船体通用工艺---------船体分装配造工艺
船体分装配工艺
一、适用范围
适用于各种类型的船舶的分段建造。 二、工艺内容
1、底部分段的装配
底部分段一般是有双层底的船划分的,其内底板又可分为平直的,船底部向下折角,舭部向上折角以及阶梯等四种,由于底部分段的结构及钢材的厚度不同,其建造方法有正造和反造法两种。
1.1 双层底分段的反造法装配程序:
以内底板制作胎架?内底板拼板? 刨槽? 焊接、局部矫正 ? 划纵、横骨架线 安装纵、横骨架 ? (可采用分离装配法或混合装配法) 焊接? 矫正构架变形? (修顺构架底部型线) ? 装外板 ? 焊接 ? 装焊吊环 ? 划出分段中心线及检验肋骨线 ? 检验与测量 ? 脱胎吊出翻身焊接外板上结构的部分角焊缝,同时进行内底板封底焊? 火工矫正 ? 完工测量 ? 焊缝密性试验及透视 ?分段完工 1.1.1 双层底反造分段的胎架:
因双层底的内底板是平的,没脊拱,也没有梁拱,所以胎架的顶是平面,但是要考虑焊接变形的影响,要作相应的反变形措施。
反造双层底分段在胎架上焊接后的横向变形往往是两舷向外翘曲,纵向亦有两头向上翘曲的变形,故需在胎架上作出相应的反变形措施。 a 、横向反变形计算:
① 当双层底半宽≤7500mm,双层底高度≤950mm时: Y=(2/1000~3/1000)*BX 式中:BX为至中心线任意距离 X=(2/1000~3/1000)*H
② 当双层底半宽＞7500mm,双层底高度>950mm时:则XY值可取上式计算式计算所得数值0.8倍。
b、纵向反变形计算:
① 当分段长度L≤6m可不放反变形。
② 当分段长度L=6~12m时则Y=(2/1000)*LX
式中: LX为至1/2L处的任意距离,Y为分段胎架放反变形值 ③ 当分段长度L>12m时,则Y=(1.5/1000)* LX
如果胎架上不作反变形措施,则要求严格遵守工艺堆积采用合理的焊接程序选择正确的焊接参数以减少分段的变形。
1.1.2 内底板定位:
内底板在吊上胎架前可拼焊好,并经校平。内底板吊上胎架后,将内底板的中心线与胎架中线对准,并摆准首端或尾端肋位后,则内底板可与电焊固定,搭焊固定时,不仅四周要搭焊,且在中间部位的中线和内部构架位置均作适当间隔距离焊固定。不得随便搭焊几点马虎了事,造成以后分段变形严重。
1.1.3 划纵横骨架线:
先把胎架的中心线的检验肋骨线,引到内底板上划出中心线和检验肋位线,再根据图纸或草图划出纵骨、肋板中、旁桁材肘板等纵横构架线,并标上肋骨零件及构件理论线厚度方向。由于分段是反装划线,须对调骨架的左右方向,即原来的左变右、右变左,这点要特别注意。
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1.1.4 安装纵横骨架,一般采用分离装配法,其装配程序:内底纵骨安装 ? 旁桁材?肋板 ? 插入中桁材 ? 肘板或内底纵骨、中桁材安装? 肋板与旁桁材交错装 ? 肘板内部骨架安装时,均需用角尺或水平尺检验其垂直度,特别是中桁材和肋板,都应确保其垂直,必要时可以用临时支撑加固,以防变形,安装和如要插入构件(或中桁材插入肋板间),则其空间的间隔为插入构件板厚加1~2mm,其间隙不得随意扩大造成焊接收缩变形量增大。
1.1.5 内底边板安装(根据具体船只结构,有的船没有,则不要安装)。 1.1.6 外板装配:
