57000吨级N226散装货船船体建造工艺设计(已处理)

57000吨级N226散装货船船体建造工艺设计

渤海船舶职业学院

毕业设计(论文)

题目:57000吨级N226散装货船

船体建造工艺设计

系:动力工程系专业:船舶动力装置技术

姓名:指导教师:

班级:09G215 评阅教师:

学号:26 完成日期:2012/5/1

摘要本文主要针对TOXOTIS 特凯迪斯 N226 57000T级散装货船船体生产设计进行论述,从前期船厂生产能力和本船结构形式入手,分别对船舶的分段划分、船体分段的下料、装配顺序、焊接工艺、船体分段的总装过程进行了分析和叙述,提出了有效并适合船厂生产能力的装配、焊接工艺方案,为以后同类船舶的制造提供了有意义的参考。

目录

渤海船舶重工有限责任公司生产条件简介 (4)

概述 (5)

分段制造要领 (16)

货舱区底部分段…………………………………………………………………

16

货舱区主甲横壁分段……………………………………………………………

24

货舱区舷侧分段…………………………………………………………………

28

分段总组…………………………………………………………………………

41

船坞合拢…………………………………………………………………………

43

典型分段施工设计说明…………………………………………………………

44

结论………………………………………………………………………………

49

参考文献…………………………………………………………………………

50

附录………………………………………………………………………………

51

前言

造船生产设计是从施工立场出发,通过设计形式,考虑高质量、高效率、短周期、并确保安全、合理组织造船生产的一种设计,它主要统筹和指导协调本船从设计开始至交船期间船舶建造各环节的相关工作。民船的船舶设计过程通常分为初步设计、详细设计和生产设计。初步设计和详细设计的大部分工作都是由科研院所来完成的,而生产设计一般都是由新船的建造单位来完成。由于各单位

的建造场地、加工设备以及起重能力的不同,即使是同一船舶,不同的建造单位,它的生产设计也是有所不同的。本说明书是以渤海船舶重工有限责任公司为新船的建造单位,来阐述船舶生产设计的整个过程。

首先,对新建船舶(即TOXOTIS 特凯迪斯 N226 57000吨级散货船)以及公司的具体情况进行综合分析,确定新船的船台建造方案、船体的分段划分及分段装配原则工艺。本说明书在编写过程中,得到了渤海船舶重工有限责任公司设计所及造船分厂的帮助和支持,在此深表谢意。

限于本人的知识水平,本说明书中的缺点和错误在所难免,恳请各位老师批评指正。

关键词

散装货轮;分段;制作工艺Bulk carrier;Block;Fabrication technics

一. 渤海船舶重工有限责任公司生产条件简介

渤海船舶重工有限责任公司(简称渤船重工),是中国船舶重工股份有限公司所属骨干企业之一。是我国集造船、修船、钢结构加工、冶金设备和大型水电、核电设备制造为一体的大型现代企业和国家级重大技术装备国产化研制基地。

公司濒临中国内海渤海湾北岸,位于北戴河海滨、山海关长城、古兴城风光旅游带东端、依山傍海,风景秀丽。著名的葫芦岛港即为公司所在地。占地面积360万平方米,注册资金16.4155亿元。拥有中国最大的七跨式室内造船台、两个30万吨级船坞、15万吨级半坞式船台、5万吨级可逆双台阶注水式干船坞等国内外先进的造船设施和一流设备。能够按//0>..//.等船级社规范规则和各种国际公约建造400000吨级以下各类船舶,年造船能力可达400万载重吨。

公司2002年被认定为国家级技术中心。通过了ISO9001:2000版质量管理

体系换版认证。2003年取得国家《职业安全健康管理体系》认证。2004年至2008年连续三此被评为全国用户满意企业。2005年、2007年公司以竞争力值分别位列“中国机械500强”第66名和105名,跻身中国机械百强。2006年荣获中国优秀诚信企业称号。2007年荣获中国最具影响力企业荣誉称号。2008年被中国企业联合会、中国企业家协会评选为中国优秀企业。2009年获第二届全国文明单位。2010年获中国金属船舶产业十大著名品牌及2010中国制造业信息化年度卓越实践奖。2011年在第七届中国制造业500强评比中,我公司跻身《中国机械行业20强》。

