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a我姒彳俺看我街膺防JIANGSU MARITIME INSTITUTE专科毕业设计（论文）（论文）设计题目：基于PSPC标准50500DWT化学品船船体大合拢工艺系 部：船舶与港口工程系专 业：船体工程方向班 级：船体091303姓 名： 孟建庆 学 号： 093701130324指导教师：胡杰职称：讲师2012年5月目录目录1摘 要.II1引言11.1现代造船模式11.2课题简介12 船台总段大合拢的工艺准备23 船体总段大合拢工艺34 应对PSPC标准船体大合拢作业改进措施44.1涉及压载舱区域总段组合方案优化 44.2大型总段运输工装64.3精度管理方案74.4涂层保护措施104.5外板项目作业要求114.6卡码的使用规范114.7关注重点13总结16参考文献19摘要由于国内船舶生产各种因素的不同，导致了国内现造船企业的发展规模和发展路线 的不同，其主要原因在于精度造船和总装造船的细节。无余量合拢的好坏直接影响到船 体成形的精度系数，解决问题的关键是以适当的加放补偿量来弥补其缺陷，船舶企业在 客观建造条件下，最大化地扩大分段无余量建造程度，改善与提高中合拢的工艺技术及 各部门之间的管理协调，将解决分段造船的普遍性问题，对于船舶的精度控制、预舾装、 造船成本以及造船周期将有很大改善。PSPC标准的出台又为我国的造船企业提出了更大的挑战，课题将针对50500DW（C） 化学品船的大合拢工艺方面进行改革，并对无余量建造和各部门之间的协调管理进行一 定的实践。关键词：船体；无余量；建造中合拢工艺；无余量分段总装大合拢、船体成型精度控制； PSPC标准；1引言大合拢的好坏直接影响到船体成形的精度系数，解决问题的关键是以适当的加放补 偿量来弥补其缺陷，船舶企业在客观建造条件下，最大化地扩大分段无余量建造程度， 改善与提高中合拢的工艺技术及各部门之间的管理协调，将解决分段造船的普遍性问 题，对于船舶的精度控制、预舾装、造船成本以及造船周期将有很大改善。随着造船业 的发展，国内各造船厂都已进入了精度造船的时代。无余量建造技术是精度造船的重要 组成部分。现代造船模式做了如下定义：以统筹优化理论为指导，应用成组技术原理， 以中间产品为导向，按区域组织生产，壳舾涂作业在空问上分道、时问上有序，实现设 计、生产、管理一体化，均衡、连续地总装造船”。由于分段全部是无余量总装、无余 量上船台合拢、无余量下船坞合拢，这样对无余量分段合拢时的找正定位的精度要求很 高，一旦控制不好，就会直接影响船体成型的精度。对现代造船模式的认识，指明了建 立现代化造船模式应达到的目标。一直以来，各造船企业都以此为目标，不懈地改善自 己的造船模式，提高自身的造船能力。其中，造船精度管理是现代造船模式中的一个重 要特征和关键技术。1.1现代造船模式现代造船模式体现船舶产品的设计思想、建造策略和管理思想的系统的组合，应用 了先进的工程技术和科学管理方式，其中以成组技术理论为基础，以中间产品为技术导 向，实现造船效率高，质量优和安全水平高的不段提高。简单的说，传统的造船模式， 其基本设计原则是解决“造怎样的船”。而现代的造船模式在解决造怎样的船”的同时 还需解决“怎样造船”的问题。中国造船工业经过二十多年的，特别是近几年的飞速发展，模式和技术层面上都有 了质的飞跃。但尽管如此，中国造船产业总体相对于那些造船大国在服务、技术明显处 于劣势，在这种情况下，提高生产效率、提高产品质量将成为我国造船企业的发展方向。1.2课题简介所谓化学品船应当被定义为液货船，就是建造或改装用于运载各种有毒的、易燃的、 易发挥或有腐蚀性化学物质的货船。典型的船型是：双底、双舷、有一个连续的主甲板、 有艏楼和艉楼、球首、球尾、带首侧推。