【18000DWT散货船货仓分段建造工艺的探究8500字（论文）】

DWT散货船货仓分段建造工艺的研究摘要：一个合理的项目管理方式是中国船舶制造企业进行项目计划、管理、控制、反馈、更新的重要保障，尤其在船市不景气、订单剧减、船价偏低的买方市场下，卓越高效的船舶建造管理也是船舶制造企业提高核心竞争力的重要手段之一。集装箱运输是以集装箱为运输单元的运输方式，它的发展带来运输业的革命，其发展极为迅速。本文针对散货船的特点，本文通过对散货船发展历史和现状进行分析，发现该类船舶在未来的进展中，不仅逐渐向船舶的使用年限、智能控制和绿色材料等方面研究，而且还倾向于创新船舶的规模、功能以及速度等。此船舶的设计步骤分为三点，第一点是通过研究机构进行大体的规划；第二点研究机构画出构造图纸；第三点船舶企业进行生产。由于不同的施工场地、加工设备和起重能力，即使在同一艘船上，不同的施工单位也有不同的生产设计。本文主要从船舶制造商的预生产能力、船舶结构形状、船舶分段、切割、装配顺序等方面，对18000吨货舱的生产设计进行了研究。对焊接工艺和船舶装配进行了分析和说明，提出了符合工厂生产能力的有效装配工艺方案。关键词：货物段；工艺改进；施工要求目录TOC\o"1-3"\h\u第一章绪论 61.1研究背景 61.2研究目的与意义 61.3国内外散货船研究现状 6第二章船体分段装配焊接工艺 72.1船体装配的工艺路线 72.2船体装配的各个阶段 82.3船体分段装配工艺 82.3.1分段类型 92.3.2分段的装焊工艺 92.3.3焊接顺序的原则 92.4焊接工艺简析 10第三章建造出现的问题及改进措施 113.1建造出现的问题 113.1.1气孔 113.1.2夹渣 123.1.3咬边 123.1.4未焊透或未熔合 133.2改善措施 143.2.1建造工序的改进 143.2.2焊接工艺的改进 163.2.3材料的精度控制 18结论 19参考文献 20第一章绪论1.1研究背景在1941年—1949年期间出现散装货船以来，整体增长率一直保持强劲。在国际航运中，大宗货物运输占运费的30%以上。散货船运输的车辆由于其货物周转量大、货源充足、路线固定、装卸效率高，可以发挥经济作用。随着世界经济的发展，散货运输将保持高速发展。自21世纪以后，世界造船格局继续演变。我国的造船业在快速增长，订单也越来越多，市场份额正在逐年增大。我国在2004年，船舶建造的载重吨完美达到了850万以上，从而让船舶行业的发展越来越快速；在2005年，船舶行业的建造量仅次于美国，从而占据亚军的位置，船舶建造的载重吨完美达到了1212万。根据最近几年的文献信息调查发现，在全球船舶市场中，我国的船舶行业越来越占据重要位置。已经成为全球重要的造船中心，由于国际建造市场的日益变化，导致我国的船舶建造行业不得不做出重要的改变，从而保持国际市场的地位。1.2研究目的与意义传统的船舶建造在科学技术的不断提升下对其创新设计，进而让船舶的整体设计更加先进，从而提高船舶建造业的利益水平，推动该行业的平稳发展。由于船舶建造行业竞争日益激烈，导致各个船舶建造企业在产品和制造工期方面做出了大量的研究，以期可以增加自己的竞争地位。船舶制造企业在对其船舶的构造、稳定和结实方面进行深入探索的原因在于此行业的环境复杂以及产业的多元考虑因素。经过大量的推广与研发，已经使我国船舶设计工作更加高效。然而在国际的市场环境中，进行对方对比发现，国外的船舶企业在建造其产品的过程中，不但有先进的技术水平，还有优良的新型设备，这是我国船舶行业所不能匹敌的。本文主要从船舶制造商的预生产能力、船舶结构形状、船舶分段、切割、装配顺序等方面，对18000吨货舱的生产设计进行了研究。对焊接工艺和船舶装配进行了分析和说明，提出了符合工厂生产能力的有效装配工艺方案。1.3国内外散货船研究现状由于我国的船舶需要运载各种各样的货物，导致我国的船舶需求缺口增加。