二. 概述

本船是为希腊SEA TRADERS S.A.公司制造的首制船5.7万吨散货船N226命名为“TOXOTIS”。

船型:本船为钢质船体,球鼻首方形尾,设一层连续主甲板,首尾楼甲板和居住区。主甲板下设九道舱壁,六个货舱,一个机舱及首尾尖舱。货舱区采用纵骨架式,设双层底。NO.2,3,5舱为单舷侧结构,NO.1,4,6为双船壳结构。机舱及首尾尖舱采用横骨架式且机舱设双层底。NO.4整个货舱可当压载舱使用。在双层底中设有管隧,沿船体中线从机舱一直通向NO.1货舱艏横壁。单螺旋桨,柴油机推动,艉机型散货船。

建造数量:5艘船级:法国船级社 Bureau Veritas船旗:BV 主要技术参数及特征

船型参数:

总长 189.99m

垂线间长178.00m

型宽 32.26 m

型深 18 m 设计吃水 12.80 m

主机MAN B&W 6S46MC-C9480KW 服务航速约14.20 kn 载重量57,000t 航区国际航区货舱由7道水密舱壁分隔为6个货舱,中间横舱壁上为压载水舱。结构参数:甲板间高:

尾楼甲板至艇甲板 2.60m艇甲板至高级船员甲板2.60m高级船员甲板至船长甲板 2.60m船长甲板至驾驶甲板 2.60m驾驶甲板至罗经甲板 2.60m脊弧:上甲板脊弧(首部)1.50m梁拱:主甲板 0.45m首楼甲板0.45m起居甲板0.20m 平台甲板(上甲板下) 无梁拱舭部半径1100mm肋骨间距:艉??F12 600mF12??F233800mmF233??艏600mm双层底高度:货舱区1480mm机舱区7>2014mm克令吊30t×3.5-26.0mm 电液驱动 4台本船特点:

(1).货舱区NO.2,3,5舱为单舷侧结构,NO.1,4,6为双船壳结构,一层完全连续的干舷甲板,前倾型船艏,球鼻艏,首楼甲板,五层居住舱室,半平衡舵。

(2).居住、驾驶、机舱被安装在后部;双层底被管隧分成左右舷舱室,分别为三对压载水舱和三对燃油舱;货舱区舷侧为六对边压载水舱和一对内部管隧;首部区域为首侧推舱、危险泵舱和压载水舱,船艉为压载水舱;一对淡水舱布置在舵机舱内。分段划分及基本建造方针

(1).分段划分原则及方针:贯彻“扩大分段总组范围”的建造方针,实行分段??总段??船台吊装的工艺流程。

(2).分段划分原则上为12m分段。

(3).分段划分方式:

货舱区双层底除101,102分为左(P)、中(C)、右(S)三个分段,其余均分为左

(P)、右(S)两个分段。

货舱区舷侧为带上边舱双层船壳分段,横舱壁处带部分舱壁,分左(P)右(S)分段。

主甲及横壁中间嵌补部分,从横壁中间分开,分上下两个(A)(B)分段, 舷侧分段定位后分别嵌入。

上层建筑前部的分段总组,整体吊装。

首尾划分详见《分段划分图》。 (4).钢板定货基本尺寸为:

12m×2.2m和8m×2.2m为主;

12m×1.8m和8m×1.8m为辅。 (5).分段数量为104个,总组分段数量为24个。

上建总组分段为(822+832+841+851)

货舱总段为(203+204)P/S,(205+206)P/S,(208+209)P/S,(210+211)P/S。

艏部总组分段为405+412。

艉部总组分段为831+361。本船建造重要攻关项目:(1).尾段(301.302)分为前后两部分建造,301以横壁为胎卧造。302 以平台为胎反造的实施。

(2).252(A)、(B)??256(A)、(B)分段,舷侧分段搭载后嵌入。(3).舱口围板组合并舱口盖预装。(整体吊装)。(4).货舱区舷侧分段由内业车间组成2个中组组合体即:顶边舱组合体, 纵壁组合体(见舷侧分段制造示意图)。 2.船体建造质量检验标准

建造质量必须符合CSQS、GB.、CB和渤海造船厂有关标准。 3.建造厂地安排部件制作中组装和主横壁拼板和平直分段分段制造分段预舾装分段制造工位外舾装场地分段二次喷涂喷沙工位和喷涂新厂房上层建筑总组码头总

