某13000DWT遠(yuǎn)洋貨船中部環(huán)形總段的裝焊及質(zhì)量檢測方案設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u9041某13000DWT遠(yuǎn)洋貨船中部環(huán)形總段的裝焊及質(zhì)量檢測方案設(shè)計(jì) 131453第1章中部環(huán)形總段的裝焊 2156291.1213底部分段的裝焊 2209761.2234甲板分段的裝焊 579711.3224舷側(cè)分段的裝焊 6310821.4242、243艙壁分段的裝焊 7134741.5底部分段定位 8137561.6吊裝縱橫艙壁分段 8100731.7安裝舷側(cè)分段 831211.8安裝甲板分段 910065第2章變形控制和質(zhì)量檢驗(yàn) 9217422.1焊件變形控制 9315672.1.1影響分段裝焊時(shí)變形的因素 9138102.1.2分段焊接時(shí)產(chǎn)生的焊接變形 1126582.1.3分段建造預(yù)防焊接變形措施 1158792.1.4船體結(jié)構(gòu)變形的典型矯正工藝 12201552.2質(zhì)量檢驗(yàn) 14239002.2.1胎架檢驗(yàn) 14256952.2.2畫線檢驗(yàn) 15308642.2.3立體分段檢驗(yàn) 15149782.2.4焊接檢驗(yàn) 16190842.2.5完工檢驗(yàn) 16第1章中部環(huán)形總段的裝焊船體裝配焊接是現(xiàn)代造船中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，直接關(guān)系到船舶整體質(zhì)量的穩(wěn)定性、造船成本、造船周期的長度以及船廠的組織生產(chǎn)方式。現(xiàn)選定中部環(huán)形總段中的四號總段的裝焊進(jìn)行分析研究。一般對于船體中部環(huán)形總段，其裝焊的一般步驟為：船體零、部件→船體分段→分段舾裝+零、部件→船體總段→總段舾裝，所以該總段的建造裝配使用以底部分段為基礎(chǔ)的正裝法，在底部分段之上再安裝艙壁分段、舷側(cè)分段、甲板分段等，最后完成該總段的舾裝而形成完整的總段。1.1213底部分段的裝焊該船四號總段底部分段為213P&S底部分段，如圖1.1，根據(jù)生產(chǎn)廠家滬東中華船廠的生產(chǎn)起重能力，及雙層底分段的總組裝配工藝等特點(diǎn)，雙層底分段的兩個(gè)分段使用反造法，余量加放在分段后部，下料時(shí)可加放30mm余量，并且裝配后至少留10mm大合攏補(bǔ)償量。圖1.1底部分段示意圖（1）胎架制備胎架是裝焊船體曲面分段和帶曲面的立體分段及總段的工作臺，它的主要功能是保證分段能獲得正確的線型，控制分段的焊接變形。根據(jù)213分段的曲面形狀，結(jié)合分段結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以分段內(nèi)底板為基面進(jìn)行反造，左右舷分段在同一胎架上建造，胎架形式采用模板胎架，胎架實(shí)施后反變形量為千分之二，胎架簡圖如1.1，胎架俯視圖如圖1.2。圖1.2胎架簡圖圖1.3胎架俯視圖（2）鋪設(shè)內(nèi)底板213底部分段的內(nèi)底板在進(jìn)行拼接時(shí)，應(yīng)當(dāng)使板邊平整之后再進(jìn)行其定位焊，把拼焊好的內(nèi)底板吊上胎架，再進(jìn)行校平。吊裝內(nèi)底板時(shí)，先吊裝右邊再吊裝左邊，吊裝時(shí)應(yīng)控制其中心線與胎位中心線一致，因?yàn)橛嗔苛粼谖捕?