23万吨散货船船体大合拢搭载工艺 毕业论文.doc

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1、1 23 万吨散货船船体大合拢搭载工艺 摘要：近年来，随着世界经济的增长和国际贸易的旺盛，全球航运业也进入了 一个繁荣时期，进而带动船舶行业的蓬勃发展。在船舶的制造过程中，为充分 发挥船厂主要生产设施（船坞、总组场地和超重设备等）能力，船体大合拢在 整个船舶制造环节中显得尤其重要，因此我将以 23 万吨矿砂船为例，说明船体 大合拢搭载工艺。 Abstract: In recent years, as the world economys strong growth and international trade, the global shipping industry has entered

2、 a period of prosperity, and thus promote the vigorous development of the shipbuilding industry. In the ships manufacturing process, in order to give full play to the main shipyard production facilities (docks, the total group space and overweight equipment, etc.) ability to close the whole big ship

3、 hull manufacturing sector are particularly important, so I would ship 230,000 tons of ore patients, indicating a large ship carrying close process. 关键词:大合拢 船体理论线 精度控制 质量管理 Keywords: Fold Theoretical line hull Precision control Quality Management 2 目 录 摘要 2 1. 搭载前的准备 4 1.1 正确使用仪器-全站仪 4 1.1.1 全站仪的操作

4、4 1.1.2 确定理论线的基本规定 4 1.1.3 分段合拢预搭载 4 2. 如何搭载 5 2.1.1 坞内搭载 5 2.1.2 船坞总段搭载工艺要求 5 2.1.3 船体分段大合拢焊接工艺7 3.搭载过程中常出现的主要质量问题以及解决措施9 3.1.1 总长误差9 3.1.2 构件的装配变形和焊接变形10 3.1.3 构件的错位10 3.1.4 马板使用10 3.1.5 船体纵向变形10 结束语 11 参考文献11 致谢辞11 3 1. 搭载前的准备 现代化造船过程中，为了确保顺利地完成船体大合拢，缩短造船周期，在 这一过程中，做好搭载前的准备，显得尤其重要，包括对分段的测量，切割余 量线

5、的定位，小分段的合拢，等当这些工作都做好了以后，才能最终把这些分 段吊进船坞进行最后一道工序的加工，进行分段大合拢。 1.1 正确使用仪器-全站仪 当分段加工完成时，根据分段定位数据图册，对该分段进行测量，画出分 段的切割余量线和检验线，对分段的预合拢也是非常重要的，数据的准确性直 接决定合拢的质量，因此应该正确的使用全站仪 1.1.1 全站仪的操作 1) 对全站仪进行摆放，然后进行调试 2) 根据要测的分段，进行建程序 3) 根据分段的位置，选择公共点开始测量 1.1.2 确定理论线的基本规定 1) 横向结构以 FR51 为界限，从艉到 FR51（包括 FR51）理论线均朝艉，从 FR52（

6、包括 FR52）到艏（其中 FR58 理论方向朝艉，槽型舱壁以板厚的 中心线为理论线，对应的结构均与之对齐） ，横向结构理论线方向都朝 艏。 2) 纵向结构除 CL，舱口纵桁理论线居中，型钢以背面一边为理论线，甲 板板平台板，内底板以近基线一边为理论线，纵向结构理论线朝舷侧。 3) 外板以内表面一边为理论线 4) 主机座以近船体中心线一边为理论线 5) 上述为结构理论线的一般规则，施工时具体理论线方向就以分段结构图 标注为准，舱口围分段的理论线较特殊，需特别注意 1.1.3 分段合拢预搭载 1) 在分段大合拢之前，根据对小分段的测量数据，给分段划出切割余量线 和检验线 4 2) 按照给出的数据

7、，把余量进行切割 3) 完成分段的预搭载 2. 如何搭载 坞内搭载又称船体大合拢，船体大合拢的质量和时间，直接决定着船舶的 主尺度，性能，以及船舶的造船周期，在合拢的过程中，环形焊接尤为重要， 船舶建造规范中，对该环形缝焊接材料的选择，焊接工艺，及条件质量检验和 验收标准做了明确的规定。因此在船体搭载过程中要严格按照搭载工艺的要求 去做 2.1.1 坞内搭载 1) 根据船体底部结构图和坞内布墩图以及有关施工工艺要领，在坞内基面 划出船体中心线，和距中心 1500 毫米处划出假定中心线，分段端口线和区域基 准肋检线，所有布墩位置线，在船体外形轮廓线外侧艏舯艉两侧适当位置设置 永久性标杆（在坞墙上