曲度平坦的外板,视平坦程序,可将整体外板或中间三行外板先拼好缝再上分段装配,外板曲度大的,可一行板一行板对称吊装。
先吊装K行板(K行板两边接缝均为正确边口可预先开好坡口),将K行板的中心线对准分段中心,并摆准其前后位置,与肋板和中桁材搭焊定位,定位时应从中间向两端定位,或从一端顺向定位。其余外板均由中间向两边,按照外口对准板路线装配,其余量放在靠船中一边板口,当外板吊上分段时迭在前一列板上,因此在前一列板上接缝板口50mm~100mm(根据余量多少而定),外划一根线作为基准线,供下列板划余量,当该行板位置放对后,即可根据该线划出余量,割掉拼合后吊装转圆板(R板),吊装前在转圆板上先焊好靠板,防止下滑,装配方法同前装配完毕报验。
1.1.7 在分段吊出胎架前将中心线及肋位检验线复到外板上,以作大合拢的依据。
在划线同时可安装吊攀,为发防止分段吊运时将外板与骨架间的焊缝拉裂,在吊攀安装区骨架与外板的焊接加强、加大,须较吊攀焊缝长一倍以上。
1.1.8 将分段吊出胎架翻身,摆平垫实后,进行外板内缝与外底纵横骨架的焊接以及内底板接缝进行碳刨封底焊,焊接工作结束后,火工矫正。然后做外板焊缝密性试验及透视双层底分段在装配过程中尚应注意下述两点:
a、凡有放水塞的分段,应在分段外板时,划出放水塞位置,并开孔将放水塞装焊好。
b、转圆板(即R板)与底板靠外面的角焊缝不应焊接,因焊接后外板易朝里凹,在船台上装配时与相邻及舷部对接就比较困难。 2、双层底分段正造法
双层底分段正造法装配程序:
按线型型值搭制模板胎架 ? 外板拼板 ? 刨槽 ? 焊接、局部矫正 ? 划纵、横
骨架线 ? 安装纵、横骨架 ? 焊接 ? 装内底纵骨架并修齐装内底板高度的顶口线 装内底板 ? 焊接(包括全部焊接工程)) ? 装焊吊环? 划出分段中心线及检验肋骨线 ? 检验与测量 ? 脱胎吊出翻身?焊接内底板上结构的部分角焊缝,同时进行外板封底焊 ? 火工矫正 ? 完工测量 ? 焊缝密性试验及透视 ? 分段完工
单底分段的建造程序与上述相同,只是缺少装内底纵骨的工序,同时单底分段完工后,在端部软档处和肋肋板外侧端部的船底板口需作临时加强措施:即马好板口。 2.1 双层底正造胎架:胎架按照胎架图制作
正造双层底分段的变形一般亦为半宽缩小两舷上翘以及纵向首尾上翘,其反变形计算,取反造分段计算的下限值,但一般在胎架制作中不反变形措施,而是在分段制造作刚性固定,将分段底板周围和中部搭焊固定和在分段纵横骨架焊接前临时加强装置的强制固定措施,同时要求焊工严格工艺规程,采用合理的焊接程序和选择正确的焊接参数以减少分段的变形。 2.2 外板装配:
外板是逐行的吊上胎架拼装,先吊K行板校准中心线及前后位置与胎架定位固定(搭焊)接着装相邻的两行板,先进行纵向接缝定位焊,后进行横向接缝定位焊；板口余量处理方法与反造分段装外板相同。外板装齐后,不准焊内焊缝,只允许碳刨刨好板缝,外焊缝隙可以焊接。 2.3 纵横骨架划线:
在K行板上根据胎架地面上的中心线吊线锤,引到K行板首尾端。弹直线线作出船中线,
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然后将胎架地面上的中间检验肋位线用吊线锤引到外板口,树立接线架,以两舷板口上的点子为准拉钢丝,再在船中处吊线锤,在船中心线上定出该道肋位的中心点,用同样办法每隔一段距离吊线锤,定出该道肋位线上数点,然后用直尺连接各点划出该道肋位线。