，左右的?nèi)底板兩收端應(yīng)該是一致的，而且擺對首端肋位是重要的一步。搭焊肋位點(diǎn)不能隨便敷衍了事，不然會導(dǎo)致該分段后來變形嚴(yán)重。因?yàn)?13分段位于#78-150mm—#95-150mm，所以在切割板材時(shí)要在鋪設(shè)的板材兩端需要各留有150mm的余量。（3）安裝縱橫構(gòu)件在縱橫構(gòu)件的裝配過程中，此次使用放射裝配法，根據(jù)213分段上內(nèi)底板的縱橫構(gòu)件，其安裝順序?yàn)椋喊惭b內(nèi)底縱骨→安裝肋板→插入中底桁→安裝船底縱骨。首先要定位好內(nèi)底縱骨所在的位置，并注意縱骨要從兩端向中間進(jìn)行安裝，以此保證內(nèi)底板與縱骨處于垂直形式，再將肋板定位到內(nèi)底板的對應(yīng)位置，應(yīng)該與肋位線進(jìn)行對齊，先安裝#86肋板，再裝其前后的肋板（在左右同時(shí)向兩端進(jìn)行安裝）。之后再對內(nèi)底板的平角焊縫以及縱向構(gòu)件的立角焊縫進(jìn)行焊接。圖1.4安裝縱橫構(gòu)件（4）分步安裝船底外板焊接船底板與縱橫構(gòu)件的連接分析表明船底板是由七塊鋼板以及兩塊舭列板拼接而成，先對齊船體中部的的板材的中心線和胎架中心線，將船底板和縱橫構(gòu)件的連接處進(jìn)行焊接，然后把剩下的四塊鋼板依次排列在船底中部的位置，完成后把縱橫構(gòu)件其他連接處焊接再進(jìn)行外底板的焊接，最后安裝焊接剩下的舭列板。圖1.5焊接構(gòu)件，安裝船底板（5）裝焊吊環(huán)、加強(qiáng)、劃分船底中心線和劃分肋骨檢驗(yàn)線在分段大致完成后，用激光經(jīng)緯儀劃出船底中心線和肋骨檢驗(yàn)線，在劃線的同時(shí)安裝好吊環(huán)，在吊環(huán)安裝的地方把肋板和骨架之間的焊縫焊好，并對分段局部進(jìn)行加強(qiáng)。（6）翻身、吊運(yùn)和焊接拆除分段和胎架的連接，使用吊車將分段吊離處胎架，翻身，完成外底板和構(gòu)架的焊接，并對內(nèi)底板的對接縫進(jìn)行封底焊接，畫好補(bǔ)償量線、切割，并將肋位對合線進(jìn)行標(biāo)記。圖1.6翻身（7）完工測量，提交驗(yàn)收該分段完成后對其進(jìn)行質(zhì)量、接縫和強(qiáng)度檢驗(yàn)，檢驗(yàn)后若符合相關(guān)規(guī)范才可提交驗(yàn)收。1.2234甲板分段的裝焊甲板面為具有雙曲度的曲面，但是曲率變化和緩，所以甲板分段選擇甲板面作為基準(zhǔn)面進(jìn)行反造，胎架使用支柱式胎架。（1）胎架制備胎架的制作與底部分段有些差別，是在通用胎架上進(jìn)行建造，以降低生產(chǎn)成本，但有關(guān)分段定位的輔助線需要重新標(biāo)記。（2）甲板板的拼焊234甲板分段分為左右兩邊各一半，所以先安裝右邊的甲板分段，使用經(jīng)預(yù)處理過的三塊鋼板，將最左邊的鋼板線與胎架中心線對齊且留有余量，其他兩塊連續(xù)的排列，對焊縫進(jìn)行自動(dòng)焊。（3）安裝縱橫構(gòu)件甲板板拼焊完畢并矯正后，就可以在上面畫出縱橫構(gòu)架線，畫線使用的草圖、樣板、樣桿均有放樣提供，畫線應(yīng)按要求加上縱橫向焊接收縮余量。因?yàn)樵O(shè)計(jì)船主甲板為縱骨架式，所以縱骨需要連續(xù)的穿過橫梁才能夠保證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，安裝過程第一步是焊接所有的縱向構(gòu)件，第二步是使用插入法安裝橫向構(gòu)件。