50500 DWT(C)化学品船的分段无余量建造和大合拢工艺，它不仅工艺复杂，结构特点是货油舱为双层底、双舷，而且甲板骨架设置在 甲板上，纵横舱壁均采用槽形舱壁，使舱内形成无骨架结构，以满足特涂的要求。而且 现代化科技水平要求较高，在整个设计中有着非常重要的地位。PSPC 的英文全称是 performance standard of protective coatings。所有类型船 舶专用海水压载舱和散货船双舷侧处所保护涂层性能标准。本标准规定了对msc215（82） 通过的solas第2-1条所述日期或以后签订合同、安放龙骨或交船的不小于500总吨的 所有类型船舶专用海水压载舱和船长不小于150m的散货船双舷侧处内保护涂层的技术 要求。2006年12月8日，国际海事组织正式通过所有类型船舶专用海水压载舱和散 货船双舷侧处所保护涂层性能标准（PSPC），标准的出台又将船舶生产推向一个改革 的高潮，面对压载舱涂层保护新标准，谁能最快适应，谁将占得先机。中国造船界如果 不跟紧国际造船的标准，依旧闭门造船，有可能再次拉大与世界造船强国的差距。本次研究主要内容是应对PSPC标准船体大合拢作业的改进等方面。50500 DWT（C） 化学品船的分段无余量建造和大合拢工艺的研究，将对其建造周期及造船成本提供主要 依据。此次的研究可以让我很好的掌握大合拢的每一个环节，及其短板，对今后的学习 和工作有着非常重要的意义。2船体大合拢工艺2.1船台总段大合拢的工艺准备1）准备移动总段的设备。根据船厂的条件，可采用船台小车、吊车、行车（车间内） 等设备移动总段。2）准备测量仪器。精确性的仪器有设定的标杆、水准仪（或经纬仪）、卷尺等。3）总段定位用工具。花兰螺丝、吊线锤、千斤葫芦、千斤顶、墩木等均可调整定位。图2-1船台肋骨检验线槽钢4）船台勘划定位线。船台合拢区需勘划船台中心线、肋位线、肋骨检验线，见图5）总段上勘划定位线。总段上须有肋骨检验线、水平检验线和总段船底中心线，见 图。图2-2测量205总段合拢时的移动距离A6）准备必要的技术资料。2.2船体总段大合拢工艺检验肋骨检验线和水平检验线以及基准总段装焊、矫正完工、两端接头切割到位（不 留余量）合格后，移动或吊运总段全船台找正定位，见图。1）吊装后续总段。将后续总段（205）吊至船台合拢位置，合拢定位操作在204总段 和205总段大接头位置留有一定空隙。2）后续总段第一次定位。（1）总段船底中心线定位。用吊线法左右移动调整后续总段（205）首尾船底、甲板中 心线和船台中心线一致;(2) 总段船底中心线和水线标高调整定位：用软管水平仪或水准仪和标杆测后续总 段(205)首尾船底中心线和水线标高，高低移动调整至与设定的标高或基准线一致；(3) 总段左右水平定位：用软管水平仪测后续总段(205)首尾两舷水平检验线，调整 至左右水平。以上调整定位的方法相互制约，需经反复调整和测量后方能达到要求。掌 握方法后，往往一次调整成功，合拢时间大大缩短。3) 后续总段(205 )第二次定位。(1) 移动后续总段(205)。用花兰螺丝或船台小车将后续总段移动距离A，使基准总 段和后续总段对接落位。(2) 对接后第二次定位。定位方法同一。平移后续总段，位置改变不大，较第一次 易于调整定位。5) 装配大接头区域的焊缝。总段第二次定位后进行接头区焊缝的局部修割和装配、 点焊固定。装配时点焊需在船壳外部。6) 散装大接头区域内的内部散装构件。4应对PSPC标准船体大合拢作业改进措施所有类型船舶专用海水压载舱和散货船双舷侧处所保护涂层性能标准的通过预 示了 PPSPC标准建造的时代，PSPC重点在于保护涂层，不满足标准要求将必须进行二 次打砂涂装，针对这一标准我国现在的技术难点和影响：1.涂装工艺设施不足，2.延长 造船周期，3.加大建造成本，4.