9000HP海洋平台供应船不锈钢甲醇舱建造工艺初探

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平台供应船货物甲醇系统设计简介

平台供应船货物甲醇系统设计简介

图 2 甲醇 泵安 装 形式
2 - 3 甲醇 装卸 站 布置 甲醇是一种无色 、 透明 、 高度挥发、 易燃液体。 熔点一 9 7 . 8  ̄ C , 沸点 平 台供应船通常都设有 四个货物装卸站 , 舯部左右舷 、 艉部左 6 4 . 5 ℃, 闪点 1 2 . 2 2 ℃, 自燃点 4 6 3 . 8 9 o C , 易燃。有毒 , 直接接触能致人 失明。在 I B C C O D E第 1 7 章货品清单 中 , 甲醇危 害性被定义为 P , 右舷各一个 。甲醇舱 的管路驳运系统都是相互独立的, 考虑 甲醇货 即具有污染危害性货品 ; M A R P O L 公约对有毒有害物质分类的类别 品的危险性 ,为 了避免驳运管路穿过其它舱室及尽量减少管路长 为Y 。 度, 甲醇舱货物系统管路都引致同侧的装卸站。在装载或卸货过程 装 卸 站 区域 可 能 会 产 生 大量 蒸 汽 , 根据 C C S 规 范 对 危 险 区域 划 本 船 在艉 部设 置 了两个 甲醇舱 , 甲醇溶 液 被 供应 至 海 洋石 油 平 中 , 甲醇 货 物 出 口向上 , 以6 m 为半 径 , 无 限 高度 的垂 直 圆 柱 台用 于 钻井 液 的调 配 , 以抑 制钻 井 作 业 中钻 井 隔 水套 管 内的水 合 物 分 的要 求 , 内, 以及 出 口向下 , 以6 m 为半 径 , 半 球 面 的 露天 甲板 区域 为 “ 1 类 危 的形 成 。 险 区域 ” ; 6 m 半 径球 面之 外 4 m 的露 天 甲板 区域 为 “ 2 ” 类 危 险 区域 。 2船 舶 布 置 如 果在 舯 部及 艉 部 装卸 站 都设 置 了 甲醇货 物 接 口 , 危 险 区域 可 能 会 2 . 1舱 室布 置 0 %以 上 。 这也 意 味 着此 域 内 的 电气设 备 都必 须 为 合 根据 A 6 7 3 决议 第 3 章 的要 求 , 有 毒有 害 货 品 的液 货 舱应 与机 占 甲板 面 积 的 8 平台供应船普遍 自动化程度较高 , 如危险区域过大 , 成本 械处所 、 轴遂 、 干货舱 、 起居处所 、 服务处所 、 饮用水舱和生活用 品储 格防爆型。 所 以在这类船舶设计初期就应与船东协 藏室, 用隔离舱、 留空处所 、 货泵舱 、 空舱 、 燃油舱或类似处所进行分 及施工要求都会大大增加。 隔。 商澄清 , 如能满足使用要求则只在艉部的装卸站对 甲醇进行装载和 卸货, 这也 可 以节 省 船东 日后 的维 护成 本 。

钢质船建造工艺

钢质船建造工艺

船厂建造工艺南通九天船艇制造有限公司一、概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1二、建造方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1三、建造工艺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯33.1 放样与样板制作工艺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3.2 船体装配工艺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 3.3 船体焊接工艺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 3.4 甲板室结构装配与焊接工艺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 3.5 轮机安装工艺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10 3.6 电器安装工艺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12船舶建造施工工艺、概况:1、该船为普通旅游客船,货舱区采用单底、单舷横骨架式。

2、执行规范和标准:《钢质内河船舶建造规范》2009及2012修改通报《内河船舶法定检验技术规则(2011)》二、建造方案:2.1 根据本厂的实际条件和一惯的制作方法,决定本船采用货舱部分分段制作,艏艉正台散装方案建造,平板舱壁吊装、分中对称施焊。