组工位船坞合拢 1号坞 4. 基本要求 (1)采用电子计算机进行线型光顺和外板展开,并生成外板和结构的下料数据或软盘。(2)船体放样下料的分区要与施工计划相一致,并兼顾钢材利用率的提高。(3)生产设计中的工位编码原则上沿用本厂的惯例,但要将中组装的工位区别开。进行中组装的工位预装围壁平直大组装符号ZsZw Zp Za(4)设计部门应会同施工单位共同确定分段吊环的位置,并用图表示,并应提供准确的分段结构重量和舾装重量,对形状较复杂的分段还应提供重量重心位置,供翻身时参考。(5)对人员出入、设备或管子进舱、通风和高效焊接等要求的工艺开口, 生产设计时应考虑周密,并标明在图纸上。施工时如需增开工艺开口应由施工主管工程师绘出草图报设计所船体室批准,经船东和验船师认可后方可施工。(6)各种放样图纸是船体工艺文件的组成部分,各工位无权随意更改,有问题时应通过正常途径反馈。(7)应通过合理的利用材料和严格管理来提高钢材利用率。但工艺文件(含放样图纸)一经形成不得任意更改。在钢材利用率与施工工艺发生矛盾时,应首先考虑施工工艺,避免出现以提高钢材利用率为由,而置施工工艺不顾的现象。(8)各工位、工序应提高自身的质量意识,不符合质量要求的产品不能流入下工序,对流入下工序的不合格产品,应由上工序解决。放样工作应加强内部的管理,建立校对和事故处理记录等制度,减少出错率。(9)由生产设计确定的生产流程,原则上不得变更,如确有需要变更时,应由生产主管部门协调。

(10)为能更合理的利用板材,要求船体放样室除了出“外板拼板图”以外,还应出“上(主)甲板排板图”、“内底板排板图”,在此基础上与车间工艺研究确定加工方法,在图纸上标示出加工工艺符号。

(11)铣边和刨边的钢板,采用零铣刨边标准。排板时只须标出钢板的理论宽

度亦可,刨边加工时必需保证钢板的理论宽度。

(12)用于舷顶列板的钢板,应将上板边切除板厚之高度,以消除轧切之应力。

(13)各种型材许可焊接起来使用,接头长度不小于1m,在6m之内许可有一

个接头。12 m以内的型材应在型材工位焊妥,超过12m 的型材,在分

段组装只许可有一个接头。接头的位置应与结构位置或板口位置有相应

的距离。

(14)各种舾装在结构上的开孔,按造船管理处(92)造管字002文《关于新

造船舶管系预装开孔分工细则的规定》执行。

(15)使用外包工进行施工时,施工车间除对外包工进行日常管理外,还应向

其传授工艺要求和工艺纪律。

(16)各工位、工序应加强自身的质量意识,不符合质量要求的产品不能流入下工序。对已经流入下工序的不合格产品,原则上应由上工序负责解决。每个工位应有各自的质量关键点。现根据最近期间工程中出现的问题提示如下: 工位名称质量关键点改进的建议