缺少合格的涂层检查检验人员，5.检测、试验设备和 能力落后，因此船体大合拢根据PSPC的标准而改进已成为当务之急。4.1涉及压载舱区域总段组合方案优化针对50500DWT(C)化学品船模拟PSPC标准要求建造对涂层保护要求，针对总段组 合的最大化作为总段组合策划的主导思想，制定相应的优化措施。4.1.1作业工序调整根据PSPC标准区域总段全部实施先分段完工后直接进入总段组合作业，总段组合 完成交验后再进行总段涂装作业。4.1.2破损焊缝预见性技术调整以舾装件完整及舱室完整为基础进行总段策划，每个舱尽可能不超过2条环缝大合 拢作业焊缝，将破损率进行技术性均分，避免某一个舱集中破损造成超标，总段涂装前 基本上达到舾装件完整状态。4.1.3区域舱室优化组合以涂装前区域性完整为主导要求，尽可能减少涂装后的施工作业覆盖面，以实现对 涂层保护的最大化，结合4.2. 2破损焊缝预见性调整因素，对全船区域进行总段组合 范围划分：(1) 外区底部区域：组合为 GD31、GD2、GD3S、GD5P、GD5S、GD8、GD10、GDllP、 CD12等9个总段；(2) 外区旁板区域：组合为 GslP/S、GS4P，S、GS7P/S、GS10P / S、GS13，S 等 5 对旁板总段；(3) 机舱区域：组合为G3D31P、G3D31S共2个总段；(4) 艉尖舱区域：为G2D41总段:(5) 艏尖舱区域：为GD15、G2D51共2个总段。涉及PSPC标准要求的区域设置成 24个总段，具体见图图4-1总段组合及搭载流程图4.2大型总段运输工装总段大型化组装及先组后涂工艺工序改革后，对型线比较大的艏尖舱区域总段GD15、G2D51，机舱区域GD31，艉部区域G2D41总段需设置专用运输工装，以GD15为 模型进行工装设计，门架规格使用跨度为8 m、负荷50t的门架，见图。NH 4LaiE)图4-2 Gd15总段运输工装4.3船体合拢改进作业4.3.1搭载过程中的精度控制PSPC标准要求涂层保护必须实施精度管理。总装阶段控制，主要是对船坞大合拢 断口数据对合及对余量的地面切割工作，减少对接开刀或余量切割带来的涂层破损，该 船断口数据对合，主要采用预搭载方式进行控制，余量地面预切割则采用预搭载和模拟 搭载两种方式进行控制。组装精度控制(1) 底部分段组合：大接缝处的焊接收缩量一般在2.4 mm，考虑到分段切割完余量 后不能完全拉靠(一般空5 mm)，定位时大接缝位置的肋距公差控制在0 +5mm左右， 不考虑收缩问题。BG段定位时断口角尺与D段断口角尺平齐，BG段在组装过程中将平 台定高。10 mm，弥补支撑墩木下沉的影响。底部总段前后断口不留补偿量，实际的焊 接收缩量仅2, 4mm，装配间隙可以作为补偿。整体端面以齐口处理，并且画出100 mm 检查线及余量切割线，切割余量误差控制在3 mm以内。(2) 旁板分段组合：重点控制旁板的平直度，以外板为定位基准点，内壳板作为参 考。断口肋距的控制与对应的底部分段相一致，控制在05 mm，避免与底部段对接后 结构错位。同时分段的长度与对应底部分段长度必须控制一致。旁板与BG段对接缝的 焊接收缩量同样在4 mm以内，旁板的下口不留补偿量，由于总段不可能完全按理想状 态到位，所产生的装配间隙即在0. 5 mm，可以抵消焊接收缩量。所以无论是旁板段的 下口还是BG段的上口都不留补偿量另外在旁板余量划线时，将旁板前后、下口余量全 部划出，包括内壳板、肋板、横槽壁，遗漏任何一项都将影响总段的余量切割效果，增加油漆破损面积。4.3.2预搭载作业方案(1) 外区底部组合：GD2、GD3S及GD5P、GD5S、GD8、GD10由于受场地和分段供应 时机影响分两个单元在1#预装场按预搭载模式进行总段组合作业，见图3。