2.2 船台装配焊接工艺原则:(1)铺船底板先铺龙骨板,由中部向前后至首尾;(2)在底板上画出纵横骨架位置线;(3)安装横舱壁及其他横骨架;(4)安装纵横骨架;(5)安装舷侧顶列板;(6)安装甲板边板;(7)安装其他各列外板;(8)安装其它甲板;(9)进行船体的舱内焊接;(10)进行船体接缝的封底焊;(11)进行船体密性试验;(12)安装上层建筑并焊接;(13)进行舾装工作;三、建造工艺3.1 放样与样板制作工艺3.1.1 实尺放样3.1.2 划基线:由于该船长度较短,所以基线弹线划线拉线检验。

检验要求:直线度:≤ 1.0mm 允许界限:≤ 1.5mm 线粗细度:≤ 1.0mm 允许界限:≤ 1.5mm3.1.3 划格子线。

检验要求:粉线、画线的精度:≤ 1.0mm 允许界限≤ 1.5mm 垂直度偏差:≤ 1.5mm 指对角之差的绝对值站线、水线及纵剖线间距偏差:≤ 1.5mm3.1.4 船体主尺度:± 1% 允许界限:≤ 1% 总长分站按型线图。

双相不锈钢化学品船压载水舱涂装工艺

双相不锈钢化学品船压载水舱涂装工艺

普通碳钢施加特殊涂层的化学品船液货舱!其 优势是造价低!缺点是货物装载受限于涂层适用装 载清单!且涂层在营运中容易损坏!后期维护费用 较高'整体式不锈钢化学品船液货舱则相反!建造 时的成本较高!但对装载货物的限制较少!且后期 维护费用较低($)'
普遍应用于液体化学品船液货舱舱壁的不锈钢
作者简介赵云涛 &"=#男工程师研究方向为船舶涂装和防腐蚀设计
FCB!分段表面处理 舷侧及双层底压载水舱分段由碳钢和双相不锈
钢构成(7)!整个分段双相不锈钢占比不大!但双相
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+#$+
造 船 技 术!!第!"卷第#期!
不锈钢必须使用非金属磨料进行喷砂处理(#)!因此 可与碳钢分开进行表面处理'
在进行表面处理前!需要对压载水舱的涂层进 行整舱破损评估!根据评估结果!制订表面处理采
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!赵云涛等!双相不锈钢化学品船压载水舱涂装工艺
+#9+
图F!压载水舱不锈钢区域遮盖保护示例
用的施 工 方 式'破 损 评 估 参 照?B>!#$=<9 $%%9
参考文献
或小砂枪进行表面处理' "$#新老涂层搭接区域须用砂纸或沙盘磨出坡
度!保证新老涂层的结合力' "9#用纸胶带标识需要修补的区域!减少涂层
过喷!如图!所示'
!结!论
"&#根据压载水舱各区域材质不同!所制订的 涂装工艺在技术方面和经济方面较为合理'
"$#涉及压载水舱的分段只对不锈钢区域进行 非金属磨料处理!碳钢区域仍使用传统喷砂方法!

