船体加工与装配4.ppt

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1、船舶与海洋结构物制造技术,江苏科技大学先进制造技术中心,本节课讲授内容,第四章 船体加工与装配 第一节 钢材预处理 第二节 船体零件加工 第三节 部件装配焊接技术 第四节 分段装配焊接技术 第五节 船台（坞）装配焊接技术 第六节 船体密性试验,第五节 船台(坞)装配焊接技术,船体结构零件经过部装、分段安装和总段组装后，成为若干数量的船体分段和总段，将它们吊运到具有坚实地基的工作场所，组装成庞大的船体。该工作场地具有大型吊车、焊接电源设备，及各种能源等供应设施，并且具有将船体送入水中的下水装置，称为船台或船坞。船台的布置主要受水域的影响，但也要考虑分段、总段运送的路线，尽量减少转弯的次数。,目前

2、最普遍的一种形式，船台平面与水平面有一定的倾斜度，称为船台坡度（1/14-1/24）。地基由钢筋混凝土构成，沿船台两侧铺设平行的起重机轨道，配置起重能力较大的高架式或其他类型的起重机，以便吊装各种分段。优点：场地紧凑，不需移船设备。注：基线坡度和船台坡度可以不一致。,1.1、纵向倾斜船台,第五节 船台(坞)装配焊接技术,1、船台（坞）的类型和工艺装备,第五节 船台(坞)装配焊接技术,工艺装备：1）船台中心线槽钢位于船台中心线上，槽钢上画有中心线及肋骨线等标志，作为分段或总段定位的依据。2）高度标杆设置在船台的两侧，其上标有基线、水线、甲板边线及其他有关高度的检验线，作为分段安装高度的基准。3）

3、船台拉桩埋置在船台地面上，供分段定位时拉曳用。4）脚手架,第五节 船台(坞)装配焊接技术,5）墩木常见的有木墩、水泥墩和铁墩。,间距1-1.5,间距4.5-6,第五节 船台(坞)装配焊接技术,纵向线负荷、横向线负荷,第五节 船台(坞)装配焊接技术,墩位布置应考虑因素：1、能保证分段安装时的安全和稳定。（中墩比边墩多，井）2、墩位处船体应有足够的强度。3、避免布置在大接缝、未报验的焊缝、放水塞等处。4、考虑船台承载能力。5、考虑试验所需的加强。,6）起重设备7）滑道8）滑道止滑器9）水、电、气,MOVIE,第五节 船台(坞)装配焊接技术,与水平面平行，地基上铺设钢轨，供船台小车（随船架）移动之用

4、。由于船舶是处在水平状态下建造的，所以船台装配中的划线、定位、安装、测量和检验等工作都比倾斜船台方便，而且它还有利于实现装配过程的机械化。一般适用于建造5000吨级以下中小型船舶。,1.2、水平船台,第五节 船台(坞)装配焊接技术,船坞是低于水面、端部设有闸门、在闸门关闭后能将水排干以从事船舶修造的水工建筑物。它具有水平船台的一些优点；同时由于坞面低于地面，可降低坞边吊车的高度；且能大大简化船舶下水工艺。根据坞的深度，船坞分为两种：浅的用于造船，称为造船坞；深的用于修船，称为修船坞。造船坞一般都配置横跨船坞的大跨距大举力的龙门式起重机，而坞侧有大面积的预装配区。,1.3、船坞,第五节 船台(坞

5、)装配焊接技术,2、船台总装方式 船台的建造所需的投资大，因此提高船台利用率和最大限度地缩短船台建造周期是船体建造方法研究的主要内容，选择何种船台建造方法，它和船舶的结构特点、船台起重设备、装焊技术、管理技术和工艺阶段的合理划分、平衡生产负荷等有密切关系。在实际建造过程中，根据不同的生产条件，现代造船经常采用的方法有以下几种。,(1)总段建造法（箱形建造法）,(2)层式建造法,(3)塔式建造法或梯形建造法,(4)岛式建造法,(6)串连式建造法,(5)两段造船法,第五节 船台(坞)装配焊接技术,船台船坞,第五节 船台(坞)装配焊接技术,第五节 船台(坞)装配焊接技术,3、船台装焊准备工作3.1、

