毕业设计（论文）-集装箱船大合拢过程中的工艺方法及改进.doc

江苏海事职业技术学院2011届专科生毕业设计（论文）专科毕业设计（论文）设计题目：集装箱船大合拢过程中的工艺方法及改进 系 部： 船舶与港口工程系 专 业： 船舶工程（船体方向） 班 级： 船体051303 姓 名： 学 号： 指导教师： 职 称： 副教授 2011年6月4日3目 录摘 要IIAbstractIII1 绪论12 分段上船台合拢前技术要求13 船台准备14 大合拢工艺24.1 双层底分段合拢24.2 舷侧分段合拢34.3 甲板横舱壁分段合拢34.4 机舱上、下平台分段合拢34.5 艏、艉部分的总段合拢34.6 舱口围分段合拢44.7 上层建筑45 大合拢焊接45.1 焊接方法的选择45.2 焊接顺序55.3 焊接注意事项及焊后检查66 大合拢工艺要求67 船舶大合拢改进措施77.1 采用先进的大合拢建造法77.2 采用分段无余量合拢精度控制工艺8结 论9致 谢10参 考 文 献11摘 要随着世界经济的逐步恢复稳定,各行各业也都渐渐走上了复兴的道路.船舶行业也逐渐摆脱经济危机的困扰,开始蓬勃地发展.造船是一个庞大的工程,也是一项需要高新技术的产业,在这么浩大且复杂的工程当中,我们需要用先进的工艺方法来提高生产效率和准确性。集装箱船大合拢过程中常常会出现垂直度不够好，船台中心线与分段中心线不一致和装配的精度不够准确等问题。而本文主要讲述了传统的总段建造法的工艺方法和不同的建造法的探讨以及采用分段无余量来控制精度的改进措施。关键词 :分段大合拢；工艺方法；工艺要求；焊接；改进措施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 complex 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,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 1 绪论当今国内外先进的造船业都以高效率和高质量造船为理念，作为一个研究项目，投入大量人力，物力对造船各工序进行探索，研究，寻求一套适用于本企业造船工艺流程的造船手段。而船体大合拢过程中的工艺方法和改进措施无疑不是各船舶企业研究的重点。因为只有良好的和先进的合拢工艺方法才能实现高效率和高质量的造船。船体总段大合拢方法，包括合拢前的工艺准备、合拢的工艺过程、防变形手段和质量控制以及环形焊缝的焊接等。通过合理的合拢工艺造船，船台可以快速搭载，最大地缩短船台建造周期，提高船舶建造质量。然而，相对于别的船舶合拢，集装箱船的船体合拢有着自己的特点。我们只有运用好分段合拢工艺方法同时不断改进和创新才能成更高效率更高质量的造船。本文将介绍集装箱船大合拢的工艺方法，包括合拢前后的技术要求等。同时介绍几种大合拢先进的建造方法。2 分段上船台合拢前技术要求(1)分段裝焊基本完工。(2)分段预舾装裝焊完毕。(3)分段中密闭舱室的密性试验完成。(4)分段内 焊接经检验符合要求，分段合拢口应预留500mm缓焊区，待分段合拢完毕后再烧此处电焊，以利于构件对位时微调。(5)分段局部变形或缺陷经校正或修补完毕。(6)分段按涂装工艺要求涂装完毕。(7)经船东和船级社验船师认可。3 船台准备 (1)船台合拢区需勘划船台中心线、肋位线、肋骨检验线,见图1-1。图1-1 船台定位线(2)用激光经纬仪在船台中心线槽钢（或扁铁）上堪画船台中心线，并打上冲印，用色漆标示，黑漆作底，白漆划线，中心线偏差1mm之内。(3)在船台中心线槽钢上逐档或间隔五档画出肋骨位置线，并用色漆标上肋位号。(4)在船台的高度标杆上画出基线、水线、甲板边线等全部理高度线，作为分段吊装定位和检验的依据。