散化船不锈钢液舱的结构特点与施工工艺

散化船不锈钢液舱的结构特点与施工工艺
作者介绍 : 田留群 19 9 8年毕业于武 汉理工 大学 , 工作于泰 州市地 现
方海事局 , 程师。 工
性、 经济性等方面综合考虑 , 本船选择船型为 2型、 舱 型为 2 G型 。 对于 2型船舶 , 液货舱任何位置离船体外板 的 距离都不应小于 70 m, 6r 且在液货舱区域 内均应设 a 置双层底。对于 2 G舱型 , 即为整体重力液舱 , 液舱 结构为船体结构不可分割的一部分 , 以相 同方式 且 与邻近船体结构承受相同的载荷 , 参加船舶总强度
20 0 1年《 内河散 装运输 危 险 化学 品 船 舶构 造 与 设 备规 范》 不 同化 学 品 提 出 了最 低 要 求 。从 适 装 对
2 奥 氏体不锈钢的一般特性
不锈钢的主要特点是在空气 中( 常温 下) 能保 持高的化学稳定性 , 抗腐蚀性能好 , 并有优 良的机械
性能-不锈钢按其成分可分为以铬为主和以铬镍 为 o 主 的两 大类 。前 者基 本 类 型 为 Cl , 者 基本 类 型 r3 后 为 C lN9 前者的金相组织为马氏体 , r i; 8 而后者为奥
氏体 。奥 氏体不 锈 钢 比其 他 系列 不锈 钢具 有更 优 良 的耐腐 蚀性 、 热 性 、 工 性 和 可焊 性 , 它在 石 油 耐 加 使 工业 、 化学 工业 、 船 工业 、 品 工业 等部 门得 到 广 造 食 泛 的 应 用 。含 碳 量 很 低 的 ( . 3 ) 氏体 不 锈 ≤0 0 % 奥 钢具 有 良好 的抗 晶 间腐 蚀 性能 。 晶 间腐 蚀 是 奥 氏 体 不 锈 钢 危 险 的 一 种 破 坏 形 式 , 的特点是 腐 蚀沿 晶界 深人 晶 间 内部 , 外形 毫 它 在 无 变 化 的情 况 下使 结构 遭到 突然 破坏 。晶间腐 蚀 常 出现 在焊缝 热 影 响 区 , 时 焊缝 中也 有 出现 。晶 间 有 腐 蚀与 钢本 身含 碳 量 及碳 化 物元 素 有 关 , 热 是 晶 加

9000t不锈钢化学品船不锈钢板材拼装工艺汇编

9000t不锈钢化学品船不锈钢板材拼装工艺汇编

9000t不锈钢化学品船不锈钢板材拼装工艺(讨论稿)2007-09-021.制作拼板组装胎架(胎架图另出)。

2.拼板板块单元件的划分:2.1.各板块单元件的长度以排板的一张钢板长度为单元件长度。

2.2.甲板以折角线位置在宽度方向划为3个板块单元。

2.3.底部分段以折角线位置在宽度方向划为2个板块单元。

(当横向折角展开有困难时,折角板的长度可以断在折角处)。

2.4.内舷侧单元件的宽度以1#、2#折角点宽度为准(FR35~FR56-50区域以1#、5#折角点宽度);其余折角板以本身折角板的宽度为准(当横向折角展开有困难时,折角板的长度可以断在折角处)。

2.5.横舱壁约以该横舱壁宽度的1/2作为板块单元组装(FR148以横舱壁宽度为准);纵舱壁以该纵舱壁长度的~1/2为板块单元件进行组装。

3.装配应严格按图纸和技术部门提供的拼板图检查核对材料零件。

4.不锈钢板拼装顺序:4.1.将不锈钢板吊入专用拼板胎架平台进行拼装,拼装时应严格按技术部图14.2.按2条划分的板块单元进行拼装(拼装顺序见图1所示,图中数字为顺序号),先拼装两相邻板材零件拼接缝组成零件→检查→焊接→检查→矫正(可用油压机压平,压时应在工件上下面加不锈钢板保护)→将相邻部件组装成板块单元件→检查→焊接→检查→划线切割拼板余量→打磨→检查。

4.3.槽形板拼焊:4.3.1.拼焊顺序(见图2所示,图中数字为顺序号):先将中间区域两块“Z”形板拼焊成一个槽形板,再与上下口两块加厚(19mm)的槽形板拼焊成一个整的槽形板,最后将多个整槽形板拼焊成板块单元件。

图24.3.2. 在专用胎架上(槽形舱壁拼接胎架、一次可拼焊若干个)进行拼焊;4.3.3. 在槽形板的上缘(凸面、见图3示意)进行拼装定位、拼装前须按工艺要求做好清洁;图34.3.4. 当出现板差时采用压载方法进行调平、用专用压载墩压平(见图3示意、凸面的压载墩横向放置、凹面的纵向放置)后施以定位焊、压载墩下面需垫20×200×600的木板进行隔离;4.3.5. 对单个槽形板焊后出现的焊缝角变形应内场矫正,其偏差不得大于2mm 。

