一雙層底分段相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)平齊、光順連接。如果有不能對(duì)齊的結(jié)構(gòu)，則要采取措施進(jìn)行修正，并保證合攏分段與相連的兩個(gè)分段所有結(jié)構(gòu)之間都能有效的、光順連接。 分段核對(duì)定位后，用定位焊接與雙層分段固定，保證舷側(cè)分段上口的半寬值和高度值，并進(jìn)行加強(qiáng)。 4.3 甲板橫艙壁分段合攏 使甲板分段前后位置與內(nèi)底板或舷側(cè)分段上的相應(yīng)肋位線一致； 使甲板中心線與內(nèi)底板上的中心線一致；使分段定位水線與舷側(cè)分段上的相應(yīng)水線及標(biāo)桿上的相應(yīng)水線一致；校驗(yàn)分段橫向狀態(tài)，使之左右保持水平。 劃割余量、二次定位，合攏甲板分段應(yīng)與上一舷側(cè)分段（左、右）及上一雙層底分段相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)平齊、光順連

12、接。如果有不能對(duì)齊的結(jié)構(gòu)，則要采取措施進(jìn)行修正，并保證甲板分段與相連的分段之間所有結(jié)構(gòu)都能對(duì)齊、無錯(cuò)位、光順連接； 分段核對(duì)定位后，用定位焊接與雙層分段及舷側(cè)分段固定，在艙壁向尾向加斜支撐固定。 4.4 機(jī)艙上、下平臺(tái)分段合攏 使分段前、后位置與機(jī)艙雙層底的相對(duì)應(yīng)的肋位線一致；使平臺(tái)中心線與內(nèi)底板上的中心線一致；校驗(yàn)分段橫向狀態(tài)，使之左右保持水平；使分段的型寬與船臺(tái)上的型寬位置保持一致；保證分段的平臺(tái)高度；劃割余量、二次定位，合攏分段應(yīng)與上一舷側(cè)/機(jī)艙平臺(tái)分段（左、右）及上一雙層底/機(jī)艙平臺(tái)分段相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)平齊、光順連接。如果有不能對(duì)齊的結(jié)構(gòu)，則要采取措施進(jìn)行修正，并保證合攏分段與相連

13、分段之間所有結(jié)構(gòu)都能對(duì)齊、無錯(cuò)位、光順連接。分段核對(duì)定位后，用定位焊接與雙層分段或上一平臺(tái)分段及舷側(cè)分段固定。 4.5 艏、艉部分的總段合攏 使分段前后位置線與船臺(tái)上的定位肋線一致；使分段上的甲板或平臺(tái)中心線與船臺(tái)中心線一致；保證左、右水平并控制型值高；劃割余量、二次定位；考慮軸、舵系的定位要求，分段合攏時(shí)應(yīng)參照于拉尾軸中心線和舵中心線為基準(zhǔn)定位分段及對(duì)合攏縫兩邊相連結(jié)構(gòu)的修正。拉線架應(yīng)牢固固定，鋼絲應(yīng)與船體中心線重合或平行，允許偏差1mm。軸中心線與舵中心線相交度不大于3mm，兩線垂直度不大于1mm/m。 4.6 艙口圍分段合攏 使艙口圍板前后位置線與主甲板上的相對(duì)立的肋

14、位線一致；使艙口圍板中心線與主甲板上的中心線一致；左、右水平，保持高度和寬度尺寸；劃割余量、二次定位。為了保證艙口圍的安裝精度，除了按常規(guī)劃好結(jié)構(gòu)線之外，還需在艙口圍兩端各設(shè)4根角鐵支柱，沿縱橫方向拉鋼絲線，保證四角水平，根據(jù)鋼絲線定艙口圍高度，劃線切割余量。 4.7 上層建筑 上層建筑整體吊裝。在吊裝過程中要保證上層建筑中心線與艉樓甲板中心線相一致，上層建筑的兩翼不能超出船的兩舷。 5 大合攏焊接 5.1 焊接方法的選擇 （1）大合攏時(shí)甲板和雙層底內(nèi)底板對(duì)接，采用CO2陶瓷襯墊焊打底，埋弧自動(dòng)焊蓋面的焊接方法； （2）在船體中部、船體底部、舷側(cè)外板采用CO2陶瓷襯墊焊；