在1941年—1949年期间散装货船的出现，让我国的船舶建造技术得以迅速发展，其中在国际的船舶行业中，因为其散装货船在规模、空间、航线、效率等方面优势显著，从而成为运输货物的重点交通工具之一，在运输货物方面最低可达30%。在日益复杂的环境变化下，此货船增长以前所未有的速度发展着。在1949年，部分国家创造了一种集装箱的运输渠道运用于铁路的货物运输中，并逐渐发展为今天的水陆联运，共同构成了集装箱的运输线路。根据船队规模看，2000年以前2万-5万吨散货船的数量基本满足国内运输需要，2000年后随看货运量的增加，尤其是我国矿石的进口量近儿年的持续快速增加(2003年已达1.6亿吨)，极大地增加了散货船货运量。因此，我国船队最近几年应加快老龄散货船的更新及大型散货船的建造，以适应我国经济发展的需求。由于我国在船舶建造领域的国际市场地位越来越重要，导致我国的日益增长的船舶行业位于亚军的位置，仅次于美国。虽然我国的船舶建造行业位于世界的次席，但是我国对于主要船舶技术的创新研发仍然不能赶超其他国家技术，尤其是我国的船舶技术主要依靠国家的进口,甚至原本是卖船舶的企业逐渐变为购买船舶零件的企业。国际对于船舶制度的日益标准化，使船舶建造企业不断提高自己的建造需求，比如：船舶规模、船舶设施和船舶使用年限等。第二章船体分段进行焊接工艺的配套组装2.1船体配套组装的设计流程18000吨散货船为钢结构、单甲板、活动地板、上下舱、单引擎、单泥浆、柴油机后散货船。船尾甲板上有四个货舱、一个底层和五个甲板。主要尺寸如表所示，分为67节。在建造船舶的时候，工程师为了满足以现代化的需求，其构造与外表的过程都非常繁琐。在船舶的设计过程中，采用多种手段进行船舶的功能设计，将其繁琐复杂的构造简单化，从而完成船舶的制造，是该制造工程师面临的难点。在1940年—1949年中，船舶建造行业就已从传统的铆接技术向新型的技术—焊接，发生转换，由于焊接技术的产生，使得该应用普遍用于各大船舶企业，从而推动了船舶制造行业的发展。焊接技术接头的坚硬程度与母材的坚硬程度不相上下，此焊接可以完美固定船舶的形态，让其船舶采用新型的方式进行设计，比如：总段方式与分段方式。该分段设计方式的产生，让其设计船舶的工作量得到了相应的增加。电子技术和数控技术的不断发展，使得该船舶在保证质量的前提下，生产速度得到加快。先进的船舶建造技术方式是区域造船法，该方法是以区域的手段进行分层的建造，在各个组件建成之后，使用焊接技术进行整体的拼接，从而船舶制造建设完成。船舶企业在使用该方法制造船舶的过程中，其船舶的工程特征一般包括：分段装配焊接、船台装配焊接、部件装配焊接、总段装配焊接以及细小零件的加工等。2.2船体配套组装的过程船舶的配置安装发展阶段一共有四个：第一个组件的配套组装，采用焊接技术，精细部件通过型材、零部件和板材相互结合得以构成。第二个船台的配套组装，其原理在于型材、分段和板材的焊接结合，构成船体。第三个分段的配套组装，其原理在于组件、板材、部件、型材通过焊接技术进行结合，构成分段。第四个部件的配套组装，其原理在于较少的板材与型材通过焊接技术进行结合，构成部件。货舱部分由双层、落地式液舱、横架侧、上边缘液舱、带或不带下立柱的槽形主横墙、上立柱和带纵向或横架的空间甲板组成。制造平板生产线，内板和底板倒置，带有纵向框架、肋板、，纵梁等部件焊接完成后，完成本段内部预接线，再将外板覆盖在装卸区内，外板右侧分为左、中、右三部分，用于装配线。货舱的横截面如图所示。图1-1货舱横截面2.3船体分段配套组装工艺船体的主要配套组装的核心在于分段焊接环节，它的装配主要是采用焊接技术进行组件、板材、部件和型材的组装。分段焊接环节的质量水准决定了整体船舶的设计难度、资源用料和生产工期，比如：焊接的顺序和工装的正确选用等。