不锈钢舱化学品船制造

不锈钢舱化学品船制造

埋弧焊丝和焊剂的牌号、规格、熔敷金属的化学 成分及力学性能见表5。
组织,形成奥氏体和铁素体相都比较细小、比较均匀的两
相混合组织,有利于提高焊缝多方面的性能
不锈钢的焊接工艺试验
试验用材料
a. 不锈钢板 不锈钢板为Avesta Sheffield公司制造的316L钢,厚度t = 14mm,其化
学成分、力学性能见表2。
表2 316L不锈钢板化学成分及力学性能
图4 前处理模块
图4 前处理模块
图5 剩余计划调整结果
该软件以化学品/成品油船的设计为主线, 贯穿建造直至交船全过程的任务管理,本 着设计、工艺、生产、管理一体化的原则, 按照现代造船管理模式,分阶段、按区域 对设计项目和施工项目进行合理优化,取 得了很好的效果。
不锈钢的焊接技术
化学品船不锈钢舱结构材料的特性
数比碳钢大40%,这使得奥氏体不锈钢的焊接变形远较碳
钢为大。且由于奥氏体不锈钢的导热率约为碳钢的1/3,
在焊接过程中热量输入并聚集在焊缝周围,因而形成很陡
的热梯度,使变形加重。

在焊接奥氏体不锈钢时,应充分考虑变形问题。双相
钢的热膨胀系数和导热率介于奥氏体不锈钢与碳钢之间,
其焊接变形低于奥氏体钢但高于普通碳钢。其焊接变形问
展,它所需要的原料及其产品的运输量将日益增加,这就
为化学品船建造提供了广阔的空间。按照IMO关于“国际
散装运输危险化学品船舶结构和设备规范”(IBC Code)
中的定义,化学品船主要是指运载除石油、成品油及气体
以外的液体货物的船舶,这种液体通常指在37.8℃的温度
时蒸汽压力不超过0.28MPa的化学品
NC-36L φ5.0 0.02 1.55 0.53 0.004 0.026 19.04 11.94 2.26 0.12

平台供应船货物甲醇系统设计简介

平台供应船货物甲醇系统设计简介

平台供应船货物甲醇系统设计简介随着陆地石油资源日益枯竭,世界各国均把目光转向了海洋。

在海洋钻井平台及钻井船订单的激增的同时,与平台配套服务的平台供应船(PSV)也必将陆续投入建造。

众所周知,货物系统是一条PSV的灵魂,能够散装运输有限数量的有毒有害液货的PSV势必会在市场中具有竞争力。

而甲醇则是此类货品中最常用最典型的,配备甲醇货物系统的PSV无论在设计还是建造上的难度都会大大增加。

文章以大连中远船务9000HP深水供应船作为背景,通过对相关规范的研究,介绍其甲醇货物系统以及相关系统的设计,为今后国内类似船型的建造设计提供参考。

标签:平台供应船;货物甲醇;系统设计1 船舶简要大连中远船务9000HP PSV 深水供应船,源自瓦锡兰设计公司的基本设计VS485船型。

入级CCS船级社,配有DP-2系统,FiFi-1对外消防消防系统,具有救助海难200人的能力。

服役海域为南海,能够为钻井平台运输燃油、淡水、钻井水、泥浆、盐水、基油、散料、甲醇等补给及原料。

甲醇是一种无色、透明、高度挥发、易燃液体。

熔点-97.8℃,沸点64.5℃,闪点12.22℃,自燃点463.89℃,易燃。

有毒,直接接触能致人失明。

在IBC CODE 第17章货品清单中,甲醇危害性被定义为P,即具有污染危害性货品;MARPOL 公约对有毒有害物质分类的类别为Y。

本船在艉部设置了两个甲醇舱,甲醇溶液被供应至海洋石油平台用于钻井液的调配,以抑制钻井作业中钻井隔水套管内的水合物的形成。

2 船舶布置2.1 舱室布置根据A673决议第 3 章的要求,有毒有害货品的液货舱应与机械处所、轴遂、干货舱、起居处所、服务处所、饮用水舱和生活用品储藏室,用隔离舱、留空处所、货泵舱、空舱、燃油舱或类似处所进行分隔。