用肋骨间距样棒(若是底部分段有纵向升高或降低,则用肋骨伸长样棒),沿中心线,以已划出的中间检验肋位线为基准,在中心线上划出前后,各道肋位线的点子,定了同肋位间距,再用外板伸长样棒在两舷板口,亦以已划出检验肋位为基准,划出各道肋位在舷边板口的点子(左右相同),然后以每道三点子为准划出各道肋位线,为使分段制造尺度正确起见,首尾两道肋位线亦采用定中间检验肋位线一样办法钢丝吊线锤检验首尾端肋位线。
用宽度伸长样棒以中心线为基准,划出分段接缝线侧(旁)桁材线,纵骨线等。
纵横结构划线完成先自查无误报检,验收合格后把各道肋位打出洋锪印,再用油漆标明佃位号,纵横骨架零件号,并根据船体理论线原则(或按工艺图)作出各构件靠线方向,以及各纵向构件的断线位置。
内部骨架装配方法与反造分段装配方法相同,内底板在安装前可预拼焊好,整块内底安装,较厚的内底板加板厚≥14mm以上,则只可焊底下一面焊缝,天面焊缝的刨焊应该挨到内底板安装好后进行,但是舷边内底板与外板的外面角接缝,暂时不能焊,留到船台大合拢中去焊。
分段装配完毕报检,以后各工序手段同反造分段。 底部分段装配技术要求:
分段长度L ±0.05% 分段宽度b ±0.05% 双层底高度 ±2~3mm 构架垂直度 <±2mm 中心线偏差 ≤1.5mm 基线纵向挠角 <0.05% 分段四角水平 ±4mm 3、舷侧分段的装配:
舷侧分段的结构包括外板、肋骨、舷侧纵桁,有的分段还带有油箱,或边甲板及舱壁小分段等,也有舷侧是边舱则肋骨是框架结构,根据不同的舷部分段线型的特点,其装配基础也各异,分段的线较平坦的,可在平台上装配,分段曲率较大的则需在胎架上装配,不论是平直或曲率较大的舷部分段它们的装配程序及方法则基本相同。 舷侧分段(横内架式)的装配程序:
外板装配? 刨槽 ? 焊接、局部矫正 ? 划纵、横骨架线 ? 安装肋骨 ? 安装强肋骨和舷侧纵桁 ? 焊接 ? 装焊吊环 ? 划出分段轮廓线及检验肋骨线、
检验水线 ? 检验与测量 ? 脱胎吊出翻身 ? 封底焊 ? 火工矫正? 完工测量 ? 分段完工
3.1 胎架:
一般采用单斜切胎架,在艏艉曲率变化较大处,也有采用双斜切胎架。胎架制作中,地面上划线结构线时应根据样台尺寸或样棒划出设计水线和旁板板路线,并在胎架上作标记,以作装配和合拢的依据,同时应对称设置胎架。如果以内侧纵壁为胎架面,则胎架为平面胎架,具体根据胎架图制作。胎架制作完后应经验收合格方可使用。
3.2 外板装配:
如果是平坦的舷侧分段可根据样台板路安排预先拼焊好,并划出设计水线,装配时按设计水线和检验肋骨线对准装配。如果舷侧曲率较大的分段,则先吊装舷顶列板(板下口对准板路线)与胎架搭焊固定,然后依次按照板路线装配下列板。有圆势的尺板在舷侧分段中不装留到大合拢装配。为保证线型和顺序各列外板均需与胎架贴服,不得马虎了事。
3.3 划纵横骨架结构线:
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舷侧分段划线,应以设计水线为根据(不管何种船型的船只其设计水线肋骨线都是垂直的),故先从胎架中的设计水线吊线锤引到外板上,并划出水线再从胎架的检验肋骨线引到外板的上下口,并划出该道肋位线。然后用肋距样棒在设计水线和外板下口划出各道肋距,如果下板口曲率较大,则可根据胎架地面的肋位线或下板口伸长肋距样棒拨取。以上下两定点划出各道肋位线。