6、船台上的准备工作,船台中心线、船台半宽线、船台肋骨检验线、高度线,第五节 船台(坞)装配焊接技术,3.2、船体上的准备工作3.2.1、画分段定位定位线和对合线,依靠肋骨检验线确定分段在长度方向的位置；依靠中心线确定分段在宽度方向的位置；依靠基线确定分段在高度方向的位置；依靠水平检验线确定分段的水平度。,对合线,第五节 船台(坞)装配焊接技术,4、船台（坞）装焊工艺倾斜船台4.1、定位分段,1）肋位；2）宽度；3）高度、基线坡度；4）横向水平,第五节 船台(坞)装配焊接技术,4.2、相邻底部分段,1）除底部定位要求外，还应该测量两分段相对肋骨检验线的差数，作为分段切割余量的划线数值。2）切割余量

7、时要垂直外板,第五节 船台(坞)装配焊接技术,4.3、横舱壁分段,1）下缘先对准舱壁位置线2）中心线对齐3）吊线锤垂直基线坡度。4）水平5）水线定余量,第五节 船台(坞)装配焊接技术,余量划线方法,第五节 船台(坞)装配焊接技术,4.4、舷侧分段,1）肋骨线定位，定首尾余量2）高度定位，与基线坡度一致3）水平4）肋骨线和甲板边线交点处吊线锤检验型宽。5）下口余量划线,第五节 船台(坞)装配焊接技术,第五节 船台(坞)装配焊接技术,第五节 船台(坞)装配焊接技术,4.5、甲板分段,1）肋骨线定位，甲板横梁和舷侧肋骨2）中心线3）与舷侧甲板边线对齐4）余量切割。（双面焊、单面焊）,第五节 船台(坞

8、)装配焊接技术,4.6、首艉总段,1）肋骨线定位，艏端点定位2）中心线3）高度、基线坡度4）艏端点高度5）水平6）划线切割余量,第五节 船台(坞)装配焊接技术,4.7、嵌补分段,1）割除一端板、构架余量，另一端割除构架余量（或留嵌补）。2）肋骨线定位3）分段平行中线偏移一距离垂直吊入4）移正分段位置，一端定位5）割除另一端内外板余量,第五节 船台(坞)装配焊接技术,4.6、注意：为防止变形，通常应左右对称地进行焊接，并且应装配好若干个分段后再开始焊接，以使船体刚性增大，不易产生上翘变形。内面先焊，外面扣槽封底焊。外板定位焊到舭部产生圆势不对时，可将焊缝接头处割开(在分段制造时，大接缝处纵缝都应

9、留150250 mm不焊)，从下向上逐渐装配，最后将伸长出来的多余部分切割掉。为了防止焊接变形，外板定位焊后应加装梳状马。,第五节 船台(坞)装配焊接技术,5、船台焊接：5.1、底部分段对接缝的焊接 单底外板横缝构架对接缝角焊缝。双底外板对接缝内底板仰焊缝构架对接缝构架的角焊缝外板或内底板的外侧封底焊。在进行外板和内底板的对接缝焊接时，横向应从船中向二侧对称焊接，要求整条焊缝的打底焊全部结束后，才能进行多层焊。,第五节 船台(坞)装配焊接技术,5.2、舷侧分段对接缝的焊接1）舷侧和底部：舷侧和底部的外板纵缝舭肘板和底部的角焊缝内底板与外板的角接缝。2）舷侧相邻分段：舷侧分段和底部分段的接缝舷侧

10、分段之间的垂直对接焊缝甲板分段对接缝,第五节 船台(坞)装配焊接技术,5.3、T 字型分段对接缝,先水平后垂直 同阶段,5.4、立交对接缝,矩形通孔 圆弧形通孔 密性构件焊接通孔,5.5、临时性施工孔补焊,5.6、十字接头处焊接,5、焊接变形及预防 船舶在船台上建造时，其变形也具有一定的特点：船体龙骨线向下挠弯，而首尾端向上翘曲；船体首尾上翘及大接缝处的横向收缩，形成船舶总长度缩短，此外还有船体中纵剖面的左右变形。5.1、船舶首尾上翘的原因1)由于船底结构较强，故船体的中和轴位置偏于船底，而大部分焊缝(包括上层建筑和舾装件等焊缝)却又分布在中和轴上侧，焊接后导致整个船体产生两端上翘的变形。,第