9000HP PSV深水供应船配有两个甲醇舱配布置在艉部,为不锈钢材质的独立舱室,每舱容积89m3。

由干隔舱与其它舱室隔开(见:图1)。

由于甲醇舱内为“0”类危险区域,通常设计都以在隔离空舱内充注氮气或者注入淡水的方式来与安全区域隔离。

SPP35海洋平台供给船甲醇舱的建造工艺

SPP35海洋平台供给船甲醇舱的建造工艺
吊运 要 求 、 预处 理、 切割 下料、 坡 口加 工 要 拢缝 在 船 中位 置 。 为保 证 分 段建 造 精度 , 要 尘、 防盐 份 等 可能 引起 腐 蚀 的有 害物 质的 区
求、 托 盘转 运 、 焊 前 准备 、 焊 接 保 护、 焊后 清 求 l 0 2 分 段 胎 架 不分 PS 两舷, 分 段 以 主 甲板 域 ; 存 放 不锈 钢 的 场 地 铺 设 木 板 , 防 止不 锈
醇 舱 不 锈 钢 围壁 与其 相邻 的 碳 钢结 构 组 成 非 碳 钢 材 料 , 因为 普 通 钢 吊运 工 具 会 造 成
1 船 舶 和 分段 概 况 及 分段 建 造 方 式
长7 7 . 6 3 m, 型宽l 7 . 2 0 I l l , 型深 7 . 8 0 i n ,
为首 部 、 机舱、 货 舱 和 尾 部 区域 。 上 层建 筑 此 区域 内 的 施 工 内容 , 并 要 求 无关 人 员不 得 留根 切 割 , 打磨 光滑 。
( 包括驾驶室共5 层) 驾 驶 室 布置 在 船 舶 首 进 入 ; 此 区域 内 应 有 详细 的 文 字 说 明, 列出 部, 货 舱 区 由双 底 、 双 舷 侧 和 甲板 组 成 ( 货 不锈 钢 施 工 要求 。 物 装 置在 货舱 内 的 4 个 灰 罐 内), 其 货 舱 区 甲板 、 首部 底 部 区域 、 尾 部 底部 区域 和 机 舱 迹 和损 伤 。 2 ) 转 运 设备 如 叉 车 应 采 用 布或 橡 皮 保 护 好 以 避 免钢 质 设 备 与 不 锈 钢 表 面 接 触 , 平板车转 运时, 应 平 板 车 上 铺 设 木 板 避 免 不锈钢上方覆盖 三防布; 在 托 盘 转 运 不 锈 ①不 要 把 木 头 放 在 将 要 切 割 的 不锈 钢 黑 色的痕 迹, 这些 痕 迹很 难去除 , 并 且 造 成钢材表面碳 的聚集, 可 能会 发 生 晶 间腐 蚀; 为 防止 不锈 钢 表 面 受 到污 染 , 所 有加 工 适用船 体 结构 钢
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9000HP海洋平台供应船不锈钢甲醇舱建造工艺初探文章简要叙述了在建造9000HP海洋平台供应船时,在建造不锈钢甲醇舱分段过程中由于不锈钢材质的特殊性,在建造时如何进行有效的防护,克服各种不利条件及因素来完成整个分段的建造。

文章通过建造过程中遇到的各种问题进行论述,以求得到最为合理的施工方案,达到缩短分段建造周期,降低建造成本,保障甲醇舱建造质量和舱室的完整性。

标签:海洋平台供应船;完整性;腐蚀;焊接变形引言随着海洋石油开采技术的不断发展,对船舶功能也有了新的要求,由此就出现了许多多功能的船舶,9000HP海洋平台供应船(Platform Supply Vessel)就是其中的一种船型,该船的特点是货舱甲板面积大、舱室较多、线型特殊、主推进装置功率大,机舱容积小,操作自动化程度高,是一种新型的高新技术船舶。

