43000D吨船舶分段制造工艺毕业设计.docx
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43000D吨船舶分段制造工艺毕业设计
34000DWT船舶分段的制造工艺
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摘要
在当今世界上，造船业竞争越来越激烈，造船业的发展也越来越迅速。
各种船舶也应运而生，散货船便是其中之一。
散货船是散装货船简称，是专门用来运输不加包扎的货物，如煤炭、矿石、木材、牲畜、谷物等。
因为散货船在运送货物上相对于其他渠道而言有运量大，运费低的优势，所以很多厂商在选择运输方式时，选择了用散货船运输。
这便成了散货船需求量大的原因。
而造船业是一个工程繁琐，劳动力付出大，建造周期长的产业。
如何才能在现有的有限的设备和有限的劳动力的情况下，更好的去适应时代的发展要求？
本毕业设计，主要就是从船舶分段的制造工艺方面来介绍船舶制造企业在现阶段，如何做到降本增效，提高产品质量，适应现阶段的发展要求，使之更好的生存下去。
关键词：
船舶制造工艺；降本增效；分段；建造周期
引言
由于经济危机的影响，虽然经济已经慢慢的复苏了，可是航运业仍然处于低谷，没有复苏的起色。
航运业的不景气给造船业带来了巨大的影响。
由于订单量不断减少，部分企业甚至已经接不到订单。
这使船舶制造企业面临了巨大的考验。
而在这时，船东不仅没有放宽对船舶的要求，反而对船舶质量的要求更加苛刻，使得部分小型企业已经面临倒闭的风险。
在此时，船厂想要继续生存下去，只有想方设法提高产品质量，同时还要努力做到降低成本，从而在度过这一艰难时期。
船舶分段在制造过程中，只有严格控制生产工艺，才能在提高质量的同时做到降本增效。
1船舶分段的划分
现代船厂建造船舶时大多采用分段制造、船台合拢的方法。
即根据船体结构的情况和船厂生产工艺、起重设备能力等条件，将船体划分为若干分段，分别制造，最后在船台上依次合拢成完整的船体。
一艘大、中型船舶的船体，往往被分成几十个到近百个分段，因此分段制造的工作量在船体建造过程中占有很大的比例。
现由于起重设备的制约，车间最大起重吨位为150t，使得在设计时不得不将船体划分为77段。
34000DWT主尺度
总长：
181米
垂线间长：
172米
型宽：
30米
型深：
14.6米
吃水：
9.4米
34000DWT分段划分图
该散货船的划分是根据公司的实际生产能力，包括起重设备，生产车间的规模以及实际生产中施工的可行性来划分的。
采用分段单体制造，部分分段合并建造的等方法。
2船舶分段的施工工序与注意事项
2.1自动焊拼板
埋弧自动焊具有生产率高、机械化程度高、焊接质量好且稳定等优点。
在船舶实际生产中得到广泛的应用，大大的提高了产品的质量。
自动焊拼板在船舶制造中主要应用于较大板面和平直焊缝。
严格上讲分段的制造周期应该是从上胎板的拼焊开始的，也就是说自动焊拼板是分段制造的开始。
因此，自动焊拼板的质量也是影响分段质量的一个重要因素。
自动焊拼板在施工中应注意：
（1）板材的吊装顺序应严格按照拼板图操作，整体定位后须保证主尺度与图纸一致；
（2）定位焊焊缝长度以60～100mm，间距以300～400mm为基准，点焊段厚度一般不超过坡口深度的二分之一，不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷，严禁在焊件母材表面上引弧、熄弧；
（3）拼板焊缝根部间隙应在1mm以下，如果超过范围,需要用手工焊或CO2半自动焊进行打底处理,以防止烧穿；
（4）直焊缝的两端应装引弧板，安装引弧板的尺寸应该是在150×150mm以上,板厚的范围同母材在±2mm范围内，焊牢，不应有超高现象；