8、） ，将所确定的基线高度位置线，用激光经纬仪勘划其上， 并用洋冲做记号，附文字说明 2) 按照坞墩的位置线，放置坞墩，根据激光经纬仪上的基线，来设定坞墩 的高度，坞墩上口加垫按厚度基本一致的硬质木板，墩基要要结实和平稳，上 口高度误差小于等于 3 毫. 3) 用龙门吊把分段按 D1,D2 依次从存放的区域，吊进船坞，然后按照划好 的定位线对分段做初步的定位。 4) 在分段合拢时，按照经过电脑处理设计的搭载方案，依次进行分段合拢， 当两个分段合拢时，首先满足两分段的水平度相差几毫米，然后定位对应的型 宽，比理论值小 10，然后在分段的端口处开角尺，相差几毫米，才满足要求， 然后进行装配。 5)

9、当双层底完成合拢后，用全站仪在舱壁安装位置处，测出安装结构线， 和检验线，来完成横向构件的安装。 6) 最后搭载的要求，把舷侧和甲板，平台安装上去，完成坞内的合拢。 2.1.2 船坞总段搭载 船坞搭载为船体建造的最后一道工序，其质量优劣对航海性能十分重要， 5 必须严格的进行质量，精度控制，以达到客户的要求。 2.1.2.1 船坞地面线工艺要求 1) 船坞中心线：中心线直线度误差小于等于 2mm。 2) 船坞角尺线：与中心线直角误差小于等于 110000，最大误差小于 3mm.。 3) 肋骨检验线：各肋骨检验线误差小于等于 4mm。 4) 半宽线：误差小于等于 3mm。 5) 分段长度标记：误

10、差小于等于 3mm。 6) 假设基线高度：误差小于等于 2mm。 2.1.2.2 底部定位总段搭载工艺要求 1) 中心线误差小于等于 3mm，极限误差小于等于 5mm.。 2) 肋骨检验线误差小于等于 4mm,极限误差小于等于 11mm。 3) 基线高度误差小于等于 5mm, 极限误差小于等于 8mm。 4) 底部分段水平误差小于等于 8mm, 极限误差小于等于 12mm。 2.1.2.3 后续底部分段搭载工艺要求 1) 后续双层底总段在合拢口的内底板上设置 46 搁排。 2) 搭载时其长度还应检测前后总段的肋骨检验线的。 3) 搭载主尺度等符合精度要求。 4) 大接缝的坡口、间隙、焊接方法符

11、合 ABS 标准。 2.1.2.4 横舱壁分段搭载工艺要求 1) 在内底板上画出槽型舱壁的结构线，预装靠马。 2) 定位时舱壁高度加放 35mm 补偿量。 3) 分段吊到位后，槽型舱壁固定。 4) 大接缝的坡口、间隙、焊接方法符合 ABS 标准。 5) 搭载主尺度等符合精度要求。 2.1.2.5 货舱区域顶边舱总段搭载工艺要求 1) 肋骨检验线与底部分段肋骨检验线一致。 2) 顶边水舱总段外甲板与内底处半宽要正解。 3) 设置天桥协助总段定位、确保宽度准确。 6 4) 左右顶边水舱总段的甲板水平同步。 5) 舱内设置支撑，确保分段精度及安全性。 6) 后续舷侧分段甲板上设置 24 块搁排。 7

12、) 大接缝的坡口、间隙、焊接方法符合 ABS 标准。 8) 搭载主尺度等符合精度要求。 2.1.2.6 甲板分段搭载工艺要求 1) 肋骨检验线与舷侧分段肋骨检验线一致。 2) 焊缝的坡口、间隙、焊接方法符合 ABS 标准。 3) 搭载主尺度等符合精度要求。 2.1.2.7 艉尖舱舵机平台总段搭载工艺要求 1) 艉端放低 10mm 反变形。 2) 在坞内预先放置 3 个底升支撑。 3) 搭载主尺度等符合精度要求。 4) 焊缝的坡口、间隙、焊接方法符合 ABS 标准. 5) 艉部其余总段搭载和机舱半立体总段搭载相似，可参照机舱半立体总段 搭载工艺施工。 2.1.2.8 艏部底部分段搭载和后续底部总