4 大合拢工艺4.1 双层底分段合拢在大接头缝邻近肋位中心线处设临时刚性支撑，刚性支撑用20#槽钢；使分段定位肋位检验线对准船台上相应的肋位检验线；使分段中心线对准船台中心线；使分段船底基线高度与标杆上相应的船底高度（龙骨检验线）相符，并使分段纵向保持水平；校验分段横向状态，使之左右保持水平；划割余量，二次定位，合拢双层底分段应与上一双层底分段相对应的板材、构件平齐、光顺连接。如果有不能对齐的结构，则要采取措施进行修正，并保证合拢分段与上一分段所有结构之间都能有效的、光顺连接。分段核对定位后，将其在船台上固定拉牢。在大接头处设置平马板。平马板间距为400500mm，再进行结构装焊。（其它分段大接头缝处也按此要求设置平马板）4.2 舷侧分段合拢使舷侧分段前后位置与双层底分段的肋位一致；使分段定位水线与标杆上的线检验线一致；校验分段横向状态，使之左右保持水平；划割余量、二次定位，合拢舷侧分段应与上一舷侧分段及上一双层底分段相对应的结构平齐、光顺连接。如果有不能对齐的结构，则要采取措施进行修正，并保证合拢分段与相连的两个分段所有结构之间都能有效的、光顺连接。分段核对定位后，用定位焊接与双层分段固定，保证舷侧分段上口的半宽值和高度值，并进行加强。4.3 甲板横舱壁分段合拢使甲板分段前后位置与内底板或舷侧分段上的相应肋位线一致；使甲板中心线与内底板上的中心线一致；使分段定位水线与舷侧分段上的相应水线及标杆上的相应水线一致；校验分段横向状态，使之左右保持水平。划割余量、二次定位，合拢甲板分段应与上一舷侧分段（左、右）及上一双层底分段相对应的结构平齐、光顺连接。如果有不能对齐的结构，则要采取措施进行修正，并保证甲板分段与相连的分段之间所有结构都能对齐、无错位、光顺连接；分段核对定位后，用定位焊接与双层分段及舷侧分段固定，在舱壁向尾向加斜支撑固定。4.4 机舱上、下平台分段合拢使分段前、后位置与机舱双层底的相对应的肋位线一致；使平台中心线与内底板上的中心线一致；校验分段横向状态，使之左右保持水平；使分段的型宽与船台上的型宽位置保持一致；保证分段的平台高度；划割余量、二次定位，合拢分段应与上一舷侧/机舱平台分段（左、右）及上一双层底/机舱平台分段相对应的结构平齐、光顺连接。如果有不能对齐的结构，则要采取措施进行修正，并保证合拢分段与相连分段之间所有结构都能对齐、无错位、光顺连接。分段核对定位后，用定位焊接与双层分段或上一平台分段及舷侧分段固定。4.5 艏、艉部分的总段合拢使分段前后位置线与船台上的定位肋线一致；使分段上的甲板或平台中心线与船台中心线一致；保证左、右水平并控制型值高；划割余量、二次定位；考虑轴、舵系的定位要求，分段合拢时应参照于拉尾轴中心线和舵中心线为基准定位分段及对合拢缝两边相连结构的修正。拉线架应牢固固定，钢丝应与船体中心线重合或平行，允许偏差1mm。轴中心线与舵中心线相交度不大于3mm，两线垂直度不大于1mm/m。4.6 舱口围分段合拢使舱口围板前后位置线与主甲板上的相对立的肋位线一致；使舱口围板中心线与主甲板上的中心线一致；左、右水平，保持高度和宽度尺寸；划割余量、二次定位。为了保证舱口围的安装精度，除了按常规划好结构线之外，还需在舱口围两端各设4根角铁支柱，沿纵横方向拉钢丝线，保证四角水平，根据钢丝线定舱口围高度，划线切割余量。4.7 上层建筑上层建筑整体吊装。在吊装过程中要保证上层建筑中心线与艉楼甲板中心线相一致，上层建筑的两翼不能超出船的两舷。5 大合拢焊接5.1 焊接方法的选择（1）大合拢时甲板和双层底内底板对接，采用CO2陶瓷衬垫焊打底，埋弧自动焊盖面的焊接方法；（2）在船体中部、船体底部、舷侧外板采用CO2陶瓷衬垫焊；（3）在船艏部和艉部线型变化较大部位，采用CO2气体保护焊进行焊接，在密闭和狭小空间不能采用CO2保护焊的部位采用手工电弧焊（低氢碱性焊条施焊）；（4）大合拢处甲板纵桁、船底纵桁、中内龙骨和舷侧纵桁对接采用CO2陶瓷衬垫焊；（5）大合拢处甲板纵骨、船底纵骨对接可采用CO2陶瓷衬垫焊，也可采用先焊纵骨内面进行气刨后再焊外面，保证焊透。