预处理抛丸后钢板表面清洁和漆膜均匀性经常检查毛刷的磨损情况及时更换。检查漆膜厚度及时调整喷漆量

下料切割 1 切割后切割边缘的熔渣和毛刺

2 投射下料的划线精度

3 数切机切割精度铲除或用砂轮清磨,尤其是各种开孔的边缘

认真仔细,必须采用双人划线

开工前校对数切机精度

型材加工 1 切割后切割边缘的熔渣和毛刺

2 冷弯和热弯后的表面质量铲除或用砂轮清磨。

修正补磨板材加工

1 弯板精度

2 冷弯板的表面质量

3 热弯板的表面质量

认真比照样板和样箱,发现超标及时修复,应尽量作到不合格品不出工位合理排列压杠的间距和力度,使外表光顺平滑,避免压杠痕迹明显

认真控制火焰温度和走向,减少局部非正常变形的出现

铣刨边1 表面油迹

2 加工精度采取措施,防止机械漏油。及时清除钢板表面的油迹

必须加工到设计尺寸

小组装1 构件定位精度

2 焊接质量

3 焊接变形严格按划线定位,并注重方正度

严格执行焊接工艺和设计要求,彻底清除飞溅等焊接缺陷

认真进行“背烧”要求,消除焊接变形和焊接应力

拼板 1 引、止弧板

2 完工板的存放

严格按要求设置

采取必要措施,避免存放时因吊鼻将上面板局部顶凸的现象

围壁 1 焊接变形

2 焊接质量

认真进行“背烧”要求,消除焊接变形和焊接应力

严格执行焊接工艺和设计要求,彻底清除飞溅等焊接缺陷

分段组装

1 胎架

2 划线

3 切割

4 定位焊

5 装配精度

6 焊接

7 焊接变形认真封胎,吊运前检查挑胎情况

划线后必须进行复查,确认无误后方能交给切割

如无检查线不能切割。切割的坡口角度和间隙要准确。装配时须切割时,下面必须有衬物,不得直接将火焰喷在船体上

定位焊长度、间距及焊角要按要求,且应定位牢固

构件定位、构件重合性一定要准确。须切调时不得留台,边缘要清理干净要按照设计的焊角施焊;包角焊要完整;装配不良的结构和影响焊接的结构,须请装配工修正或暂时拆吊后再施焊

大口处附近肋位进行“背烧”

船台 1 分段定位

2 坡口准备

3 其余认真仔细,反复确认

角度准确,间隙均匀,干净整洁

参照“分段组装”的要求

5.余量要求(具体反映在生产设计图和各种放样图上)

船台大口:A.构件顶焊加30余量(注:余量口按实料做,下同); B.构件有间隙或削斜为实料; C.板口分段二次划线时,按《分段划分图》的要求,上台前切实的要求由车间工艺确定。

分段制作:A.外板的板口之间的要求,按《外板排板图》 ; B.本分段内的构件对接口和焊接段端为实料。

内场制作:A.凡不经(预)拼板而一次形成的构件,应在下切工位划线切割完成; B.凡经(预)拼板完成的构件或板件,应有二次划线、切割的荒料; C.车间工艺组应在《外板排板图》上标注一次和二次划线、切割的荒(余)量值和完成工位的符号。

6.焊缝间距要求

两对接板缝的平行间距应大于100mm ,且避免尖角相交(应大于300);

对接板缝和角焊缝的间距应大于80mm(以考虑焊肉在内)。

7. 高效焊接分布[详细要求见生产设计(含放样)有关图

所有平板口(含预拼板)为埋弧自动焊或FCB焊;

分段制造阶段的曲面板口为TC焊。

船台合拢阶段的平面、水平、货舱区的曲面和斜面大口为TC焊(个别曲面大口为手工焊,详见《分段划分图》);

船台合拢阶段的货舱区外板垂直大口及内纵壁垂直大口为SG-2焊,其它曲面大口为TC焊;

船台合拢阶段的桁材和骨材对接口为TC焊;

小组装、中组装的角接焊尽量多地采用CO2焊;

手工平面角焊可采用铁粉焊条,但上层建筑、尾楼、首楼、甲板室、舷墙结构、舱口围板以及舱室围壁等板厚在10mm(含10mm)以下的板梁结构和焊角设计要求在4mm(含4mm)以下的,不宜用铁粉焊条。

