毕业设计t化学品船船体生产设计艏部区域.docx
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毕业设计t化学品船船体生产设计艏部区域
武汉理工大学
毕业设计（论文）
2000t化学品船船体生产设计（艏部区域）
学院（系）：
交通学院
专业班级：
船舶与海洋工程0904班
学生姓名：
xxx
指导教师：
xxx
本科生毕业设计（论文）任务书
学生姓名xxx专业班级船舶与海洋工程0904班
指导教师xxx工作单位交通学院
设计（论文）题目:
2000t化学品船船体生产设计（艏部区域）
设计（论文）主要内容：
1、设计背景
设计对象：
2000吨化学品船主船体
主要尺度：
总长——85米垂线间长——82米
设计吃水——3.0米设计排水量——2885吨
型深——4.4米型宽——14米
承造厂：
长江航运集团青山船厂
2、设计要求
充分查阅中外相关资料，深入调研，全面细致地读识船图，学习并应用相关软件，创造性地运用所学知识，密切结合生产实际进行2000吨化学品船主船体总体生产设计，并在此基础上，独立完成该指定分段的生产设计。
3、设计内容
（1）总体部分：
主船体生产设计
（2）独立部分：
船艏区域总段生产设计
要求完成的主要任务:
1．毕业设计任务分析，完成相关资料检索和翻译，撰写开题报告。
2．在比较及论证的基础上，制定主船体建造及分段建造方案，进行主船体分段划分；绘制主船体外板展开图，编制主船体分段重量计算书，绘制主船体分段划分及余量图。
3．设计船台安装程序，绘制主船体分段船台安装程序图和安装定位线图。
4．计算船台安装工时，编制主船体分段船台安装工时计算书和安装进度日程表。
5．进行船艏区域分段的生产设计，绘制该分段生产设计图表。
6．编制毕业设计报告书，字数要求不低于10000字；所涉及参考文献不低于12篇。
其中外文文献不少于2篇，并作200-300字/篇的摘要；毕业设计报告书应符合“武汉理工大学本科生毕业设计（论文）撰写规范（理工类）”的要求
7．翻译与设计任务有关外文文献一篇，原文不少于2万印刷符，译文不少于5000汉字。
8.绘制相关设计图纸，设计图纸总量不少于5张#2图幅。
9.其他学校规定的工作。
必读参考资料
1.《船体建造工艺》教材。
2.专业期刊《中国造船》，《船舶工程》，《船海工程》，《造船技术》，《中国水运》，《船舶》，《船舶设计通讯》和相关大学学报。
3.规范：
中国船级社《钢质内河船舶建造规范》（2009）；中华人民共和国海事局《船舶与海上设施法定检验规则》；《内河船舶法定检验技术规定》（2004）。
4.标准：
《金属船体制图标准》
指导教师签名：
系主任签名：
院长签名（章）____________
武汉理工大学
本科生毕业设计（论文）开题报告
选题目的和意义
化学品船是用于运载各种有毒的、易燃的、易发挥或有腐蚀性化学物质的货船。
随着化学工业的发展，尤其是石油化学工业的兴起，它所需的原料及其产品的运输量日益增加。
同时化学品船还是公认的高技术、高附加值船，再加上市场的强大需求与人们对环境保护的高度重视，这就为化学品船的设计和建造工作提出了较高的要求。
怎么又快又好的建造化学品船，这个问题正是在这样的背景下提出的。
船体生产设计正是解决怎样造船的问题，它把设计、工艺、生产管理、质量与安全等要求全面反映到生产设计图中，做到设计、工艺和管理的一体化。
一些先进国家通过对生产设计的深化，建立了相应的体制，对造船工业的发展起了很大的积极作用。
船体生产设计是现代造船的重要基础工作，其进度、质量与深度成为影响船舶建造周期、质量和效率的关键。
生产设计是在性能与生产要求间作一种可接受的综合兼顾方案，保证所有设计特点与船厂设施相一致，协调好结构工作与机械、电气和舾装工作之间的相互关系。
所以化学品船生产设计工作是又快又好的建造此船的基础。
通过此生产设计，可以让四年积累的理论知识得到运用与检验，也可以对船舶建造流程有更详细了解，既能掌握住生产设计中的关键问题和关键环节，又对整船的建造形成一种统筹规划的能力，同时也对化学品船建造的关键技术有一定的了解，主要货油舱区的施工要领，包括槽形舱壁的装焊要点、不锈钢管焊接规程和特涂工艺等建造化学品船的关键技术。