在1940年—1949年中，船舶建造行业就已从传统的铆接技术向新型的技术—焊接，发生转换，焊接技术的不断发展，使得创造船舶的方式也发生了相应的转变，进而产生了分段建造的方式和总段建造的方式，从而以一种模块化的思想进行船舶构造的深入探索。2.3.1分段类型船舶的外形制造是采用焊接手段，拼接配套的零件得以完成的分段装配。它的分段装配多种多样，按照它的外形大致可以分为四段，如下所示：第一段：立体分段，它有两种内涵，第一非环形立体分段是两个板架之间的焊接组装，这两个板架是曲面板架和平面板架；第二不低于两层的板架之间焊接构成，形成封闭空间的分段。第二段：半立体分段，它有两种内涵，第一非环形立体分段是互相交错形成交角的板架之间的焊接组装；第二不低于两层的板架之间焊接构成，形成非封闭空间的分段。第三段：曲面分段，在加有骨材的平面板材上的一种单层板架。第四段：平面分段，在加有骨材的曲面板材上的一种单层板架。船舶制造的分段方法可以按照组件的安装流程进行细致的方法分类：比如：框架法、分离法以及插入法等。在此分段方法的细分下以分离法为例，该方法的功能主要用于自动与半手动之间的焊接区域进行相应的增大，从而提高船舶制造的速度，节省资源消耗，以及保证船舶的建设质量等方面的优势。它的任务流程是焊接和安装不断轮流工作。2.3.2分段的装焊工艺此工艺的工程一般有科学的装焊顺序、分段装配基准面、施工技术要求以及有效的装焊顺序等等，都是分段装焊的内容。2.3.3焊接顺序的原则在焊接过程中,由于焊接热源和焊接热循环的特点,使构件受热不均匀,从而使构件各部分金属在受热时的膨胀和冷却时的收缩各不相同,这样在构件中就产生了应力和变形。首先对均匀加热时产生的应力与变形进行分析,从而对其焊接时留下的空隙状况深入探索，比如：深挖焊接空隙是否出现变形的现象，与此同时，在应力与变形等情况发生的过程中发现变形和应力现象极易受到外部因素的影响。2.4焊接工艺简析焊接要求：焊接时，焊接位置发生变化.随着变形的出现，焊缝应力状态也发生了变化.焊接冷却后残留的变形和应力不是暂时的，而是残留的.通常焊接件的残余变形和应力同时存在，但在普通焊接结构中，残余变形的损伤要比残余应力大得多。它改变了焊接件或部件的尺寸，不能装配，使整个装配不稳定，不能承受负载，并大大降低了产品质量。然而，修正可能会消耗大量的能源和物质资源，有时甚至会导致产品的回收。同时，焊缝裂纹的形成往往与焊接时的残余变形和应力密切相关。由于焊接后残余应力，部分金属的性能明显下降。因此，这给这种金属焊缝的生产带来了诸多困难。因此，在对其过程以及出现的内应力机理现象进行详细的了解之后，进而分析焊接构造的产生，确定加工零件的基本变形规律，以控制和降低其危险性。交叉处的板材厚度差要求：当一侧板材厚度为4.3mm时，板材厚度必须倾斜。锥体长度L≥3d.焊接后过渡边缘应光滑，保证应力平稳过渡。最小焊接距离如下：表2-1所示表焊缝最小间距要求焊缝最小间距要求（d)对接焊缝之间的平行间距d≥50十4t(t为板厚）角接焊接空隙与对接焊接空隙之间的距离d≥30+3t(t为板厚）同一平面内焊缝与人孔、气孔等开孔之间的距离d≥230mm管子竖直方向的焊接空隙错开的最小距离弧长为50mm第三章建造出现的问题及改进措施3.1建造出现的问题3.1.1气孔气孔是焊接作业中较为常见的缺陷，造成这种问题的主要原因是在焊接的工作中，由于熔池内部的气泡迅速凝固，导致该气泡无法逃逸，从而形成的空腔。气孔形状不规则，经常会以有一种或多种形态出现。笔者将船舶焊接过程中常见的气孔缺陷整理出如图3-1和3-2所示。由于风容易导致焊接产生气孔，所以需要在没有风的作用下进行焊接工作，与此同时在焊接工作未开展之前对其部位进行预热，注意焊缝的清理，及时清理油污、水和污物，合理控制电压、电流大小。此外，在焊接工作的管理中，针对一直存在的焊接预热不到位的现象，提议每个团队专用焊接的取暖设备需要分别的购买与装备。