13、段搭载相似，可参照后续底部总段 搭载工艺施工 2.1.2.9 艏部后续总段搭载与机舱半立体总段搭载相似，可参照机舱半立体 总段搭载工艺施工。 2.1.2.10 上层建筑搭载工艺要求 1) 居住甲板层高加放 35mm 补偿量。 2) 焊缝的坡口、间隙、焊接方法符合 ABS 标准。 3) 搭载主尺度等符合精度要求。 2.1.2.11 舱口围搭载工艺要求 1) 舱口围延伸梁水平与舱口围上表面水平误差小于等于 5mm。 2) 焊缝的坡口、间隙、焊接方法符合 ABS 标准。 3) 搭载主尺度等符合精度要求。 2.1.3 船体分段大合拢焊接工艺 7 焊接在船舶的大合拢搭载建造过程中，占据重要的地位，焊缝的

14、质量，直 接影响到船舶的抵抗外界压力的能力，和能够确保船舶在外界力侵害的情况下， 不发生断裂。与此同时，为了减少分段大合拢的焊接变形量，降低劳动强度， 提高焊接自动化程度，保证焊接质量，特制定大合拢焊接工艺，要求在焊接过 程中严格遵守，以确保分段合拢的质量。 1) 分段合拢时的对接间隙是 46mm，V 型坡口，不留钝边，坡口角度为 50 度，对接充许错边量为 1mm，焊缝两侧 20mm 以及焊道范围的铁锈、氧化 物、油物、水平等在焊接之前全部除掉，在焊接下道焊缝之前必须把前道焊缝 的焊渣完全清除掉。 2) 货舱区的甲板对接采用 CO2 衬垫焊，内侧衬陶瓷衬垫，焊接位置为水平 对焊，焊丝为 TW

15、E-711，衬垫为 JN-4 陶瓷衬垫，再用双数焊工对称焊接，打 底焊时应尽量减少焊接断孤次数，如果断孤应迅速重新起孤，应防止焊缝反面 成形不良和产生焊接缺陷，打底焊未焊完之前严禁终止焊接。 3) 非货舱区的甲板对接采用 CO2 衬垫焊打底，埋孤自动焊或 CO2 焊盖面， 自动焊丝为 H08A，焊剂 430，CO 2 衬垫焊的焊接要求和焊接材料与 2 的要求相 同，内侧衬陶瓷衬垫，焊接位置为平对接焊。 4) 双层底以上的舷侧外板对焊接采用 CO2 衬垫焊，纵舱壁对接焊采用 CO2 衬垫焊。CO 2 衬垫焊的焊接要求和焊接材料与 2 的要求相同，外侧衬陶瓷 衬垫，焊接位置为立对接焊。 5) 纵桁

16、对接 V 型坡口，间隙是 46mm，采用手工衬垫焊或 CO2 焊，手工 焊条为 J507，焊接位置为立或平对接焊，纵骨对接坡口板的厚度不大于 6mm 的不开坡口，反面碳刨，大于 6mm 的开 V 型坡口，坡口角度为 50 度。 6) 衬垫焊时焊缝反面需加马板固定，为防止焊后变形，焊接时应严格按照 焊接顺序，先对接焊，后角接焊，对接焊的顺序是先平对接，后横对接，再立 对接，带坡口的先焊，不带坡口的后焊，角接缝的顺序是先立角焊，后平角焊， 对于板对接焊和桁材对接同时存在的情况时，先焊板对接焊，再焊桁材对接焊。 7) 焊接长直焊缝时，应采用双数焊工对称焊接，并采用分段退焊法，或分 中分段退焊法，以尽

17、量减少焊接变形。 8 8) 焊接规范见下表 表一 CO2 衬垫平对接焊规范参数 板厚 （mm） 焊丝直径 （mm） 层数 焊接电流 （A） 焊接电压 （V） 焊接速度 （m/h） 1 180200 2324 27301014 2-终 200220 2324 1824 1 180200 2324 27301420 2-终 240260 2628 2430 1 180200 2324 27302224 1.2 2-终 260280 2830 1218 表二 CO2 衬垫立对接焊规范参数 板厚 （mm） 焊丝直径 （mm） 层数 焊接电流 （A） 焊接电压 （V） 焊接速度 （m/h） 1 1201