为以后工作打下坚实基础。
此生产设计基本内容和技术方案
2000吨化学品船的生产设计要完成主船体的生产设计和各分段的生产设计，制定船体建造及分段建造方案，进行主船体分段划分，绘制船体外板展开图，编制主船体分段重量计算书，绘制主船体分段划分及余量布置图，绘制主船体分段船台安装流程图和安装定位线图，编制主船体分段船台安装工时计算书和安装进度日程表和特定分段生产设计图表。
技术方案：
识图、分析船舶特点全船重量计算绘外板展开图
建造方案与分段划分方案船厂调研
各种相关图表与技术文件
进度安排
用2周时间完成设计前的准备工作，包括各种资料的查询、阅读。
用3周时间完成识图、重量计算和外板展开图（文件有重量计算书，外板展开图）。
用2周时间完成建造方案和分段划分方案设计（文件有建造方案书）。
用4周时间完成船体船台的安装设计工作，制定各种进度表格。
用2周时间完成指定分段的生产设计和毕业设计的结尾工作。
指导老师意见
指导老师签字：
注：
1．开题报告应根据教师下发的毕业设计（论文）任务书，在教师的指导下由学生独立撰写，在毕业设计开始后三周内完成。
2．“设计的目的及意义”至少800字，“基本内容和技术方案”至少400字。
进度安排应尽可能详细。
3．指导教师意见：
学生的调研是否充分？
基本内容和技术方案是否已明确？
是否已经具备开始设计（论文）的条件？
能否达到预期的目标？
是否同意进入设计（论文）阶段。
摘要
本文叙述了2000吨化学品船主船体生产设计过程。
结合船舶生产设计的指导思想和产品特点以及承造厂生产条件，提出了建造2000吨化学品船主船体生产设计的一套方案。
内容包括主船体理论重量计算、分段划分方案、典型分段建造方案、船台装焊工艺。
重点论述了分段划分方案的依据和可行性。
关键词：
化学品船生产设计分段划分方案
Abstract
Thisarticleprovidesanoverviewofthehullproductiondesignofthe2000tonchemicalcargoship.Combinedwiththeguidingideologyofproductionandproductcharacteristicsandproductionconditionsofthecontractor,itadvancestheconstructionofthehullof2000tonchemicalcargoship,includingtheacademicweightofthemainhull,theprojectofsubsections,theprojectofconstructionoftypicalsubsection.arcsandcraftsoftheassemblyandweldingonslipway,focusingonthebasisandfeasibilityoftheprojectofsubsections.
Keyword:
chemicalcargoship,productiondesign,theprojectofsubsections
绪论
造船生产设计是融设计、工艺和管理为一体的设计和管理技术。
推行造船生产设计的目的是实现壳舾涂一体化、区域造船以建立现代造船管理模式。
船舶建造中的技术准备工作，一般由产品设计、生产设计和生产计划三部分组成。
生产设计就是对造船施工的各种工程技术问题进行分析研究，对制造方法和有关技术措施作出决策，并用图、表和技术文件等方式表达出来，作为编制生产计划和指导现场施工的依据。
造船生产活动的实践表明，在船舶设计中增加以造船施工为对象的生产设计，虽然增加了一些设计工作量，由于它可以科学地指导施工，使生产工艺和管理合理化，最终因提高效率和降低成本而获得更高的效益，生产设计是实施现代造船模式的核心工作内容。
通过生产设计，由于实现了设计、工艺和管理的纵向统一，便于组织生产和管理，缩短了准备周期，减少了重复劳动，提高了工作质量。
通过生产设计，使工艺指令和数据完整体现在图表上，改变了过去管理人员按各自经验，凭直观现场指挥生产的管理方法，有利于实行科学管理；通过生产设计，有利于对产品进度，质量要求和安全生产等进行全面管理。