（5）引弧板与母材用手工焊或CO2半自动焊完全焊接。
（不完全焊接时有裂纹产生）。
引弧板的坡口形状与焊接坡口相符或刨出引弧槽。
如图
（6）焊丝应放在湿度较小的地方，以防止生锈。
焊剂在使用前须经350～400℃烘焙1.5～2小时；
（7）焊接前对零件加工及装配质量、点焊焊缝质量进行检查，焊缝处不能有油、水、锈等污物。
（8）焊接过程中，如发现焊穿，应立即停止，并将焊穿部位凿去，由焊接技术合格者使用相近强度等级的焊材补焊。
对25mm以上的X型坡口焊接前稍放反变形，以防止焊接角变形；
（9）焊接结束后，自检焊缝外观质量，其表面不得有裂纹、夹渣、未溶合、气孔和咬边等缺陷。
2.2分段胎架制作及划线
船舶分段在制造时通常先选取一个较为平整且面积相对来说较大的平面作为分段制作的基准，该基准被称为上胎板。
而分段是在胎架上制作的，要保证上胎板的精度，胎架在制作时，平直分段统一打出水平线，曲面分段须划出地面基准十字线以便检查定位，在水平基线的基础上进行升高数据胎架的制作，必要时用扶强材加强或斜撑，确保升高胎架牢固，胎架基准面公差应控制在±2mm。
用基础胎架制作分段时，不管什么构件为胎架基准面都必须执行四周死胎，在强结构位置和纵壁部位内部适当局部死胎，基面板，必须平整贴胎，薄板反面加设扶强，确保平整度。
在保证上胎板平整度的基础上，才可以进行划线作业。
划线使用的方法应当可靠，工量具应经计量且统一，并有足够的精确度，划线时必须先选取一根基准线作为划线依据，选取时一般以作净端对合线为基准线。
划线要注意，符号必须统一，中心线、结构理论线、余量线、对合线、检查线都必须表示清楚，打上洋冲，在结构理论线旁标注出零件编码。
为确保划线的准确性，避免施工错误，划线结束后须有专业的检验员验收，检验合格后方可进入下道工序。
2.3船舶分段的装配
分段装配是将部件和零件组装成船体分段或总段的工艺过程。
在船舶建造过程中，装配的质量直接影响着船台搭载。
因此，在分段的制造过程中，应严格遵守装配工艺，确保分段精度。
2.3.1船体分段作业顺序及注意事项
上胎（外板）拼板→艏艉半宽，对角线数据测量报检→胎架调整，上胎板水平死胎→划线报检（结构过焊缝处进行打磨）→纵骨安装（注意端面对齐、角尺定位后加支撑），角焊机焊接（提高焊接质量，减少焊接变形，减少修补打磨工作量）→肋板、纵桁安装（注意垂直度）→结构焊接（立缝焊接前必须检查整体水平度，避免造成焊接收缩，水平超差）→舾装→外板纵骨预制（现状是外板纵骨定位，注意端面挂线，作净端垂直），盖板装配定位→下胎翻身后结构检查→结构修补打磨、精度完工测量报检
2.3.2双层底分段工艺要领
分段长：
L＜±4mm
分段宽：
B＜±4mm
分段高：
H＜±3mm
分段方正度：
＜4mm（内、外底板对角线差值）
分段扭曲度：
＜10mm（内底板四角水平）
2.3.3舭部分段工艺要领
分段长：
L＜±4mm
分段宽：
B＜±4mm
内底高：
H1±3mm
舭部尖顶高：
H2±4mm
2.3.4尾部分段工艺要领
前后尾轴管偏心＜3mm（施工中焊接变形进行监控）
和铸钢件相焊焊缝铸钢件和钢板预热至≥120ºC。
2.3.6挂舵臂分段工艺要领
长度：
＜±4mm
宽度：
＜±4mm
高度：
＜±4mm
舵杆中心线＜±3mm
尾尖舱壁垂直度＜±3mm
舵机舱平台平面度＜6mm
挂舵臂焊前收缩反变形7mm～12mm（向艉倾斜）。
挂舵臂焊前预热≥120℃。
挂舵臂和分段焊接时，随时监控舵杆中心线线锤偏差，用调整焊接程序来纠偏。
此外，分段装配时还应该注意以下几点：