15、（3）在船艏部和艉部線型變化較大部位，采用CO2氣體保護(hù)焊進(jìn)行焊接，在密閉和狹小空間不能采用CO2保護(hù)焊的部位采用手工電弧焊（低氫堿性焊條施焊）； （4）大合攏處甲板縱桁、船底縱桁、中內(nèi)龍骨和舷側(cè)縱桁對(duì)接采用CO2陶瓷襯墊焊； （5）大合攏處甲板縱骨、船底縱骨對(duì)接可采用CO2陶瓷襯墊焊，也可采用先焊縱骨內(nèi)面進(jìn)行氣刨后再焊外面，保證焊透。 5.2 焊接順序 先焊分段之間的殼板對(duì)接焊縫，再焊其結(jié)構(gòu)間的對(duì)接焊縫，再焊結(jié)構(gòu)與殼板的角焊縫。先焊立角焊，后焊平角焊。手工焊時(shí)，對(duì)較長的焊縫應(yīng)采用分中對(duì)稱分段退焊法。大合攏焊逢裝板根檢合格后，應(yīng)在24小時(shí)內(nèi)進(jìn)行焊接。雙層底分段合攏時(shí)，焊接順序?yàn)橄群竿?/p>

16、底板對(duì)接縫，后焊內(nèi)底板對(duì)接縫，再焊構(gòu)架對(duì)接縫，最后焊構(gòu)件的角焊縫。舷部甲板分段合攏后，舷部與底部分段縱向大焊縫的焊接應(yīng)在肘板安裝結(jié)束后才能進(jìn)行，其焊接順序?yàn)橄群赶喜颗c底部的縱向焊縫，然后焊肘板的角焊縫，最后焊內(nèi)底邊板與外板的角焊縫，舷部分段與相鄰分段的合攏縫，應(yīng)待相應(yīng)的甲板分段安裝后才能焊接。肋骨、艙壁等結(jié)構(gòu)靠近大接縫的角焊縫，一般應(yīng)在大接縫焊完后進(jìn)行焊接。 總段環(huán)形接縫焊接時(shí)，應(yīng)由雙數(shù)焊工在船的左右同時(shí)對(duì)稱施焊。總段環(huán)形接縫的典型焊接程序見圖1-2。 A

17、

18、 圖 a） b） 圖1-2總段環(huán)形接縫的焊接程序 a） 單底總段 b)雙層雙舷總段 注：圓圈表示焊工及其焊位，數(shù)字1，2表示焊接順序 5 5.3 焊接注意事項(xiàng)及焊后檢查 （1）焊工必須持有相應(yīng)等級(jí)合格證書方可進(jìn)行大合攏焊接； （2）所選用的材料應(yīng)與船體結(jié)構(gòu)鋼材等級(jí)； （3）雨、霧天進(jìn)行焊接工作時(shí)，必需有一定的防雨設(shè)施和烘干措施。 （4）所有焊接材料必須經(jīng)過烘干處理，低氫焊條焊接一律使用保溫桶保溫。CO2氣體保護(hù)焊時(shí)必須設(shè)

19、置防風(fēng)措施，焊前坡口及打磨清潔工作需經(jīng)報(bào)驗(yàn)認(rèn)可，焊接部位的表面應(yīng)保持清潔、干燥、無銹、無氧化皮和無油脂。 （5）船臺(tái)合攏縫焊接應(yīng)在分段大接縫的分段定位及加強(qiáng)結(jié)束后，才能對(duì)已合攏分段合攏縫焊接，同時(shí)應(yīng)采取有效的控制上翹變形的措施。外殼板馬板批磨補(bǔ)時(shí)不得低于母材，所有定位焊與板一律施焊在內(nèi)部，保證外表美觀。 焊后應(yīng)認(rèn)真清除焊縫及兩側(cè)的焊渣及濺物，并對(duì)焊縫進(jìn)行報(bào)檢。根據(jù)《X光片位圖》和LR規(guī)范進(jìn)行無損檢測。 6 大合攏工藝要求 合攏甲板分段必須測量甲板中心線是否與底部中心線對(duì)齊。后續(xù)分段合攏時(shí)必須檢查前后合攏分段，基線調(diào)平后才能繼續(xù)合攏。為了確保結(jié)構(gòu)連續(xù)，大合攏應(yīng)確保結(jié)構(gòu)對(duì)位精度偏差要求小