它的主要功能是为海上平台等海上设施运送生产物料(如钻杆、套管、设备、散料、泥浆、燃油、基油、钻井水、淡水、盐水、甲醇等)及生活物资、提供救助、守护、对外消防等服务。

1 总体概述9000HP海洋平台供应船,其设计航速为15.8节;推进系统为电力推进;配备肖特尔360度全回转舵桨;载重吨位约为4900吨(夏季载重线吃水);空船重量约为3250吨;船体结构重量约为1900t;甲板载货2900吨;甲板面积约为1000平方米;配备无人机舱;动力定位系统为DP2;其主尺度见表1[1]:表1 9000hp绿色环保型PSV主尺度表该9000hp 绿色环保型PSV入籍CCS;挂五星红旗;其船籍符号如下所示[2]:CSA:Offshore Supply Vessel;Stand-by Ship;Fire Figh该船的特点之一是在尾部有两个甲醇舱,甲醇舱位于尾部FR22+100-FR29+100位置,两个舱为独立的舱室,布置在左右舷两侧,每个舱可乘装甲醇89.04m3。

甲醇舱采用316L材质不锈钢板焊接而成,内壁长约4m、宽约4.5m、高约5.7m,板厚为8.5mm。

该建造工艺主要围绕不锈钢板的特殊性能和特点,并根据施工原则合理的进行防护、下料、坡口加工、零件装配及焊接等方面进行说明,该分段在建造时,先以甲醇舱的6个内壁为胎进行中组立建造,大组建造时以甲板面为胎反造。

甲醇舱分段立体效果图见图1。

图1 甲醇舱分段立体效果图2 不锈钢的防护不锈钢是指耐空气、水、酸、碱、盐及其溶液和其他腐蚀介质腐蚀的,具有高度化学稳定性的钢。

不锈钢板表面光洁,有较高的塑性、韧性和机械强度,不锈钢具有良好的耐腐蚀性,它能使结构部件永久地保持工程设计的完整性。

不锈钢表面有一层及薄而坚固细密稳定的富铬氧化膜,该氧化膜能防止氧原子的渗入和氧化,从而具有高耐锈蚀的能力。

但其表面不允许被碳钢和钢砂等其他金属材质污染,原因是不锈钢表面遇到积存着含有其他金属元素的粉尘或异类金属颗粒的附着物,在潮湿的空气中,附着物与不锈钢间的冷凝水,将二者连成一个微电池,产生电化学反应,使不锈钢外表面的保护膜受到破坏,造成电化学腐蚀。

因此,不锈钢板的防护至关重要。

2.1 不锈钢的存储及运输不锈钢板在存储过程中应放置在防潮湿、防灰尘、低盐分等可能引起其腐蚀的有害物质区域外,如放置厂房内,地面上尽可能使用布或是木方进行垫设。

如放置施工场地必须用布或三防布进行垫设,其表面也要进行防护,避免水、油污等碳钢粉尘与不锈钢表面进行接触。

不锈钢板在吊装时,尽可能使用吸盘或电磁设备进行吊装,吊绳尽可能使用尼龙绳。

如果使用普通吊索具,不锈钢表面需用胶皮或布等进行垫设,避免碳钢吊索具直接与不锈钢板接触,防止吊索具可能因为吊装碳钢留下铁削等杂质接触不锈钢表面,避免夹紧时与不锈钢表面产生夹痕,破坏不锈钢表面的氧化膜。