（1）定位马板安装应于单面焊接包角，合理控制马板数量，并且尽可能安装在分段内部（结构面），拆除马板（含吊码）时都不应硬敲、扳（应刨或留根割掉），尽量减少外板定位马板疤痕，确保分段制作的质量与美观。
（2）用来控制焊接变形的马板，每间隔300mm设一块，加长马板根据情况而定，加在外板的长马板，原则上马板两头与内部结构对应。
（3）首尾部线型较大的外板区域，马板需加密，形状可根据外板实际线型修割，以确保线型光顺。
（4）马板拆除后，应及时回收，注意二次利用。
（减少浪费，节约成本）
（5）分段散装件安装操作方式：
①对于可以安装到位且不影响合拢的散装件应在分段上点焊到位。
②对于不能安装到位的小型散装件应贴付在距合拢口200mm的位置内。
③其余不满足以上两个要求的散装件需打堆送集配处理。
2.4船舶分段的焊接
分段在焊接过程中，因焊接收缩及火工校正等都会使船体产生变形，这不仅影响船体外观也影响船体的性能和强度，并且直接影响船台的合拢工作。
因此，必须按照焊接规范及要求，严格控制焊角大小，采用对称焊，遵循：
先立焊、后平焊，先内后外，先下后上，由中心向四周及退焊和跳焊（间断）等方法，合理控制焊接次序来减少焊接变形。
此外，为保证焊接质量，焊接作业前要对焊缝进行除锈、去油等清洁工作。
同时须检查结构有无装错，如发现问题及时反馈，避免发生返工现象。
2.4.1焊接作业工艺要求
（1）平角焊：
焊喉要求在3.5-5.0mm时可一遍完成，5.5-7.0mm两遍完成，7.5mm以上需要进行3遍以上多层焊接。
（2）立角焊：
焊接前调整好作业姿势，争取一次焊接较长焊缝，减少接头的产生，焊缝间隙过大时，要先进行一遍填充后再焊接。
（3）仰角焊：
焊喉要求3.5-4.5mm时可一遍完成，5.0mm以上要进行多道焊接，由于仰角焊飞溅过大，焊嘴离焊缝10-15mm为好。
（4）平对接：
焊接时首先要对焊缝上氧化铁进行清理，贴衬垫时衬垫的中心要正对焊缝中央。
（5）立对接：
填充时要把打底的药皮飞溅清理干净，运弧速度要稍微慢点，保证填充后焊肉与坡口有2-3mm的间距，然后进行盖面。
盖面时，运弧速度要均匀，宽度要超过坡口宽度2mm,保证两边能够融合良好。
（6）横对接：
打好底进行填充时，第一道要保证与上面坡口之间的间隙为2mm,间距小的话，第二道铁水不能很好的渗透融合，会产生融合不良，还有可能出现夹渣。
（7）以上三种对接缝焊接时要注意接头部位不要处于同一位置，要错开，防止应力集中使焊缝产生裂纹。
2.4.2焊接成型注意要点
（1）焊接角焊缝时，注意焊角尺寸大小以及焊缝成形（见下图）：
（单边焊）（卷边焊）（正确）
（2）7㎜以上焊角（包括7㎜）必须焊接两层，并注意焊接方式（见下图）：
（禁止）（不良）（不良）（良好、合格）
（3）板缝焊接时注意点：
严格控制第一层的电流、电压（电流200A），填充金属须饱满（见下图）：
（填充金属过多容易夹渣）（填充过少容易产生裂纹）（良好、合格）
另外填充焊时必须把第一层焊渣清理干净，并且确认无裂纹、气孔后才可焊接；盖面时尽量注意焊缝的直线度、宽窄度；反面成形接头处必须气刨修理，清除收弧时产生的裂纹。
2.4.3焊接缺陷原因及防范措施
（1）气孔发生原因的分类及解决办法：
①氧化铁气孔：
主要由氧化铁等杂质形成。
解决方法：
a在药剂中加脱氧剂，利用脱氧剂补充由于氧化形成的气孔；
b清除焊缝内及边缘的氧化铁等杂质；
c限制焊丝中的含碳量0.08%左右。
②氢气孔：
主要由油污和铁锈以及气体中的水分产生。
解决方法：
施焊前清除焊缝内及旁边的油污及铁锈等杂物。
③氮气孔：
电弧区域外的空气入侵焊接区或CO2气体不纯。
解决方法：
a增大气压（保护气体）；
b喷嘴杂物清除；
c缩短喷嘴与焊件的距离；
d做好防风措施（风速超过2m/s）；
e提高CO2气体纯度；
（2）飞溅发生的原因分类及解决方法：