20、于(t/3)+4，t為對(duì)接為板材的厚度。艉部分段上船臺(tái)定位時(shí)應(yīng)檢查軸線和舵線。 主體分段合攏時(shí)，甲板、內(nèi)底板、縱壁的對(duì)接縫，采用CO2單面焊雙面成形。定位焊焊材必須同主焊縫焊接材料相同，否則應(yīng)在正式施焊前清除干凈。合攏用的定位碼應(yīng)與焊縫成600-750夾角，清除時(shí)應(yīng)徹底打磨光順但不得損傷母材。主體合攏時(shí)環(huán)形焊縫盡可能對(duì)稱施焊。所有大合攏焊縫均須做密性試驗(yàn)后才能油漆。 船臺(tái)合龍過程中，各分段的定位肋位線與船臺(tái)上相應(yīng)的定位肋位線間距誤差≤3mm。機(jī)艙雙層底合攏時(shí)應(yīng)注意測量左右舷水平度，主機(jī)座座板的水平度公差小于5mm。艏、艉部分段合攏時(shí)應(yīng)以首、尾端點(diǎn)位置作定位基準(zhǔn)，并應(yīng)計(jì)及反變形及焊接收縮的影

21、響。 7 船舶大合攏改進(jìn)措施 7.1 采用先進(jìn)的大合攏建造法 （1）采用水平建造法：在船臺(tái)上先將船底分段裝焊完畢，再向上逐層造船方法如圖 1-3。 圖1-3 水平建造法 （2）采用塔式建造法：建造時(shí)以中間偏后的底部分段為基準(zhǔn)分段先吊上船臺(tái)定位固定，然后向首尾和兩舷，自下而上依次吊裝備分段，其安裝方法較簡便，有利于擴(kuò)大施工面和縮短船臺(tái)周期（見圖1—4）。 圖1-4 塔式建造法 （3）采用島式建造法：就是將船體劃分為2～3個(gè)建造區(qū)（簡稱“島”），每個(gè)島選擇一個(gè)基準(zhǔn)分段，按塔式建造法的施工方法同時(shí)進(jìn)行建造，島與島之間用嵌補(bǔ)分段連接起來（見圖1-5）。

22、 圖1-5 島式建造法 （4）采用串聯(lián)建造法：當(dāng)?shù)?艘船在船臺(tái)末端建造時(shí)，第2艘船的尾部在船臺(tái)前端同時(shí)施工，待第1艘船下水后，便將第2艘船的尾部移至末端，繼續(xù)安裝其他分段，形成整個(gè)船體。與此同時(shí)，可在船臺(tái)前端開始第3艘船尾部的施工（見圖1-6）。 圖1-6 串聯(lián)建造法 7.2 采用分段無余量合攏精度控制工藝 開始建造時(shí)，船體各分段為反造狀態(tài)，內(nèi)底鋪板在下，船底板在上；在內(nèi)底鋪板劃結(jié)構(gòu)線同時(shí)劃出兩端余量切割線，在合攏口兩端向內(nèi)取２００ｍｍ作十字檢驗(yàn)線；建造船體分段，造好后將船體分段進(jìn)行翻身；翻身后，以內(nèi)底鋪板為水平面調(diào)整四角水平，內(nèi)底鋪板平面度應(yīng)控

23、制在一定范圍以內(nèi)；在兩端合攏口肋位方向，勘劃出長度方向檢驗(yàn)線，打上洋沖做好標(biāo)識(shí)；同時(shí)劃出分段環(huán)行合攏口余量切割線和切割檢驗(yàn)線；再進(jìn)行切割，并在合攏口相鄰的板材上做好二氧坡口；所有分段切割后，上船臺(tái)，進(jìn)行合攏。本發(fā)明通過無余量精度控制，省去了預(yù)合攏－切割－二次合攏的過程，使整個(gè)船體建造周期大大的縮短，提高勞動(dòng)效率，增加企業(yè)效益。 結(jié) 論 綜上所述，集裝箱船舶分段大合攏是一個(gè)復(fù)雜的工藝過程，工藝方法應(yīng)該熟練掌握，而在掌握合理的工藝方法的同時(shí)也要不斷尋求創(chuàng)新，努力研究出一套更適合集裝箱船體大合攏的工藝方法，使建造的效率更高，建造的質(zhì)量更好！ 致 謝 衷心感謝船廠領(lǐng)導(dǎo)及船廠工程師對(duì)我的大力支持，同時(shí)特別感謝劉老師對(duì)我的辛勤指導(dǎo)。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 葉家瑋.現(xiàn)代造船技術(shù)概論.廣州:華南理工大學(xué)出版社,2001. [2] 陳冰泉.船舶及海洋工程結(jié)構(gòu)焊接.北京:人民交通出版社,2001. [3] 華乃導(dǎo)：船體修造與工藝.大連海事大學(xué)出版社，2000. [4] 王鴻斌：船體修造工藝.人民交通出版社，2006. [5] 王承權(quán).船體結(jié)構(gòu)的焊接變形.北京:國防工業(yè)出版社,1978. [6] 陸偉東.船舶建造工藝.上海:上海交通大學(xué)出版社.