本船高强度钢采用较多,焊接施工时应按要求使用与母材相同材质或高一挡的焊接材料。

8.主要对接坡口形式(CO2焊接按QJ/XG04.035-93Q取)下表为本船的主要坡口形式,其余参见生产设计、本厂厂标或另行确定

主要坡口型式

种类规格简图适用范围

埋

弧

自

动

焊t≤16

c0 埋弧自动焊拼板

埋

弧

自

动

焊16

f10

c0 埋弧自动焊拼板

埋

弧

自

动

焊t>25

fht/3

c0 埋弧自动焊拼板

手工焊t≤6

c0~2 薄板的手工焊

手工焊t>6

f0

c0~2 手工焊的平焊和立焊手工焊6

t>15

f10

手工焊的仰焊

手工焊t≤24

f0

c0手工焊的横焊

T

C

焊 c8

α45°CO2陶瓷衬垫单面焊双面成型焊--平面焊

T

C

焊c6

α40°CO2陶瓷衬垫单面焊双面成型焊--水平(横)焊

T

C

焊c8

α45°CO2陶瓷衬垫单面焊双面成型焊--立向(立)焊S G

|

2

垂

直

自

动

焊c8

t≤16

α50°

16

α45°

20

α40°

t≥24

α35°垂直自动焊

9.船体焊接收缩量

船体纵向:从机舱后横壁FR12至首部货舱前横壁FR229之间的区域(机舱区和货舱区),每个肋距延尺0.5mm。

船体横向:管隧舱两侧纵桁与外侧纵骨之间的间距加10mm焊接收缩补偿量。

主横壁扶强材、主甲纵桁及舱口围板肘板的间距在与底部分段对应处,相应加10mm焊接收缩补偿量。

底部分段纵桁、舷侧分段的平台除按要求每肋距延尺0.5mm外,大口实料端还加10mm焊接收缩补偿量。

上层建筑的甲板及围壁,纵向每个肋距延尺0.5mm;横向在与主甲板加放焊接收缩补偿量的对应处加10mm。前端主横壁除按以上要求加10mm外,其两侧自由端再加10mm焊接收缩补偿量。

上层建筑分段围壁下端荒料:围壁下端与尾楼甲板连接处(811分段)加20mm荒料;机舱上部船台单装的上建分段(821分段、831分段、)为理论层高减

最薄甲板厚度,加10mm焊接收缩补偿量;总组的上建分段,第一层分段(812分段)下端加20mm荒料,以上各层分段(822分段、832分段、841分段、851分段)的围壁下端都为理论层高减最薄甲板厚度,加10mm焊接收缩补偿量。

10.船体结构对合线和较长有曲度结构的平线

为提高船体结构制造和装配精度,方便施工,分段结构安装时应有水线或对合线控制其装配精度。对于较长的结构件在切割、组合焊接后的变形应调直,平直构件以平直边为基准,有曲度的构件(舱口横梁、甲板强横梁、上建围沿等)应按平线校平。

11.船体结构线型差

为保证船体外观线型精度,减少角焊焊接填充量,控制由于焊角过大而产生的变形,首尾部分肋板、平台与外板,和斜度较大结构与平直结构在角接部位应切线型差。有线型差部位的切割,应先切直口,再按划线图的要求切线型差坡口,切割时应注意切割线型差坡口的角度的变化。

三. 分段制造要领1. 货舱区底部分段(101、 102P/S----113P/S)

(1).建造方式:反造

(2).分段建造顺序

起胎 --------内底板上胎---------内底纵骨点焊--------装管隧肋板组合体①--------装纵桁肋板组合体②、③、④--------内部结构完善--------装舭部外板--------整体抄平封胎--------焊接--------装外底板(带纵骨)--------加固焊--------装焊舭龙骨--------装焊吊环--------翻身焊接--------清整交验。

.底部分段施工方法及质量要点:

a. 船体货舱底部分段(102、103、104、106、107、108、110、112)P/S分段,纵向大口和横向大口的内、外底板及纵骨全部为实料,其他分段101、(105、109、113)P/S分段内底板及内底纵骨为实料,外底板和外底纵骨为尾端实料,首端荒料。底部分段纵桁尾端实料,首端荒料,实料端加10mm焊接收缩补偿量。底部分段纵口处的S分段肋板加荒。

b. 底部分段纵骨放样下料单应标出结构位置线及分段肋位号。型材工位按下料单下料并作好标记,型材长度尺寸公差+3,-0不能出现负值。内、外底板分段纵口为刨边口,拼板时必须保证板列尺寸的方正度,划线时应仔细,切割线的内侧100mm位置留检查线,切割前确认切割线和检查线,保证切割后的尺寸精度。

底部分段管隧纵桁组合体小组装工位带管隧两侧内、外底纵骨,其他内底纵骨在分段大组装安装,外底纵骨在平直工位外底板划线切割后装焊。外底纵骨装配时必须保证结构线定位准确,纵骨安装角度应偏向球面一侧0.5°~1°焊前用扁铁拉固,保证焊后纵骨的直度。

肋板结构放样时除管隧两侧的球扁钢纵骨外其他纵骨开孔均应向焊接部位的外缘加大2mm。

大组装在分段制造过程中应严格遵照施工程序及工艺的要求施工,提高装配精度,内部结构焊接时应对称施焊,立焊采用退焊的方法。外底板定位时必须与内底板上下对齐,外底采用多块压铁均布固定,4个边角用线坠定位,外底板与内底板上下对应公差≤3mm。