①冶金飞溅：
主要是CO2是氧化性气体，高温分解膨胀，同时熔池高温时也产生一氧化碳，高温高速膨胀过程中气体发生爆炸，从而带动熔池内金属液体产生飞溅。
解决方法：
保证含碳量0.04～0.08%。
②极点压力飞溅：
主要是电弧中电子和离子在电场的作用下，高速撞击正负两极活性斑点而产生机械压力，引起飞溅。
解决方法：
采取直流反接，反接反极性阻碍熔滴过程的是电子压力，由于电子的压力比离子小，产生的极点压力就小，故飞溅颗粒比较小。
2.4.4焊接工艺参数对焊接质量的影响
（1）焊接电流：
根据焊接材料厚度、坡口形式、焊丝直径和所需的熔滴过程过度形式来确定，过大时就会产生飞溅、焊瘤、气孔；过小时不能连续燃烧、未熔透、成型不良。
（2）电弧电压：
电弧电压是指从导电嘴到焊嘴之间的电压，它对电弧的稳定性、焊缝成形，飞溅大小、短路过度以及接头力学性能都有很大影响。
2.5船舶分段的修补打磨
船舶分段的修补打磨，基本上是分段制造的收尾工作。
在这一时期，主要是对以上作业过程中遗留的问题进行修复。
在修复过程中，焊缝上单个气孔可直接修补,修补长度根据板材不同在30-50mm之间。
当出现多个气孔时,需进行碳刨,碳刨长度根据气孔长度而定,最少不低于30mm,并且碳刨要刨到气孔根部,打磨后焊接。
咬边深度小于0.8mm时可以简单的打磨处理即可，如果较深须加焊一遍后打磨；立角焊时出现咬边可采取下滑焊接进行修补。
咬边修补长度要超过咬边长度,并且根据板材不同最低不低于30～50mm。
此外，T型材、舱壁板等因为吊装原因，经常会有一些吊装时的吊具夹痕，如果较浅的话可直接打磨处理，较深时要进行焊接修补，修补完后进行打磨。
当UT（超声波探伤）、RT（射线探伤）出现不合格时必须先碳刨后焊接,根据显示的缺陷深度决定碳刨深度。
假如只有点状缺陷,修补长度要达到100mm，此种修补须对气刨点打磨处理后焊接。
气刨位置不能超过3次，不然会降低板材的强度。
丁字焊缝修补后要在丁字部位进行加焊。
MT（磁粉探伤）,PT（渗透探伤）出现不合格时，轻微的可进行打磨掉表面的裂纹。
没有很强的应力或板材相同时，裂纹一般不会延伸,但是圆形焊缝和不同材质间的焊缝有可能出现裂纹延伸,所以必须气刨掉裂纹位置。
对于包角缺陷修补可参照下图：
如图1此情况要进行补焊修补；如图2此情况要进行排叠点焊。
打磨注意事项及要点：
打磨必须符合如下要求如图所示；
凸出部分必须打磨干净
所有结构的自由边打磨至R2、缺口处修补后再打磨；焊缝成形不良处打磨光顺，修补处打磨光顺。
打磨过程中对分段进行全面检查，对于发现前道工序遗留的多于标准要求的，反馈前道工序修正。
3船舶管电等舾装件
3.1管系封口基本要求
随着船舶建造质量要求的提高，针对目前管系安装过程中，开口端没能进行有效封堵，造成分段冲砂等许多垃圾进入管路中，且没有有效清理，产品进行调试或交船后，导致管路堵塞，设备受损，油、水受到污染。
为保证后道工序水下调试周期，管端必须进行有效封堵。
管件在领用时，应对管件端部封口进行核查，如发现管件封口未进行保护时，应该先核查管壁内是否有异物，如果没有应立即进行有效封口，防止杂物入内。
如发现管壁内有污垢、铁锈，应立即通知相关人员，必须表面处理合格后才能够领用安装。
对清洁度要求高的燃油、滑油、压缩空气、液压管等管系的封口管子，应安装一头开封，未安装的封口严禁随意拆封。
待管路安装完工后，应将分段上所有敞口管件进行有效封口。
如果管路的开口端是法兰接头，应采用圆钢板（厚度一般6～10mm）+螺栓固定形式封堵；套管或者光管的，采用钢板点焊封口；管端如是螺纹接头的，采用螺纹闷头封口。
此外，应加强对施工人员的教育，杜绝人为破坏封口现象的发生。
3.2管件安装的基本要求