如使用叉车插运时,必须使用布或橡胶进行垫设。

不锈钢板在运输过程中,钢板的四周必须进行防护,防止在运输过程中金属化合物等杂质与不锈钢板表面接触。

2.2 施工场地的防护不锈钢施工场地尽可能为独立的施工场地,尽量避免与碳钢场地相容作业。

当无法避免与碳钢施工场地分隔,不锈钢施工现场必须用布或三防布等围起来,防止粉尘等其他杂质与不锈钢表面接触,并安排人员定期对不锈钢表面进行清扫。

在此区域外围用醒目的文字说明此区域的施工内容,并要求无关人员不得进入,同时在相应的位置用文字详细的列出不锈钢施工要求及注意事项,并指派专人进行监护。

3 不锈钢的施工原则及要求3.1 不锈钢胎架的布置在船舶分段建造过程中,胎架是装配和焊接船舶分段的工作台,它的工作面与分段的表面相吻合,其作用是保证分段的线型和精度。

除应保证其工作面的线型正确外,胎架还要有足够的刚性,故好的胎架对分段的建造质量至关重要[3]。

因不锈钢材质的特殊性,不锈钢在建造时,其内表面不能与碳钢接触,施工时必须选用不锈钢胎架进行支撑。

由于不锈钢焊接变形较大,要求在设计时采用简易压力胎架。

现场施工时可以以普通分段角钢胎架为基础,在角钢胎架上焊接碳钢套管,并根据套管的规格制作不锈钢顶针,然后将不锈钢顶针放入碳钢套管中,在满足不锈钢胎架要求的同时,大大节省了不锈钢材料。

不锈钢顶针在制作时必须打磨光顺圆滑,避免不锈钢顶针与不锈钢表面接触产生划痕。

不锈钢胎架图见图2。

图2 不锈钢胎架图3.2 不锈钢板的加工3.2.1 切割机的选用因不锈钢板的特殊性,不锈钢板在切割时不能用数控切割机进行切割。

不锈钢板切割时可选用激光切割机和数控等离子切割机,激光切割机价格高,精度高,但是目前只限切割薄板。

等离子切割机的精度接近激光切割机,切割面光滑无挂渣,价格相对激光切割机却有很大的优势,目前是大多数船厂切割方式的首选。

3.2.2 焊接收缩量值的确定为保证各构件焊接后尺寸符合设计值,各构件间的定位尺寸与设计要求的尺寸有一定的差别,这个差别值是为了弥补焊接收缩值的,各构件间的定位尺寸和设计尺寸的差值就是所谓的焊接收缩余量。

构件间焊接收缩是不可避免的,不同的焊接工艺及不同的焊接形式收缩量也是不同的,相同厚度的不同材质、不同厚度的相同材质,它们的焊接收缩量或收缩系数也是不同的。

焊接收缩量需要多次的试验才能确定。

该项目通过大量的试验确定焊接收缩量值为:SHR:1mm/1200mm(每1200mm增加1mm的加放量)。

3.2.3 不锈钢板坡口的切割坡口的切割需根据焊接的形式来确定,该项目的不锈钢板采用CO2的焊接方式,坡口角度为45°,现场在切割坡口时可采用机械切割或是手工等离子进行切割,严禁使用碳弧气刨开设坡口,以保证不锈钢板的精度,坡口开设后应及时清理坡口两端的杂质,坡口正反两面50mm处需用丙酮进行擦洗,防止不锈钢钝化,切除完毕后用布料等进行防护。

3.3 不锈钢板的装配3.3.1 不锈钢板的矫平不锈钢板在装配前必须进行机械矫平,因为钢板的矫平不仅是为了去除钢板表面凸凹不平的缺陷,提高板材的精度[5],也是为了消除板材中的应力,减少在焊接过程中所产生的变形。

所谓钢板的矫平是通过矫平机来校正板材缺陷的精密机械,它的实现是使材料在通过矫平机床时以较小的曲率半径作循环往复的上下弯曲,使较短的材料“纤维”拉长,当板料朝矫平机床出口方向运动时,上下弯曲的幅度逐渐减小,以消除在机床矫平入口处因剧烈的弯曲所引起的材料变形,当材料上所有的“纤维”长度几乎一样时,板材就平直了,也是我们常说的“矫正”。

3.3.2 拼板反变形的增加反变形是船舶建造中控制变形的最常用的方法之一,适用于控制零件的弯曲变形,反变形通常根据焊接后可能产生变形的方向和大小,在焊接前应使被焊件发生大小相同、方向相反的变形,以抵消或补偿焊后发生的变形,以达到防止焊后变形的目的。