11、五节 船台(坞)装配焊接技术,2)位于中和轴上侧的甲板结构较船底为弱，特别是上层建筑的板材较薄，焊后变形大，火工矫正工作量也大。造成较大的收缩，增大了船体的上翘。一般来说，火工轿正所引起的船体总变形比焊后收缩所引起的更大。3)中机型船中间的重量较大而两端较轻，更易形成两端上翘，尾机型是首部上翘。,第五节 船台(坞)装配焊接技术,第五节 船台(坞)装配焊接技术,5.2、船舶总长缩短的原因1)由于横向大接缝焊后收缩以及首尾上翘而形成总长缩短。2)分段余量不足。5.3、分段大接缝的凹凸变形 船体大接缝因焊接收缩变形，型线曲率有缓坦的趋势。一般正圆势接缝焊接后，型线向内凹进，反圆势焊缝则向外凸出。,第

12、五节 船台(坞)装配焊接技术,5.4、焊接变形的预防措施1)船底基线预放反变形 船底基线预放反变形是以底部奠基分段为基准，向首尾逐段由小至大放低一定的反变形。塔式：大船的上层建筑钢板较厚，火工矫正量少，相应变形也小，可取为L2000；而中小型船舶可取为L1000 总段:对中小型船舶，每l0m长内放-6-l0mm；对大型船舶，每l0m长内放-5-8 mm。,第五节 船台(坞)装配焊接技术,5.4、焊接变形的预防措施2）在大接缝处的肋骨间距可适当加大，以抵消焊接后船体总长的缩短。3）提高装配质量，避免由于过大的装配间隙而增大焊接变形的数值。4）严格遵守工艺规程，减少船台上因焊接与矫正工作量增多而引

13、起的变形。5）采取必要的工艺措施。首尾压重物、与船台拉桩固定 合拢处马板固定；预防反变形,第五节 船台(坞)装配焊接技术,6.1、密性试验的目的 检查结构防渗漏的能力。经过试验消除缺陷。通过试验分析渗漏的原因。检验船体结构在静载荷作用下的强度。,6.2、密性试验的对象组成船壳的舷侧、甲板、外底以及构成各类密闭舱室的舱壁、水密门窗、盖。锅炉、空气瓶、受压容器。各类箱柜（包括水柜、油柜）。,第六节 密性试验,第六节 密性试验,6.3、密性试验的条件 下水后无法进行检验和修补缺陷的部位应在下水前进行密性试验。试验前应验收舱室完工程度。1）结构的焊接工作全部完成，焊缝报检通过；2）舱室内人孔盖、直梯、

14、基座、通舱件已安装 3）火工矫正结束，马脚清除 有敷料的甲板和围壁应在上敷料前完成试验。试验部位焊缝应打磨、清洁完毕。,1）水压试验,5）充气试验,2）冲水试验,3）淋水试验,6）气雾试验,4）煤油试验,7）油雾试验,8）真空法试验,9）染色试验,第六节 密性试验,6.4、密性试验的方法,第六节 密性试验,6.5、提高船台密性试验效率的方法 扩大船壳自动焊接的范围 推广分段预密性方法（省时、省力、方便涂装）分段冲水试验、分段煤油试验、分段泵气（水）试验 在所有和水密构件相交处的非水密构件上开设密性止漏孔 R10 在中小型船舶结构上充分减少型材穿过水密隔壁的结构数量，,第六节 密性试验,泵气试验

15、,第六节 密性试验,思考题止漏孔的作用？,对于建造一艘大、中型的船舶来说，其密性试验的要求是十分复杂的，即对各部位的密性试验要求是不同的，密性试验的周期也是相当长的。因此，船体一般都绘制有船体密性试验图，它有三大用处：（1）可送船检部门审查认可；（2）可指导密性试验有条不索地进行；（3）在密性试验结束后可标上试验的时间和合格的标记。密性试验图标明了各船舱和舱室的名称、容积(水的吨位）、试验要求和方法。,Drawing,第六节 密性试验,水压试验（加压、不加压）,返回,水压试验是用水灌入舱内至规定高度并保持一定时间以检查船舱水密性的试验。,冲水试验,返回,以一定压力的水柱射向船体的焊缝或舷窗、舱