（1）管件安装时应根据图纸坐标尺寸进行安装，现场不可随意更改管子安装坐标。
（2）由于分段施工环境较差，且立体作业，因此必须注意管子的清洁工作，既要防止异物落入管内，同时，要防止管端封口漏拆，造成管路不通等现象。
（3）镀锌管、酸洗管安装时不准敲击，也不准使用火焰加热、烘弯。
特殊情况下，DN60以下管径的管子，烘弯之后必须立即用环氧富锌底漆或其它等效涂层修补；DN60以上管径如果烘弯之后，必须拆卸下来，表面重新处理。
（4）管子安装时应横平、竖直、整齐、固定可靠、美观。
（5）法兰与法兰连接时，接口要自然对准，不许用撬杠和夹具等强行对中；套管间连接应横平、竖直，两管对接后角度要保证180°。
（6）管件安装过程中，如发现管子与管子、管子与结构、管子与舾装件相碰等问题，应及时反馈产品主管及相关技术员，现场不可擅自进行修改。
3.3管电支架的选用及安装要求
（1）U型螺栓管支架按固定型式分为滑动型、一般固定和紧固型，即A、B、C三种类型，其具体使用场合按系统的有关技术要求进行，见下图所示：
A型:
滑动型B型:
一般固定型C型:
紧固型
A型：
凡是有温度变化较大，管子需要移动伸缩的系统部位选用。
如油舱内加热盘管及加热油舱内的其它管子；
B型：
机舱等经常出入的区域选用；
C型：
凡是在管弄、非加热区域等一般不常出入的区域选用。
（2）支架表面处理：
油类舱、柜内的管支架和管卡均选用酸性并涂防锈油；海水舱内或水类舱室内，以及其余部位的管支架和管卡均为热镀锌。
（3）安装过程中应先把组合支架根据图纸坐标进行有效点焊定位，待相应管件到位之后再进行焊接，其余单支架安装时也需根据图纸要求安装，现场施工时可以根据实际情况进行适当调整（但结构反面必须有加强）。
（4）施工过程中发现管支架的形式与实际管子走向不符，应立即反馈产品主管及技术员，现场不可擅自进行修改。
（5）支架焊接在油舱壁、水舱壁上的管支架应增加垫板。
3.4管电垫片的种类与用途
垫片主要分为非石棉芳纶垫片、石墨复合增强垫片、石墨金属缠绕垫片、聚四氟乙烯垫片、丁腈橡胶垫片、无毒硅橡胶垫片等。
其中，非石棉芳纶垫片主要用于燃油、滑油、淡水冷却、油舱柜的透气、测量、注入等管系；石墨复合增强垫片主要用于主副柴油机排气管、焚烧炉排气管系；石墨金属缠绕垫片主要用于蒸汽、凝水系统、锅炉给水管系；聚四氟乙烯垫片主要用于压缩空气、CO2管系；丁腈橡胶垫片主要用于舱底、压载、消防、疏排水、海水冷却、生活污水、水舱透气管系；无毒硅橡胶垫片主要用于饮用水、热水及日用淡水及相应水舱的透气、测量、注入系统。
3.5管电附件安装的基本要求
现场安装管电附件时首先要根据图纸标注规格进行选用安装，特别是截止止回阀安装时要根据图纸标注阀件流向进行安装（现预装分段截止止回阀阀向均有进出口连接管标注），安装过程中如发现图纸中阀件没有阀向的应立即反馈产品主管及技术员，现场不可随意安装，给后道工序造成不必要的麻烦。
附件安装结束之后，对于进口阀件、蝶阀、阀组及液流观察器等附件必须进行有效保护，防止结构冲砂过程中损坏。
3.6管电焊接的基本要求及注意事项
（1）结构端部区域大口径管子焊接应采取防止焊接变形的措施并按有关焊接工艺要求进行；
（2）焊接区域的铁锈、氧化皮、油污、水分和其它污物，必须清除干净，并保持清洁和干燥才能够施焊；
（3）主甲板区域管件焊接前要确认是否开设坡口，对未开设坡口的位置不允许焊接；
（4）管、电件点焊、焊接时，要在结构的马板或要拆除的扶强材上引弧，不可在结构、管件上进行引弧；
（5）套管焊接前，四周进行有效的点焊，确保套管焊接后不弯曲。
3.7管电预装完工后的清理
分段管电预装结束之后，要对分段进行有效清理，保证施工结束之后分段上不能够在出现管件、附件等材料。