再用样棒(该样棒以设计水线为基准拨取每道肋位从设计水线到甲板口线的尺度),划出各道肋位的主甲板口线,同样再用样棒拨取舷侧纵桁位置线。划线工作完成报检,检验合格后,打洋锪印标记,并用油漆标明肋位号再根据船体理论线原则标出构件安装靠线方向。
3.4 构件装配:
根据图纸或草图对各种构件进行装配,如果舷侧分段带有边甲板的侧肋骨架,带有边舱梁(该肋骨架在肋骨平台上组装)的组合件,安装肋骨架(包括强肋骨架)时不仅要用根据理论线标明的靠线方向安装,同时要注意在单斜切胎架上,肋骨(强肋骨)应用水平尺放垂直,在正斜切或双斜切架上须用角度样板复对外板与肋骨间的夹角,为了防止变形,肋骨或强肋骨定位焊后,须用临时撑筋定牢,再进行肋骨焊接。舷侧纵桁的装配与双层底分段中肋板装配相似,它是套装在普通肋骨上并与强肋骨相接,舷侧纵桁定位时,须用水平尺或角度样板检查其与外板的夹角一般情况舷侧纵桁是水平装置的),并且临时支撑固定。在强肋插入处的一端,按照强肋骨安装角度和板厚加1~2mm间隙开空弄, 在强肋插入舷侧纵桁后先与外板定位,后与舷侧纵桁接合定位,并在舷侧纵桁上装上肘板,最后将分段正确端(即大接缝的短边板口)割齐。
3.5 装配完毕后报检,待内部构件焊接完工后,脱胎翻身,搁置楞木或高凳上,搁置的角度应尽量平坦,以便进行外板缝焊接,同时把设计水线引到外板的外表面及划出检验肋骨线,以作大合拢的依据。
3.6 舷侧分段装配技术要求:
A、平直停板肋骨挠曲度 装配后≤2mm,焊接后按肋骨长度计划<1/1000 装配后±1mm,焊接后按肋骨长度计划±2mm B、平直停板肋骨挠曲度 装配后±1mm,焊接后 ±2mm
舷侧分段其它结构建造形式:若舷侧分段带有边甲板的L形舷侧半立体分段,则采用舷侧和甲板分别形成平面分段,然后以其中的一个(一般为甲板分段)为基准在胎架上组装；
若带顶边水舱的P形舷侧半立体分段,可以采用框架法(顶边水舱和舷侧分别形成分段,然后在舷侧胎架上组装)和平面分段法(将框架分解后分别形成甲板、舷侧和顶边水舱斜底板三个平面分段,然后在舷侧胎架上组装)；
若带纵舱壁的舷侧立体分段,则以纵舱壁为基准采用卧装法 4、甲板分段装配
甲板分段由甲板板、横梁(或纵骨)加强横梁,甲板纵桁(或舱口纵桁)肘板等组成,甲板分段的装配工作较其它分段简单,其装配顺序:
铺甲板板 ? 焊接、局部矫正 ? 划纵、横骨架线 ? 安装甲板纵骨及横梁 ? 安装舱口纵桁短强横梁、舱口肘板及舷侧边肘板(或舱口围板) ? 安装舱口纵桁、甲板纵桁、肘板、? 焊接 ? 装焊吊攀 ? 划出分段轮廓线及检验肋骨线、检验水线 ? 检验与测量 ? 脱胎吊出翻身 ? 封底焊 ?焊缝密性试验及透视 ? 分段完工测量
胎架:
因甲板分段一般是反装进行,故胎架是取甲板梁拱和脊弧形状而制成。甲板分段因纵横构架的焊接,不可避免会有纵横的焊接收缩变形,其纵向收缩因其它分段制作中亦有,再则在合拢时尚有余量可借平,故不作纵向反变形,但对横向收缩变形可作为如下处理:
当船宽B≤10m时,可不放反变形。
当船宽B=10~16m时,则反变形值:A=(2/1000) X B。 当船宽B>16m时,则反变形值:A=(1.5/1000) X B。
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故在胎架制作中按照计算所得的A值,把样板外角按原划的线放低A数值,划出胎架的顶口线,即为甲板分段反变形。