因?yàn)榧装宸侄紊蠋в信摽?，所以在?gòu)件的裝配過程中，甲板貨艙艙口旁的肘板必須在艙口圍板插入前就事先完成安裝。（4）畫出分段水平線、分段中心線和肋骨檢驗(yàn)線甲板分段裝焊完成后，把甲板中心線、肋骨檢驗(yàn)線、艙壁位置線、輪廓線、余量線等都用色漆標(biāo)示清楚，并用洋沖標(biāo)記。（5）安裝吊環(huán)、臨時(shí)加強(qiáng)在相應(yīng)位置安裝吊環(huán)，在貨艙艙口處和甲板結(jié)構(gòu)間斷處應(yīng)該設(shè)置加強(qiáng)鋼，才能進(jìn)行吊運(yùn)和翻身，待分段對接后拆除。（6）完工檢驗(yàn)校驗(yàn)所建分段滿足圖紙要求和相關(guān)規(guī)范時(shí)，調(diào)離胎架置于專用區(qū)域，在4號總段合攏時(shí)調(diào)用。1.3224舷側(cè)分段的裝焊從布置圖中不難看出224舷側(cè)分段在線型上是平直的，可以直接在平臺上進(jìn)行建造，所以不用建造胎架，節(jié)省了時(shí)間和人力，且舷側(cè)分段由外板、肋骨、舷側(cè)縱桁等組成。（1）舷側(cè)外板鋪板將224P&S舷側(cè)外板已經(jīng)裝焊好的外板鋪放在平臺上。因?yàn)樽笥蚁蟼?cè)的分段是左右對稱的，所以可以在平臺上同時(shí)生產(chǎn)。（2）安裝縱橫構(gòu)件裝焊工藝與雙層底分段相似，首先畫出所有的縱橫構(gòu)架線，接著安裝肋骨構(gòu)件，再安裝舷側(cè)縱桁，接著插入強(qiáng)肋骨，最后進(jìn)行焊接。插入連接形式的裝配工作量雖然較多，但是構(gòu)件插入后互相緊靠，不需要吊車長時(shí)間配合，并且接頭處容易施焊，水密性更好，省去了補(bǔ)板的步驟，減少了焊縫，是一種非常好的連接形式。（3）畫分段定位線和肋骨檢驗(yàn)線在分段裝配工作完成后，將舷側(cè)分段置于平臺上，根據(jù)平臺上的相關(guān)輔助線在舷側(cè)外板的外側(cè)畫好肋骨檢驗(yàn)線和分段定位線，以便利于對舷側(cè)分段和其他分段的連接定位。（4）裝焊吊環(huán)、臨時(shí)加強(qiáng)在舷側(cè)分段適合的位置上安裝吊環(huán)，并且對開口附近和應(yīng)力集中區(qū)進(jìn)行局部加強(qiáng)。（5）翻身、清根、封底焊對該舷側(cè)分段進(jìn)行進(jìn)行翻身、清根，接縫底漆。（6）完工驗(yàn)收測量后，分析分段的焊縫、強(qiáng)度等是否符合設(shè)計(jì)船的設(shè)計(jì)要求，若檢驗(yàn)合格后，則吊離平臺，置于指定區(qū)域等待調(diào)用。1.4242、243艙壁分段的裝焊242艙壁分段和243艙壁分段是設(shè)置在肋位#81、#85的水密橫艙壁，主要為平面分段，242艙壁為第三貨艙旁左右設(shè)置的調(diào)節(jié)水艙艙壁，都屬于平面分段，且板厚一致，在平臺上就可以制作，可以省去制作胎架的時(shí)間。（1）鋪板這步就是將已經(jīng)裝焊好的艙壁板鋪放在平臺上，考慮到安裝構(gòu)件的需要，將其以平整的一面朝上放。（2）平面艙壁的畫線因?yàn)闄M艙壁扶強(qiáng)材是與船的中縱剖面是對稱的，所以畫扶強(qiáng)材的位置線時(shí)，要注意它的理論線。將拼板裝焊好的艙壁板若有變形的地方就進(jìn)行火工矯平，然后再進(jìn)行畫線。首先應(yīng)該彈出它的中心線，再做出它的垂直線。