16、盖、水密门等的接合部位，在另一侧以检查其是否渗漏的试验。,淋水试验,返回,将水淋在被试焊缝上，在另一面检查是否泄露的试验。,充气试验,返回,用压缩空气充入舱内并保持规定的压力和时间，外壁涂肥皂水以检查密性舱室焊缝是否漏气的试验。,MOVIE,气雾试验,返回,以水和空气通过喷雾装置喷射出具有一定压力的气雾，利用其渗透性检查焊缝质量。,煤油试验,返回,在船体检查面的焊缝一侧涂白垩粉另一侧涂煤油，利用煤油的渗透作用检查其是否渗漏的试验。,油雾试验,返回,以煤油和压缩空气通过喷雾装置喷射出具有一定压力的油雾，利用油雾的渗透作用检验焊缝是否渗漏的试验。,真空法试验分段角焊缝预密性试验,利用专门的工具真空

17、盒进行的密性试验。试验时在焊缝上涂上肥皂液，然后将真空盒置于焊缝上将其抽成真空。如有泄漏，通过透明顶盖能发现肥皂液起泡现象。,返回,真空法试验分段角焊缝预密性试验,染色试验,在局部结构处，如海底阀箱和管子贯通件等重要部位的焊缝，采用其他密性方法检查有困难时，可以选用染色试验。将需要检查的焊缝表面打磨光洁，涂上染色剂后并抹净，再涂以白色还原剂，如果发现变色，表示焊缝有裂缝等表面缺陷，就必须进行修补。对于某些渗漏部位，在局部修补后，还需要做第二次检查的焊缝，采用染色试验更为方便。,染色试验,返回,总段建造法:将船体建成若干总段后吊往船台，或将制成的分段先在船台上合成总段，然后以舯部总段或临近舯部的

18、舯后总段作为定位基准段，同时向首、尾方向进行安装作业。,定位基准总段,第五节 船台(坞)装配焊接技术,第五节 船台(坞)装配焊接技术,返回,沪东中华吊装的1031T“巨无霸”总段,第五节 船台(坞)装配焊接技术,层式建造法：以船底分段为基准，在船台上先将船底分段装焊完毕，再向上逐层装焊直至形成船体的造船方法。第一阶段将底部分段从艉到艏，连续接通；第二阶段将下隔舱以及外板下部分段向艏艉连续吊装；第三阶段将上隔舱及外板上部和甲扳等分段向艏艉顺次吊装，完成船台安装工作。,第五节 船台(坞)装配焊接技术,返回,第五节 船台(坞)装配焊接技术,塔式建造法或梯形建造法：先在靠近机舱的前端选定一个底部分段作

19、为基准分段，首先吊上船台定位，然后向艏艉及两舷，自下而上的依次吊装各种分段，建造过程中所形成的安装区域始终保持下宽上窄的塔形。,第五节 船台(坞)装配焊接技术,返回,第五节 船台(坞)装配焊接技术,岛式建造法：将船体划分成 23 个建造区域，每个区域选择一个基准分段，同时按塔式建造法施工，区域之间最终通过嵌补分段连接起来，一般常见的是二点法。一般适用于建造船长为100m以上的大型船舶。,第五节 船台(坞)装配焊接技术,返回,第五节 船台(坞)装配焊接技术,两段建造法：将船体分为两段，在船台上建造成后分别下水，再在水上或坞内合拢成整个船体。,第五节 船台(坞)装配焊接技术,返回,第五节 船台(坞

20、)装配焊接技术,串连式建造法：在同一船台和船坞内，当建造第一艘船舶时，在船台的另一端建造第二艘船的艉部，待第一艘船下水以后，将第二艘船的艉部总段移至船台第一艘船的位置继续吊装其他分段，形成整个船体。与此同时在船台的另一端，继续建造第三艘船的艉部，依次循环建造，它能充分提高船台的利用率，缩短船台建造周期，但是只有在船台长度大于建造船舶的长度时才能采用。在倾斜船台上采用此方法建造时，还必须配置总段位移设备，此法对于批量建造中、大型船舶更为适宜。,第五节 船台(坞)装配焊接技术,返回,第五节 船台(坞)装配焊接技术,问题:,船台安装方法有哪几种？各自的优缺点？倾斜船台的工艺装备有哪些，船台中心线槽钢刻有哪些线？高度标杆刻有哪些线？分段在船台上是如何定位的？密性试验的目的、对象是什么？密性试验有哪些方法？水压试验、充气试验、煤油试验的方法、优缺点、适用范围？,