5.2 焊接顺序先焊分段之间的壳板对接焊缝，再焊其结构间的对接焊缝，再焊结构与壳板的角焊缝。先焊立角焊，后焊平角焊。手工焊时，对较长的焊缝应采用分中对称分段退焊法。大合拢焊逢装板根检合格后，应在24小时内进行焊接。双层底分段合拢时，焊接顺序为先焊外底板对接缝，后焊内底板对接缝，再焊构架对接缝，最后焊构件的角焊缝。舷部甲板分段合拢后，舷部与底部分段纵向大焊缝的焊接应在肘板安装结束后才能进行，其焊接顺序为先焊舷部与底部的纵向焊缝，然后焊肘板的角焊缝，最后焊内底边板与外板的角焊缝，舷部分段与相邻分段的合拢缝，应待相应的甲板分段安装后才能焊接。肋骨、舱壁等结构靠近大接缝的角焊缝，一般应在大接缝焊完后进行焊接。 总段环形接缝焊接时，应由双数焊工在船的左右同时对称施焊。总段环形接缝的典型焊接程序见图1-2。 A 图a） b）图1-2总段环形接缝的焊接程序 a） 单底总段 b)双层双舷总段注：圆圈表示焊工及其焊位，数字1，2表示焊接顺序55.3 焊接注意事项及焊后检查（1）焊工必须持有相应等级合格证书方可进行大合拢焊接；（2）所选用的材料应与船体结构钢材等级；（3）雨、雾天进行焊接工作时，必需有一定的防雨设施和烘干措施。（4）所有焊接材料必须经过烘干处理，低氢焊条焊接一律使用保温桶保温。CO2气体保护焊时必须设置防风措施，焊前坡口及打磨清洁工作需经报验认可，焊接部位的表面应保持清洁、干燥、无锈、无氧化皮和无油脂。（5）船台合拢缝焊接应在分段大接缝的分段定位及加强结束后，才能对已合拢分段合拢缝焊接，同时应采取有效的控制上翘变形的措施。外壳板马板批磨补时不得低于母材，所有定位焊与板一律施焊在内部，保证外表美观。焊后应认真清除焊缝及两侧的焊渣及溅物，并对焊缝进行报检。根据X光片位图和LR规范进行无损检测。6 大合拢工艺要求合拢甲板分段必须测量甲板中心线是否与底部中心线对齐。后续分段合拢时必须检查前后合拢分段，基线调平后才能继续合拢。为了确保结构连续，大合拢应确保结构对位精度偏差要求小于(t/3)+4，t为对接为板材的厚度。艉部分段上船台定位时应检查轴线和舵线。主体分段合拢时，甲板、内底板、纵壁的对接缝，采用CO2单面焊双面成形。定位焊焊材必须同主焊缝焊接材料相同，否则应在正式施焊前清除干净。合拢用的定位码应与焊缝成600-750夹角，清除时应彻底打磨光顺但不得损伤母材。主体合拢时环形焊缝尽可能对称施焊。所有大合拢焊缝均须做密性试验后才能油漆。船台合龙过程中，各分段的定位肋位线与船台上相应的定位肋位线间距误差3mm。机舱双层底合拢时应注意测量左右舷水平度，主机座座板的水平度公差小于5mm。艏、艉部分段合拢时应以首、尾端点位置作定位基准，并应计及反变形及焊接收缩的影响。7 船舶大合拢改进措施7.1 采用先进的大合拢建造法（1）采用水平建造法：在船台上先将船底分段装焊完毕，再向上逐层造船方法如图 1-3。图1-3 水平建造法（2）采用塔式建造法：建造时以中间偏后的底部分段为基准分段先吊上船台定位固定，然后向首尾和两舷，自下而上依次吊装备分段，其安装方法较简便，有利于扩大施工面和缩短船台周期（见图14）。图1-4 塔式建造法（3）采用岛式建造法：就是将船体划分为23个建造区（简称“岛”），每个岛选择一个基准分段，按塔式建造法的施工方法同时进行建造，岛与岛之间用嵌补分段连接起来（见图1-5）。图1-5 岛式建造法（4）采用串联建造法：当第1艘船在船台末端建造时，第2艘船的尾部在船台前端同时施工，待第1艘船下水后，便将第2艘船的尾部移至末端，继续安装其他分段，形成整个船体。与此同时，可在船台前端开始第3艘船尾部的施工（见图1-6）。图1-6 串联建造法7.2 采用分段无余量合拢精度控制工艺开始