分段上多余的附件要进行分类归放，对需要使用的附件放置到另外分段上继续使用，不能够使用的附件按照公司要求进行退还到仓库并备注清楚原因。
结束语
随着经济的发展需要，散货船仍将占据很大一部分市场。
但在世界大的经济环境下，经济危机的影响仍未消除，船舶制造业仍然面临巨大挑战。
就目前而言，部分船舶制造企业已经面临亏本生产了，船东将船舶价格压低的同时，反而对船舶质量的要求更高了。
在这时，降本增效，提高产品质量成为企业一再强调的重点。
在实际生产中，必须严格遵守制造工艺来提高产品的质量，以此来赢得船东对公司的认可。
除此之外，在提高质量的同时，应该理论与实践相结合，不断完善技术资料，确保生产的正确性，避免返工。
完善下料信息，减少因技术错误带来的下料错误，从而减少材料的浪费。
另外，对用于分段支撑用的角钢等，应注意回收，重复利用，以减少成本。
有了公司全体上下的努力，相信我们集团的明天将更加辉煌。
致谢
转眼间三年的大学生活即将结束，在这里我要向所有给予我关怀和指导的老师、同学以及公司同事说一声谢谢。
首先感谢三年内教育我、传授我专业知识的各位任课老师老师，三年内关心我、支持我、栽培我辅导员。
大学是人生一个转折点，很幸运能来到南通航院开始另一段新的学习生涯。
在这里我接受到了来自各方面的锻炼，同时也学到了许多专业上的知识。
各位任课老师总是认真仔细的讲解书本上的每一难点，当我们有疑惑的时候总是能耐心的给我们讲解。
辅导员老师三年内对我们的学习和生活付出了艰辛的汗水，有问题老师都会冲在前面。
您们真的辛苦了，在这里我表示由衷的感谢，祝您们身体健康，工作顺利，家庭美满。
然后我要感谢和我一起生活三年的同学们，在这无数的岁月里，我们互相帮助，互相关爱，我们建立了深厚的友谊。
无论是学习上还是生活中，每当我遇到困难，大家都热情的给予我帮助，能有感情如此深厚的同学，我真的感到无比的幸运。
在这里，我祝愿所有的同学永远健康快乐，找到一个满意的工作。
我还要感谢在整个大学过程中给予我支持和帮助的室友，在我遇到困难的时候，他们总会鼓励我，给予我帮助，这对我非常重要，有了你们的陪伴，让我整个大学生活更加丰富多彩。
面临毕业，我的心中充满了不舍，在即将迈入社会大门的时候，我对你们送上由衷的祝福，希望你们能在以后工作中一切顺利。
另外要感谢学院的领导，因为有了他们的精心安排组织以及给予我们各种条件的支持与理解才使得我们有这个来之不易走向企业实习的机会。
还有企业的各位领导以及师傅给予的关心与照顾，使得我实习可以顺利结束。
在实习期间，我从师傅那里学到了很多宝贵的经验，同时他也教会了我如何更好的和同事相处以及处理问题的能力。
在这里，我忠心的祝愿车间的各位师傅身体健康，工作顺心，家庭美满。
最后，我要感谢一直给予我鼓励和理解的父母，你们含辛茹苦的把我养大，在我成长道路上时时刻刻呵护着我。
你们经常教育我，要做一个坚强的人，面临难关不能退缩。
衷心感谢你们对我的照顾。
祝愿你们身体健康！
参考文献
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[2]魏莉洁.《船舶结构与制图》[M].人民交通出版社.2006年8月第一版.
[3]黄宏波.《船舶设计实用手册--总体分册》[M].
[4]魏莉洁，何志标.《船舶建造工艺》[M].哈尔滨工程大学出版社，2010年2月第一版.
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所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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