4.1 铺板:
甲板板拼装有两种方法:一种是在平台上按照草图先行拼好或分前后拼好(手工焊焊后要敲平),然后吊上胎架,其方法与前述分段铺板相似,其板路接缝线亦应按样台安排的板路线装配。如分段较长需前后二板对接时,则其对接缝处应“马”好“马档”，甲板如有厚薄不同板拼接，应在装横梁（或纵骨）一面平齐。
4.2 划结构线:
甲板分段的划分与双层底分段相同,首先将胎架前后中心线复到甲板上,划出甲板中心线,再以甲板的一端肋位从胎架地面的肋位线吊垂线引到甲板两边口,和底分段划线一样拉钢丝吊垂线划出该道肋位线,然后以这两条线为基准,对照图纸上的左右结构位置,在划线时要反向,划线工作完成后报检,并按照理论线原则,标出构件靠线方向位置并把各结构打出洋锪印标记。
4.3 纵横结构安装:构架装配可采用分离法,若分段为纵向结构可先装纵向构件,后装横向构件,若分段为横向结构,则安装程序与纵骨架式相反,分段钢板厚度在6mm以下,宜采用混合装配法,即纵横骨架的装配可交叉进行,待全部骨架装配完成后,再进行焊接,因为板薄若纵向构件装好就进行焊接,则薄板的变形较大,在装横向构件时会带来一定困难。
在装配过程中,甲板舱口处的肘板,应在舱口纵桁插入前先装,否则安装较困难,另外若分段系纵骨架式,舷边肘板若在因为到船装配时,万一肘板与肋骨对不齐,还少许借对。
根据分段大小和结构特点,分段在吊出胎架前应进行加强,一般在舱口处应加强,在横舱壁间断地方的纵桁应作临时的连接,总之在分段骨架间断处,分段起吊时容易变形的地方,均应作适当加强,然后翻身,进行封底焊,分段制作完工,报验并把中心线引甲板的外表面,打出洋锪印标记。甲板分段装配技术要求:
甲板半宽偏差:装配后+6mm 焊接后±4 mm -0 mm
甲板半宽偏差:装配后+4~5mm 焊接后±4 mm -0 mm
甲板梁拱(无突变):焊接后按梁拱高度的±1/15 5、艏分段的装配
根据船舶结构的特点与工厂的起重能力,艏段的划分及建造方法各有不同,一般中小型船舶的艏段是划成立体分段,以上甲板或艏楼甲板为基准翻身建造,中、大型船舶特别是有球鼻的线型也比较复杂,一般根据结构形式、起重能力及建造方便划出数段建造。
中小型船舶的艏段有的包括艏楼,也有把首甲板升高,它是翻身建造,肋骨框架在肋骨平台预先组装好的分段中的舱壁及纵桁等部件均在平台上预先组装在分段装配中只作为零件装配,它的装配顺序:
铺艏楼甲板 ? 划结构线 ? 装艏楼肋骨架、甲板纵桁、艏楼纵横舱壁及中纵桁 内部结构焊接 ? 装主甲板 ? 装肋骨架、甲板纵桁 ? 主甲板下舱壁及锚链舱组合件 ?
装中内龙骨、首柱桁材、舷侧纵桁和各种肘板? 内部结构焊接 ? 装K行板和前柱 ? 装舷侧顶板和外板 ? 焊接 ? 装焊吊攀 ? 脱胎翻身焊接 ? 焊缝密性试验及透视 ? 分段完工 胎架:
以艏楼甲板(或主甲板或首升高甲板)为基准反造胎架,其制作工艺与反造底分段相似。
分段装配:
5.1 把甲板(已拼接好的)吊到胎架,对准前后中心线和后端肋位线与胎架搭焊固定。 5.2 划结构线:作法与甲板分段相似。
5.3 装艏楼肋骨框架,甲板纵桁,纵横舱壁和艏柱桁材,装配时先对准中心线再向两舷搭
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