对暖工需要进行严格的培训和管理，培养他们的岗位意识和质量意识。同时，从内部管理方面入手，制定科学加热作业前无加热人员，严禁焊接作业。违规者将受到相应的处罚。另外，鉴于实际的工作中，由于施工人员都普遍采用极强的电流和电压进行焊接，所以对其施工人员的焊接工作进行严格的管理，以防出现各种各样的焊接问题。图3-1气孔缺陷1图3-2气孔缺陷23.1.2夹渣在焊工进行焊接的工作中，经常会出现夹渣的现象，也就是出现于焊接缝隙的废弃物质。夹渣现象的出现不仅会导致焊接缝隙的坚固性薄弱，而且还会导致普遍应力问题的出现，从而使船舶的整体质量降低。焊工在进行自己的工作时，应该摆出正确姿势、选用合适的工艺参数、注意力集中、及时清扫焊接空隙残留物等方式，防止出现夹渣现象。下图3-3就是对夹渣现象的图解。图3-3夹渣现象3.1.3咬边焊工在工作中出现咬边现象的原因是焊接电流过大，棒移动速度过快，电弧过长或电极角度不当。咬边现象是焊工在进行工作的过程中，速度过于快捷、焊接不均匀等缘故，造成焊接部位没有一定的填充物质情况。由于焊接参数选择不当，热量输入过多，特别是焊接电流过高，焊接速度过快，不仅存在焊不全的可能性，而且还减少了材料熔合线面积，导致焊接部位出现凹趾。由于焊条手工电弧焊工艺倾斜不当，操作人员不注意焊条倾斜角度，一定要将熔池边缘倾斜，因此，在凝固中不再有足够的熔融金属填充。由于焊工在焊接工作中受到焊接空隙两边的焊条摆动的因素，导致出现咬边现象的产生，假如电极停留在沟槽边缘，由于沟槽边缘的母金属比较锋利，很容易咬到边缘。如果它停留在贱金属槽，它可以减少咬边的可能性，因为贱金属融化变厚，这贱金属的熔化速度和电极金属基本上是相同的，但是很难控制焊缝的宽度，和很容易导致焊缝的宽度差别超过标准，影响焊缝成形。此外，当切削刃公差很小时，应寻求合适的工艺，必要时可先进行实验探索。因为制造商保修系统故障通过工厂检查发现，一些厂商为了赶工期或追求经济利益，存在就业没有相应资格的焊工或焊机资格超级工作范围、工厂质量检验不严格，设备监督党的工作不足等现象，焊接三级质量控制系统和故障状态，生产质量保证体系是造成只注重x光检查内部缺陷，而忽略检查尺寸状态，对生产质量影响非常不利。焊工的焊接速度过于快捷、焊接不均匀等原因导致焊接部位没有一定的填充物质，在这种情况下也会造成咬边。典型的焊接咬边可查看图3-4。图3-4咬边3.1.4未焊透或未熔合焊接速度过快；焊条角度不当；焊接工作电流未达到使用标准；槽角或缝隙太小；焊接散热过快；氧化物和炉渣防止金属完全熔化等都会造成未焊透和熔合的现象。焊件与焊缝金属或焊缝层之间局部不熔透的现象称为不熔合。产生不熔合的原因有:焊线能量过低；电弧偏转；槽体侧壁有铁锈、污物；焊层间熔渣清理不完全。熔透和熔合失败不仅降低了焊接接头的力学性能，而且在熔透间隙和端部形成应力集中点，在承受荷载后产生裂纹。非熔透缺陷和非熔透缺陷对船舶质量的影响非常严重。未完全焊透缺陷是指船舶焊接时在接头根部未完全焊透的情况。熔合缺陷则表示两个焊接部位出现没有溶合的间隙。裂纹产生的原因是焊透和熔合不够彻底，让焊接缝隙不牢固，导致应力问题的出现。以下图3-5所示。图3-5未焊透3.2改善措施3.2.1建造工序的改进改善建筑秩序的措施：在纵向地板胎面下壁上的轮胎下侧点焊一组管子在隧道肋上通过焊接改善纵向肋的内部结构→加固外部基板的焊接→颧龙骨布置→一套反焊焊缝提升。船体结构分为几个部分和部分。施工作业可在车间内同时并行进行，以缩短造船阶段。通过将高空作业转换为地面作业，将野外作业转换为内场作业，改善了作业条件，降低了劳动强度，降低了船舶安全风险。改善工作条件提高了造船质量和劳动生产率，为生产过程的自动化和机械化创造了条件。内板纵向孔与边机同时加工为固体材料。纵向孔作为摩擦前后确定方块位置的依据。外部衬底：装配和标记由装配站完成。直线部分（具有曲率部分，一系列具有全曲率的弯曲板，高度300mm）需要焊接、摩擦和切割焊接站。