图4-3外区底部组膈图(2) 外区旁板总段组合:GslP、Gs4P、Gs7、GsloP整体在靠近400 t龙门吊机场地 进行预组合作业，见图4。(3) GD 1总段组合：GD1总段中的D31、S31P / s组合完成后，将3D31与S31进行吊 装组合，s3 1与3D3 1对接定位后按装配作业程序装好卡码，然后吊装2D31分段进， 将余量切割完成后卸下来；D1、BC1P，S组合完成后，GD2进棚涂装前运至GD1组装场江苏海事职业技术学院2012届专科生毕业设计(论文) 地，进行拉靠预组合，见图5。图4-4 Gd1总段组合(4)艏尖舱区域总段，GD15总段预组合：3D51分段吊装定位后，将2D51分段吊装预组合，数据调整及余量切割完成后，将2D51卸下，见图6。图4-5Gd15总段预组合GD15总段电焊作业基本完成后运GDl2(P)、GDl2(S)位置对GD15+BC15P / s与D14+BG14P, S对接环形端口进行预组合。4.4涂层保护措施涂层保护工作集中在总段涂装作业后，所以施工策划规定，凡涉及到压载舱区域的 总段作业均实行先组后涂工艺，总段交付涂装前完成焊缝抽真空密试工作及火工作业， 大合拢断口的焊接变形矫正作业也已经结束，比如BG段上口的背烧矫正作业在总段交 付涂装之前完成。4.4.1吊运转场对涂层的保护措施(1) 分段/总段运输时，必须在分段，总段与车体接触之间垫好木板，木板面铺上 防护膜，保护涂层的同时注意运输安全；(2) 分段，总段吊装过程中，必须充分考虑钢丝绳的防护工作，分段在满足强度刚 性要求的情况下尽可能少加强，对预测可能挂碰区域考虑对钢丝绳进行包裹防护；(3) 分段/总段吊装之前必须对坞墩提前铺设防护膜，并敷好滑石粉；(4) 分段，总段吊装放置尽可能在未接触坞墩前进行靠位，减少拉移动作，保护外 板油漆。4.4.2施工作业对涂层的保护措施进行作业的大合拢缝需铺设三防布进行保护，焊缝两边各1 000 1 500 mm区域 位置需铺设防火材料，防止气割、气刨、焊接火花损坏涂层；具体区域安排如下：(1) 艏尖舱区域3D51平台全部使用防火材料铺设；(2) BG段平台位置全部铺设防火材料；(3) BGl进舱及BGl、BG2对接缝两边各1 000 mm位置均铺设防火材料；(4) 其他BG段对接均设置一个出入口，从入口到对接缝通道铺设防火材料，对接缝 两边各1 000 mm铺设防火材料，其他出口设置成应急出口，不作工作进出使用；(5) Sl、S15从工作孔到与机舱前壁、防撞舱壁整个通道铺设防火材料；(6) S3、S6、S9、S12从工作孔到对接缝处铺设防火材料，对各层平台从通道至接缝位置以及接缝两边各1 000 mm范围均需铺设防火材料；(7) SF41平台面，2D41、2D42各进人口至接缝处均铺好防火材料，为确保安全作业 及应急逃生该区域不设定进口；(8) 3D3l等压载舱部分平台面全部铺设防火材料。4.5外板项目作业要求外板作业的动火作业直接破损压载舱的涂层，所以需对外板作业进行完整管理。(1) 涉及到压载舱区域焊接作业的分舱标志、肋骨号标志、顶推标志、侧推标志、 公司名等标志在分段制作阶段由QC把关安装完整。；(2) 跨大接缝位置的标志的补装必须在总段组合完成后进涂装前完成；(3) 总段组装阶段主要工作是船名、港籍名安装，外底标志补装工作；艉尖舱区域 不设置任何拉码，牵拉耳环设置到艉楼甲板位置；(4) 外区的结构水线在总段组合阶段完成，以甲板(或平台)为基准勘划结构水线， 并按照要求堆焊标志；(5) 总段阶段完成肿水尺安装工作；(6) 总段阶段完成全船外板批、补、磨及火工作业项目。4.6卡码的使用规范4.6.1卡码对涂层破损计算卡码对涂层破坏计算单位为卡码与母材焊接端头往外延伸100 mm，见图。图4-6卡码对涂层破损计算面积4.6.2短码规格要求局部在破损范围，以此船短码长度200mm为准，目前的为250mm见图11。