中直部分的内底板四周全部实料,外底板纵口实料,外底板分段合拢后按内底划线切实。横向、纵向大口的实料端按无余料标准装配,船体内场各工序必须认真控制制造精度,特别是分段制造工位,外底板和结构安装时必须认真垂线坠,确保定位准确无误,划线后要切实的部分要认真检查,且应留有100mm的切割检查线。

货舱底部分段纵向桁材为连续结构,横向肋板为间断结构,很容易发生“中拱”的现象,因此,一定要牢固封胎,同时尽量扩大纵桁、肋板组合体的数量和提高制造精度,严格按设计焊脚施焊,控制好焊接规范,保证焊角高度,减少分段的焊接量。合理安排焊接顺序和方向,减小焊接应力,控制焊接变形,分段大口处的结构尺寸必须严格控制,提高分段合拢口精度。

内底板与舭部板的角焊缝,和横向大口处结构的角焊缝要双面焊妥,且分段交验前大口处不少于三档的结构要“背烧”校平。

(4).内底板:由拼板工位完成拼焊,并划线切割。内底板的纵口由刨边机一次加工成实料,前后横向大口划线时以纵口为基准找方定位。

(5).外底板:由拼版工位完成拼焊、划线。

平直部分(有曲度的分段,带一列通长曲度不超过300mm高的弯板),由拼板工位完成拼焊,并划线,切割。外底纵骨除管隧两侧纵骨不装外,其他纵骨平直工位装焊。

舭部弯板加工后直接在分段上安装。

(6).管隧纵桁组合体由预装工位完成(Zs)

a. 管隧纵桁与纵骨、肘板及右侧部分肋板组合。

b. 两侧管隧纵桁与中间加强框架组合。

管隧组合体与左侧肋板组合。

管隧组合体装纵桁两侧球扁钢纵骨。

(7). 纵桁肋板组合体:

该船货舱区纵桁连续,肋板间断。

纵桁按分段长度(有腰口要预拼)整体切割,在小组装工位的组合。

考虑船体内场平直工位的设备和场地能力,本船纵桁肋板组合体在平直工位的中组不在进行。(但内场必须对纵桁肋板组合体适当的加强)

(8). 污水井组合体,由预装工位完成(Zs)。

将污水井底板、纵向侧板、及肋位外的隔板组合成一体,全部为实料。(大口处的结构与大口荒实料的要求相同)

两种不同高度球扁钢的对接,如设计图纸没有要求,形式: h1-h≤20 L ≥500; h1-h20 L1000(10). 本船分段横向结构增加焊接收缩量,焊接收缩量的加放见图示。

(11). 底部分段纵桁实料端增加10mm焊接收缩量,见图示。

(12). 货舱底部分段胎架设反变形,反变形数据见图示。

(13). 肋板扶强材与型材顶焊的端部应减少1mm, 以减少分段装配时的修整

切割量。

(14).货舱底部分段组合装配应按顺序施工,装配顺序见图示。

注意事项:

a. 101由于为整体建造,装焊顺序略有不同。

b. 101、102P/S、108P/S、109P/S、110P/S、111P/S有加热管,扣外板前应安排好管系施工。

c. 底部P/S两个分段总重量没超过160吨的,应安排在200平台工位总组后再上船台合拢。

d. 为做好船体分段“壳、舾、涂”一体化的要求,舾装工作应与船体施工分道同步进行,船体分段上的舾装焊接件应在分段涂装前完善,设计和施工部门应统筹考虑安排。

2.货舱区主甲横壁分段: 251、252A~256A、257,252B~256 B

货舱区主甲分段的251和257为独立分段,252~256分段分上下两部分。252A~256A为上部分段,主甲板下设双横壁,前后带水舱坡板,其中252A~254A及256A分段的主甲板中间设克令吊圆筒型底座。252B~256 B分段为下面双横壁组合分段。

1 ..建造方式:主甲上部分段反造,下部横壁252B~256 B分段卧造。

2 ..主甲上部分段建造顺序

起胎 --------主甲板上胎---------甲板横梁点焊--------装克令吊底座组合体--------装横壁组合体--------装前后水舱坡板--------内部结构完善