除了在隧道两侧不设纵向支腿外，其他纵向支腿均安装在直通站内并焊接。管块连接到左肋骨。纵梁与肋骨相连：舱内纵梁连续，肋骨断裂。在切割长度上，纵梁被切割成一个整体（如果髋关节开口可用，则预先组装），并安装在一个小型装配站上。船舶的纵向梁和肋骨不安装在直通站上。甲板在飞机车间制造，上侧面板为地板，倒装、装配焊接骨材料和肋板，然后在场地表面上方的旋转段内翻转，形成带盖和侧板的工段，完成工段设备和预泄漏试验。在表面车间制造侧板.上油箱的倾斜壁和盖子必须在飞机段车间制造和组装。其余部分将在平坦的流水线上进行，在甲板上——在地板上，翻转，最后完成一节的准备工作。纵梁固定件下部增大10mm焊接收缩，货舱后部安装反向。翅片销与型材之间的焊接端上部减少1毫米，以减少分段装配过程中的修整和切割次数。如下图所示货舱地板应逐个安装。为了满足“船体、预制构件和密封件”分段集成的要求，预制工作必须与船体结构同时进行，分段集成前必须对船体中的预制焊缝进行微调。为了确保船体的总长度，除了框架的允许性外，在施工的每个步骤中，滑道上框架之间的距离（仍在大焊缝上）必须增加，以补偿焊接后船体的总收缩变形。带十字骨架的船体间隔架+5-10mm。带有纵向骨架肋的大型蒙皮焊缝，10-20mm。台阶上的总焊接量加上5mm。改进了舱口施工工艺流程：吊装舱口组合、现场固定吊钩舱口、剩余凸出和切割舱口组合堆放和焊接、角度齐平测量和灰板载荷试验。如果甲板上出了什么问题，烧掉马，然后按下千斤顶，直到它变平。在同样的情况下，围板和甲板之间的连接必须接地。在装配过程中，必须多次测量舱口的周长。货舱的侧面部分在飞机装配线上制造，外部板安装在下面。FCB板安装完成后，在旋转工作台上与纵向支腿焊接，外侧板在坡肋下方和下方建造，分层横向隔板在地面车间制作。槽壁制作完成后，与塔的底板和下部砌块形成一个完整的截面，最终完成预制阶段。3.2.2焊接工艺的改进在建造货舱时，我们必须严格按照要求建造。不可避免地会出现焊接、装配精度高、效率高与否的问题。舱室平行中心的双层底分为五个宽段，两侧各一个，左、中、右三个。预组装后，侧隔间内部框架和防水墙应尽可能分割成一个整体。不同厚框的机舱顶部可以切成碎片，然后与地板样品连接。确保外框保持框架轮廓精度.装配装置安装在机架上，并在预装后焊接，然后必须用水和火对齐框架。侧边栏如下所示。在船舶货舱底部，无论是垂直孔还是水平孔，内、外基板和纵梁为实心材料，外基板和纵梁为尾部，头部为空心材料。尾架下部分段纵梁，纵向支腿下部铺设板内实心端材焊接收缩补偿10mm，必须标注结构布置线和切割架编号。根据外形和标签，外形长度公差低于U3，不允许出现负数。内外地板的切割纵槽用于刨边、切割组装和安装，外纵梁的底部标记和安装在工作场所平整后进行。在拍摄框架结构时，除了直径外，隧道两侧还有球形钢肋和其他纵向骨骼，孔与焊接件外缘的距离增加了2mm。拼板时必须保证立柱尺寸的方形精度，划线必须仔细，分段线必须保持在距控制线内侧100mm的位置，并在切割线和控制线之前进行锐化确认，确保切割后的尺寸精度。安装外纵腿时，必须保证结构线的定位精度。在用扁铁焊接前，纵向支腿的安装角度应倾斜至0.5°'1°的球面侧，以确保焊接后纵向支腿的平直度。货舱的下侧倾斜，如下图所示。侧断面的升降部分主要定位在原位，用螺钉调整，使侧断面的下、纵向肋板与相应的纵肋板和下断面保持一致。调整平台平面后，切断余量，在需要接点焊接的地方烧掉一定长度的焊缝。侧面板分为两个独立的部分。提升时可同时提升.侧面和右侧悬挂没有序列，位置和支持也是如此。如果需要侧柱支撑，则在解锁挂钩之前，挂钩必须保持适当的支架，以确保稳定性和安全性。另一部分必须按照同样的要求来定位。装配后，准备工作在完全装配阶段进行，焊工焊接所有焊缝。3.2.3材料的精度控制对于船体中的所有零件，必须严格控制制造精度，