图4-7短码规格4.6.3长码规格要求长码长度规格以跨过对接口前后纵、横结构50 mm为准，一般肋距600800mm,长码的长度规格一般为700 一900mm。4.6.4卡码的使用布置要求(1)外区底都：为避免卡码进舱，因此主要在内、外底板非结构面处安装。(2)旁板区域：按计划SG2焊接卡码舷侧外板、内壳板均安装在压载舱的结构面， 未按计划组合的卡码装在非结构面进行CO2焊接作业;(3) 艏尖舱区域：原则上装在舱外;(4) 艉尖舱区域：卡码全部装在舱外。4.6.5卡码使用数量控制(1)P, S对接卡码使用：短码使用200mm/个，长码使用800 mm/个，长码：对接缝 实肋板横向对接位置，将实肋板与内底板/外底板缓焊角焊缝采用间断焊连接固定。图。图4-8 P/S对接卡码及前后分段对接图(2) 前后分段对接：纵向前后对接分段。纵骨与内底板、外板缓焊角焊缝装配阶段 进行间断焊，球扁钢预先采用短码装配。开好C02坡口(3) S段等其他区域同上。4.7关注重点4.7.1艉尖舱区域G2D41，制作现场安装工装代替这些临时吊码以避免舵叶、螺旋桨、轴吊装临时吊码对艉 尖舱涂层造成破坏。4.7.2艏尖舱区域GB51、G2D51G2D51与G2D41的重量导致S15端口与防撞舱壁的对接处发生错位开刀，以及涂层 被破坏，因此需重点关注。4.7.3加油站区域甲板结构U6、U7、T6三个分段中分割一部分与s段组合然后再涂装，使得压载舱的油漆破 坏达到最小。具体断开位置如下(左右对称)：U6、U7分段，甲板面在距离U6/S6大接 缝2100处沿原设计焊缝断开，甲板面的主结构(大T型材)则分别在FRll5, L7200、 FRl23咒17200处沿原设计焊缝断开。T6分段，沿JUK / IUK、CLK / DLK处的焊缝断开，见图。FR120S6 T6图4-9焊缝断开示意图4.7.4临时工艺孔使用。大合拢时完工区域作业比较少，工艺孔除HT段的按详细建造计划书开以外，工艺 孔可根据总段组合后只在总段两端按图纸开临时工艺孔除HT段以外，其他地方消取。4.7.5槽壁设计修改D部总段需与据槽壁下1800mm的截口进行组合，以完整槽壁下段及防积板安装焊 接及密试作业。本文通过对船体大合拢建造的研究，针对PSPC标准船体大合拢作业改进的工作结 论如下：对造船企业生产计划进一步了解其特点，对大合拢的基本过程有了深度的掌握，能 够进一步控制大合拢的关键因素。精度控制离不开科技含量，提出了利用科技含量较高的技术：大合拢分段自动合拢 液压工作系统设计、两次定位法船体总段大合拢以及应对pspc标准船体大合拢作业改 进措施进行船舶的大合拢。为船舶的成本以及造船周期等各方面提供有利的基础，从而 提高我国的造船实力。通过查阅资料、与师傅交流以及各种方法，对大合拢的各方面要求及系统的流程充 分的了解。船舶设计是一个庞大的系统。他需要专业的协同，生产设计的同步，对问题 的解决与调整，以便减少后期工作的修改。经过船舶大合拢的研究，使得个人的专业知识充分调动，对实际生产与理论差距有 了根深，更深的见解。凡是涉及船舶的各个方面都需要扎实的专业知识，所以学习的知 识还有很多。而今后的实际工作将是一个不断学习与钻研的机会，也只有如此才能扎根 于本行业。参考文献1黄浩.船体建造工艺手册M.北京：国防工业出版社，19892程庆和，王衡元，施渭滨中国造船企业现代集成制造系统适用研究中国造船，2000（12）： 5. 123张建钟，陈伟，吴勇广船国际总装二部，广船科技，2010,2,304陈宇，郑绍春.基于SIMULINK和VRML的一种简易仿真方法.中国水运（理论版）， 20075李光明船体建造中推行精度管理技术的实践，2003，36徐学光现代造船模式研究，20067陈彤，陈岗军两次定位法船体总段大合拢期刊论文-船海工程，2007, 2