以中心線和垂直線分別畫出相應(yīng)的豎向和橫向構(gòu)件的位置線，并按照輪廓樣板上需要的對合線位置，同時(shí)畫出相應(yīng)的水線和直剖線。（3）切割余量在艙壁分段的建造中，需要根據(jù)外形輪廓線切割艙壁余量，所以要在艙壁的上口及左右兩舷處切割，下口的余量不割，這部分等到船臺定位的時(shí)候再進(jìn)行切割。（4）安裝艙壁構(gòu)架安裝過程中先安裝小型扶強(qiáng)材，后裝大型扶強(qiáng)材、水平桁材及焊接組合型材等。而且完整安裝好后，應(yīng)該加裝臨時(shí)大型扶強(qiáng)材，以用來控制焊接變形及增加吊運(yùn)時(shí)的剛性。安裝艙壁構(gòu)架時(shí)應(yīng)該注意以下兩點(diǎn)：①安裝扶強(qiáng)材時(shí)，應(yīng)該注意檢查扶強(qiáng)材是否矯正，尤其是焊接組合型材，需要經(jīng)過矯直后才能安裝。②在安裝桁材時(shí)，應(yīng)該先裝間斷的水平桁材，然后再裝垂直桁材。（5）完工驗(yàn)收對兩個(gè)艙壁分段裝焊完成后，對它們進(jìn)行平面度、垂直度和其強(qiáng)度等進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)符合設(shè)計(jì)要求后，就可以將其吊離作業(yè)區(qū)。1.5底部分段定位使用吊線錘使底部分段中心線與平臺基面中心線對準(zhǔn)，再用水平軟管測量并調(diào)整分段內(nèi)底板上四角的水平，使其符合工藝要求，最后在船底內(nèi)底板上畫出艙壁安裝的位置線。1.6吊裝縱橫艙壁分段以在底部分段上所標(biāo)記的艙壁安裝位置線為根據(jù)，將建造完成的224舷側(cè)分段經(jīng)檢驗(yàn)矯后分段吊運(yùn)致安裝位置線的位置，確定好其中心線必須準(zhǔn)確對準(zhǔn)了內(nèi)底板上的中心線，需要用水平軟管來測量出艙壁上的定位水平線水平情況，如果有偏差，就要把艙壁調(diào)節(jié)為水平。橫艙壁必須與內(nèi)底板下相應(yīng)的肋板構(gòu)件進(jìn)行對準(zhǔn)，艙壁板與肋板的錯(cuò)開值不能超過艙壁板厚度的一半，且安裝順序?yàn)橄劝惭b橫艙壁再插入中縱艙壁。1.7安裝舷側(cè)分段舷側(cè)分段裝焊好后必須畫出定位水平線、肋骨檢驗(yàn)線和甲板位置線。224P分段和224S分段的安裝過程是相同的，可以同時(shí)進(jìn)行安裝，將經(jīng)過完工檢驗(yàn)的224P吊運(yùn)船底分段，插入到放在底部外板的托板上，然后用螺絲固定確保，224舷側(cè)分段與內(nèi)底板以及艙壁分段緊緊連接，在此過程中，要檢查好舷側(cè)分段的橫艙壁安裝位置線與分段上的橫艙壁保證對齊。畫出舷側(cè)分段下端的余量線，然后進(jìn)行切割。切割好之后再進(jìn)行舷側(cè)分段與底部外板和橫艙壁的定位焊，并進(jìn)行舭肘板安裝。1.8安裝甲板分段將經(jīng)過完工檢驗(yàn)的234P&S甲板分段吊上總段，使甲板的定位線與內(nèi)底板中心線以及胎架定位線對齊，同時(shí)使甲板上的肋骨檢驗(yàn)線對準(zhǔn)舷側(cè)分段的肋骨檢驗(yàn)線對準(zhǔn)以及甲板橫梁與肋骨對準(zhǔn)、甲板邊緣與舷側(cè)分段的甲板位置線對齊以確保甲板分段定位準(zhǔn)確。甲板邊緣對準(zhǔn)在舷側(cè)分段上的甲板位置線，同時(shí)使甲板與橫艙壁貼緊。甲板的梁拱值是由橫艙壁來保證的，在234甲板分段與各個(gè)部位的位置都拉對后，再進(jìn)行甲板和外板、和橫艙壁的定位焊。