不锈钢板对接焊时,主要发生的变形是中垂变形,在不锈钢板拼板时需对不锈钢板增加2mm的反变形量,即将对接处的两个板缝处向上抬高2mm,这样在焊接过程中随着中垂弯曲的变形量就会抵消。

3.3.3 背梁及马板的增加因不锈钢板较薄,且不锈钢板变形后不能用火工矫正的方法进行调形,对接缝焊接时,要在焊接面增加背梁。

在装配过程中除了利用反变形法控制焊接变形,还可利用刚性固定的方法来控制变形,刚性固定法就是采用适当的办法来增加焊件的刚度或拘束度。

马板和背梁就是采用刚性的固定方法来减少变形,背梁大多采用角钢或平铁,一般采用间断焊或增加背板的方式进行固定。

当马板采用不锈钢材质时,需用等离子切割机进行切割。

为了节省材料,马板可做成双面进行重复使用。

在成型面增加马板,目的是防止在焊接时阻碍焊枪的连续性,减少焊接时收弧起弧,保证焊接质量。

马板间距约为300mm。

不锈钢马板见图3。

3.4 不锈钢板的焊接在焊接过程中,如何减少焊接变形是焊接过程中控制的重点。

焊接时,由于局部高温加热而造成焊件上温度分布不均匀,最终导致在结构内部产生了焊接应力与变形。

其次是由于焊缝金属的收缩、晶相组织的变化及焊件的刚性不同所致,另外焊缝在焊接结构中的位置、装配焊接顺序、焊接方法、焊接电流及焊接方向等对焊接应力也与变形有一定的影响。

焊接应力是引起脆性断裂、疲劳断裂、应力腐蚀断裂和失稳破环的主要原因。

另外,焊接变形也使结构的形状和尺寸精度难以达到技术要求,直接影响结构的制造质量和使用性能。

不锈钢板在焊接前,经过多次试验,最终确定焊接方法采用CO2气体保护焊[6],对接逢的间隙确定为4mm。

合理的焊缝间隙能有效的控制焊接变形,如果焊接间隙过大,则会造成邻近效应减小,涡流热量不足,焊缝晶间接合不良而产生未熔合或开裂。

如间隙过小则造成邻近效应增大,焊接热量过大,造成焊缝烧损或者焊缝经挤压、滚压后形成深坑,铁水不能完全融透,成形不好。

对于此类不锈钢,焊接时要采用多道焊进行焊接,第一次为打底焊,第二次进行填充,第三次进行盖面处理。

对于多道焊焊接时,层间的温度不宜过高,保证层间温度,第一次焊接结束后待温度达到60℃以下时,用风铲锤击焊缝表面,清除焊缝表面缺陷的同时还可以松弛残余应力,然后在清理焊渣和飞溅物。

待上述工序完成后在进行第二次焊接,每完成一次焊接后做上述处理。

当焊接过程中进行收弧、起弧时,焊缝的接头要错开,避免因层间温度不均产生冷裂纹。

风铲锤击焊缝表面见图4。

4 不锈钢焊缝的酸洗和钝化处理不锈钢焊接后,焊缝必须进行酸洗、钝化处理。

酸洗的目的是去除焊缝及热影响区表面的氧化皮,钝化的目的是使酸洗的表面重新形成一层无色的致密的氧化膜,起耐腐蚀的作用。

酸洗前须进行表面清理及修补,包括修补表面损伤、彻底清除焊缝表面残渣及焊缝附近表面的飞溅物。

钝化在酸洗后进行,将钝化液在部件表面喷涂,然后用冷水冲,再用拖布仔细擦洗,最后用温水冲洗干净并干燥。

经钝化处理后的不锈钢表面呈银白色,具有较好的耐蚀性。

5 结束语随着海洋对特种船的需求,特种船的种类已经供不应求,各船厂之间对订单的竞争愈为强烈。

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