18、30 1920 691014 2-终 130140 2021 39 1 120130 1920 691420 2-终 140150 2122 39 1 120130 1920 692224 1.2 2-终 150160 2122 39 3.搭载过程中常出现的主要质量问题以及解决措施 随着船舶建造技术的快速发展，船体大合拢搭载的质量有所提高，但是由 于多种原因，在船体的建造过程中，还会出现较多的质量问题。 3.1.1 总长误差 对于大型船舶来说，总长的误差一方面主要来自于分段的切割余量，因为 在分段端口处的测量存在误差，划出的切割余量线不准确，导致分段本身的长 度没有控制好，在合拢时出现偏差，因

19、此在分段的测量过程中，要严格测好每 一个点的数据，画出准确的切割线，把多余的长度切掉。另一方面，在施工中， 9 大的肋骨 框架在吊装中容易变形扭曲，直接造成肋距误差超标及型线不光顺。 因此，在对装阶段，就要对大的框架进行加固，如可利用下角料对框架进行点 焊支承，防止变形。 总长是船体质量检验的重要内容。行业标准规定，标准误差范围0.1%L。 如果某船以两段或两段以上合拢建造，那么在分段建造时就要控制分段长度， 使分段长度不能超差。同时，当决定最后一条合拢环缝的余量时就要注意，必 须测量好全船总长的前提下再决定切除多少余量，这样，就可以保证总长不超 差。 3.1.2 构件的装配变形和焊接变形 在

20、焊接的过程中，由于受热出现的热胀冷缩，都会导致型材和板材的变形， 这都会影响到船体的质量，为了减少变形的出现，在施工过程中采取反变形、 用马板固定以及用火工的方法来降低变形的程度。 3.1.3 构件的错位 在船体分段大合拢的过程中，由于分段的定位有误差，或者在分段上的安 装位置线存在偏差， 或者分段在吊运过程中，分段发生变形，都会使分段上的 主要构件发生错位，这就要求分段在吊运之前必须对主要构件进行加强，合拢 前对分段进行认真，准确的定位，把误差降到满足搭载方案的充许范围内。 3.1.4 马板使用 在船体大合拢过程中，为了防止分段的错位以及变形，会采用大量的马板， 马板的作用很大，但对船壳外观

21、的影响也大。当船壳板缝焊接完工后，清除遗 留码板就成了主要内容。马板或连续焊或点焊在船体表面，将其割除后船体表 面会有大大小小的突起，磨平这些突起是个非常费时的工作。而且，某些马板 在与船壳焊接时，会使船壳表面出现咬边等缺陷，这就需要对船壳进行焊补后 再行磨光。从目前情况看，短期内取消马板的使用还不太可能。主要是尽可能 少用码板；另外，尽量将马板焊接在内部构件上使用而不直接焊在船壳上。对 于某些地方必须要使用马板，也要考虑将一马多用，严禁随意在船壳上点焊码 板。 3.1.5 船体纵向变形 船体大合拢后容易出现纵向变形。分段建造完工后，会分别翻段进入坞台 10 区，经过一系列地垫平、找线、定位后

22、即可开始合拢。中小型船舶外板及甲板 都较薄，一般在 69mm 左右，在经过焊接后会有较大变形，两个肋骨档之间的 钢板会凹陷。标准中规定，甲板、侧板、底板等变形量的允许极限5mm，大合 拢缝处6mm。甲板、船壳板过大的变形既不符合标准要求也影响美观。因此， 就需要对整个甲板、侧板进行大面积水火矫正，我厂俗称“平船“。这也直接导 致了船体产生较大纵向变形的现象。标准中规定船底龙骨线挠度的标准范围 20mm，如不采取有效措施，将很难保证不超差。常用作法是将艏艉分段加压 载，如有中部隔舱的话，可加压载水；没有则可加固体压载等，可较好地控制 纵向变形超差的问题。 结束语： 随着船舶技术的快速的发展，不断

23、的学习创新，以统筹优化理论为指导， 应用成组技术原理，认真地学习和引进国外先行的造船技术，优化船型，解决 在船舶制造过程中遇到的难题，同时加大对操作工人的技术培训和思想教育， 并制订适宜的激励机制，使人人都重视质量问题。工厂相关部门也要在满足规 范要求的前提下制订合理可行的工艺和标准文件，使之服务于整个船舶建造过 程。这样，船厂就能适应当前发展形势，制造出满足市场需要的高质量的船舶 产品。 参考文献： 1广州中船龙穴造船有限公司分段定位数据图册 2船舶船体建造精度 CB/T3195-1995，中国船舶工业总公司发布，1996-04-01 实施. 3船体焊接通用工艺 4黄浩，船体工艺手册C06 年 第 2 版，北京：国防工业出版社， 1989，P156