至此，總段就安裝完畢，需要進(jìn)行加強(qiáng)和吊環(huán)的安裝、焊接。焊接完畢后，根據(jù)設(shè)計(jì)船的工藝要求，畫出總段兩端的余量線，割除余量，最后再進(jìn)行測量驗(yàn)收。第2章變形控制和質(zhì)量檢驗(yàn)關(guān)于設(shè)計(jì)船的變形控制和質(zhì)量檢驗(yàn)也是建造船舶的重要一步，完成這一內(nèi)容，船舶才算真正的建造完成，下文將從這兩個(gè)方面進(jìn)行細(xì)致的分析。2.1焊件變形控制造船業(yè)需要大量的焊接工作，接的質(zhì)量和效率將直接影響船體的建造周期、成本和性能。而船體局部變形或整體變形是船舶建造過程中常見的現(xiàn)象。如果船體發(fā)生變形，會造成線型與理論線型不一致，從而改變船舶吃水，影響船舶性能，因此，對焊接變形的控制和矯正具有重大的意義。2.1.1影響分段裝焊時(shí)變形的因素船體分段裝焊變形，是由多方面引起的，具體的因素有以下七種：（1）焊縫位置當(dāng)船舶結(jié)構(gòu)剛度不大時(shí)，如果焊縫在結(jié)構(gòu)中對稱布置，焊接步驟合理，只會產(chǎn)生縱向縮短和橫向縮短。但是，如果結(jié)構(gòu)中焊縫的布置不對稱，會引起船體結(jié)構(gòu)的彎曲變形。（2）結(jié)構(gòu)剛性在焊接收縮力的作用下，剛度大的結(jié)構(gòu)變形較小，剛度小的結(jié)構(gòu)變形較大，焊接變形總是沿著結(jié)構(gòu)剛度弱的方向進(jìn)行。（3）裝配和焊接程序由于船體結(jié)構(gòu)的整體剛度總是大于所有構(gòu)件的剛度，因此整體裝配后的焊接變形較小，而同時(shí)進(jìn)行焊接則變形較大，焊接程序不合理就會導(dǎo)致船舶結(jié)構(gòu)變形嚴(yán)重。（4）焊縫長度和坡口形式當(dāng)焊接條件和厚度相同，V形坡口就比U形坡口變形大，X形坡口比U形坡口變形大，V形坡口比K形坡口變形大，雙U型坡口變形較小，不開坡口的時(shí)候變形最小，如圖2.1、2.2所示。圖2.1X型接坡口圖2.2雙U型坡口(5)焊接線能量如果壓縮塑性變形越大，焊接變形越大。因?yàn)榫€能量與壓塑性變形成正比，所以焊接線能量如果越大，焊接造成的變形也就越大。（6）焊接層數(shù)采取單層焊縫的方式，輸出的線能量會比多層焊縫的方式更大，熱影響的面積更寬，所以如果使用單層焊接，焊接變形會更大。（7）焊接方向和次序用長焊縫對構(gòu)件進(jìn)行焊接時(shí)，直通焊的變形最大，如果采用對稱焊接，變形會在一定程度上減小。但如果從中間采用退步焊接方法，則焊接變形最小，且跳焊法也可以減小變形。2.1.2分段焊接時(shí)產(chǎn)生的焊接變形所有焊接結(jié)構(gòu)的焊接變形都是由一些基本類型的焊接變形組成的，船體結(jié)構(gòu)也不例外。每個(gè)分段變形的大小和現(xiàn)象也是不一樣的，大致有以下幾種情況：（1）213分段外底板和內(nèi)底板的縱橫縫對接焊造成了整個(gè)分段縱橫方向的收縮（2）縱橫骨架與213分段外底板的角焊縫造成的分段縱橫方向收縮和分段的上翹變形（3）分段縱橫骨架間垂向角焊縫引起的分段縱橫方向收縮及上翹變形（4）整個(gè)分段翻身后縱橫骨架與內(nèi)底板的角焊縫造成分段向里的變形，以及外板封底焊使船底外板向外變形。由于分段已經(jīng)調(diào)離了胎架，分段總的變形以這一影響最大。2.1.3分段建造預(yù)防焊接變形措施（1）甲板分段的焊接工藝甲板分段的建造采用放在胎架上面進(jìn)行反裝焊接。甲板的焊接，在裝配和焊接甲板的時(shí)候，允許在平臺上進(jìn)行，等到甲板對接縫焊完后，再繼續(xù)吊裝好預(yù)先做好的胎架定位，最后安裝橫梁和桁材等構(gòu)件。當(dāng)甲板板厚等于或大于6mm時(shí),為了廣泛采用自動(dòng)角焊機(jī),甲板的組件可以單獨(dú)組裝。（2）舷側(cè)分段的焊接工藝根據(jù)不同船型的線型特點(diǎn)，裝配和焊接的依據(jù)是不同的。舷側(cè)分段如果線型比較平坦就可以直接在平臺上組焊，大曲率的舷側(cè)分段就需要在胎架上組焊，但兩種方法的程序幾乎相同。舷側(cè)分段的裝焊工藝是先將舷側(cè)外板拼好，然后用碳弧氣刨開槽，焊接外板，劃出船舶構(gòu)件的線，然后安裝構(gòu)件并焊接好構(gòu)件對接縫，再焊接骨架與外板的角接縫，然后畫出斷面輪廓線，檢查水線和定位肋骨線。然后割胎、離胎、翻身，最后用碳弧氣刨開坡口，在測量完成前對背焊變形進(jìn)行矯正。（3）雙層底分段的焊接工藝在施工時(shí)雙層底分段采用正裝法，將船底外板作為施工的基準(zhǔn)面,在胎架上制造,這種方法完全可以保證底部分段的正確線型。建造雙層底分段的步驟第一步是先把船底外板進(jìn)行拼接，然后開坡口后再接著進(jìn)行焊接，接著構(gòu)架的劃線，構(gòu)架的安裝，然后進(jìn)行焊接，焊接完就可以矯正構(gòu)架變形、修正構(gòu)架高度，再繼續(xù)裝內(nèi)底板，部份角焊縫焊接，焊接好就可以離胎、翻身，焊接內(nèi)底板上結(jié)構(gòu)的角焊縫、同時(shí)進(jìn)行內(nèi)底板封底焊，最后再來一次矯正變形，就可以完工測量了。（4）大合攏縫的焊接工藝所有的總段要在船臺上進(jìn)行大合攏，外板形成的焊縫稱為環(huán)形焊縫或大合攏焊縫。環(huán)焊縫的裝配和焊接質(zhì)量可以有效地提高船舶的強(qiáng)度，特別是船舶的總縱向強(qiáng)度，因此環(huán)焊縫的焊接必須采取嚴(yán)格、高效的工藝措施。按規(guī)范，船體大合攏時(shí)焊縫應(yīng)該采用低氫型焊接材料進(jìn)行焊接。2.1.4船體結(jié)構(gòu)變形的典型矯正工藝（1）板架的“瘦馬”變形的矯正，如下表2.1：表2.1（2）架波浪變形的矯正，如下表2.2：表2.2（3）部件失穩(wěn)變形的矯正，如下表2.3：表2.3（4）對接焊縫起折的矯正，如下表2.4：表2.42.2質(zhì)量檢驗(yàn)2.2.1胎架檢驗(yàn)胎架是船體分段裝配和焊接必需的工藝裝備，所以需要足夠的強(qiáng)度和鋼度來承載分段和控制分段的變形，所以要求胎架的制作必須準(zhǔn)確，要對胎架進(jìn)行細(xì)致的檢驗(yàn)，達(dá)到規(guī)定的精度要求，如表2.1。表2.1胎架檢驗(yàn)的內(nèi)容、精度標(biāo)準(zhǔn)與檢驗(yàn)方法單位：mm檢驗(yàn)內(nèi)容檢驗(yàn)方法精度標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)允許模板位置偏差按胎架圖尺寸檢測≤2.0≤2.0模板垂直度用線錘檢測1/10001/1000模板中線或水線基準(zhǔn)線偏差用線錘檢測≤1.0≤1.0平面四角水平用水準(zhǔn)儀或水平管檢測≤2.0≤2.02.2.2畫線檢驗(yàn)胎架檢驗(yàn)合格后，可在外板上拼接外板或甲板，外觀表面質(zhì)量檢驗(yàn)合格后，焊縫進(jìn)入劃線工序。分段劃線位置的正確與否