1.1船舶概况
船舶简介
本船为钢质、单甲板、尾机型化学品船。
液货舱为整体重力液舱，按舱顶蒸汽压表0.1Mpa设计结构，采用双尾线型，前倾首、切平尾，双机、双桨，WFA型舵，船货舱区为双底双壳结构，共设8个液舱。
本船可载运甲醇、乙醇、丁醇、流酸、醋酸、醋酸乙酯、醋酸丁脂、醋酸乙烯。
每航次承运单一品种液货。
可航行于长江A、B、C级航区及J2级航段
船舶主尺度及有关参数
总长Loa85.00m
水线长Lwl83.49m
垂线间长Lpp82.00m
型宽B14.00m
型深D4.40m
吃水T3.00m
梁拱：
0.30m
船舶结构
本船主甲板、舷侧、船底为纵骨架式，艏艉端部及甲板室为横骨架式；机舱舷侧及顶部为横骨架式，底部为纵骨架式。
在#6、#22、#23、#49、#74、#100、#126、#127、#129肋位设9道水密横舱壁，均上达主甲板。
货舱区设置纵中舱壁并设置双底双舷，机舱舭部设置局部防撞边舱，并加设舷侧纵桁。
本船全船肋距600mm,纵骨间距600mm。
各层甲板间高均为2.30m，本船#24~#126肋位为液货舱区域，液货舱双层底高为0.8m,双壳宽度为0.8m。
在#49、#74、#100横舱壁为竖向槽形舱壁，其余横舱壁均为平面舱壁。
除货舱外，从尾向首布置舵机舱（#2），空舱（#2~#6），机舱（#6~#23），隔离舱（#23~#24、#126~#127），清水舱（#127~#129左、右），锚链舱（#129~#131中部）及首尖舱（#129~首）。
机舱设于#6~#23肋位，在机舱尾部（#6~#10）设集控台，前部（#19~#23）设货泵舱。
1.2承建厂条件
一般条件
承建船厂为长航青山造船厂，工程技术人员和工人的技术水平较高，设备条件较好，采用新工艺、新技术没有任何障碍，可采取总装造船模式造船。
船厂设施
一，船台参数
9号露天船台，该船台尺度为172m*22m，承载能力为10000吨，设有60吨高架吊2台，10吨高架吊1台，100吨和150吨液压船台小车各一台。
7号露天船台，该船台尺度为172m*22m,承载能力为10000吨，设有60吨高架吊2台，10吨高架吊1台，100吨和150吨液压船台小车各一台。
6号露天船台，该船台尺度为172m*22m,承载能力为50000吨，设有15吨高架吊1台，300吨龙门吊1台，100吨和150吨液压船台小车一台。
二，分段建造区
分段可以在船体车间建造，其建造区尺度为125m*27m*14.5m*2跨，东西两跨各设30t/10t和50t/10t行车2台，各跨大门高10.6m,宽22m。
分段也可以在露天分段建造区建造，该区设有10t龙门吊16台，120吨龙门吊2台。
四，下水
梳式滑道横向牵引式下水，下水期为每年5~10月。
备料情况
本产品所需型材、板材均可配齐，板材规格以1800mm×6000mm，1600mm×6000mm和1800mm×8000mm，δ≥8~22mm。
根据该板材规格，在外板展开图的基础上，绘制出全船外板接缝，详见外板排板图。
2生产设计指导思想
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。
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。
2000吨化学品船生产设计工作，应在读识船图的基础上，完成全船的理论重量计算。
在全面考虑船舶特点和承造厂生产条件基础上，完成主船体建造方案和分段划分方案设计以及后续的船台装配工作。
3建造方案
船舶的建造方案是工程管理系统中建造程序计划的核心，而建造程序计划是整个工程管理的主线。
可见，编制好建造方案是一项重要的生产技术准备工作。
它是在合同签订前后的初步设计和详细设计阶段中进行的。
它的编制是以船体为基础、舾装为中心、现代化造船技术为主导，通过工艺、计划、成本、质量、施工等综合平衡的一揽子统筹整体方案，是一部取得最佳综合效益的总纲和工作宪法[3]。
可见制定优秀良好的建造方案可以在一定程度上节约劳动力的成本和资金的成本，对船厂的生产、发展有着重大的意义。
3.1建造方案选择原则
船舶建造方案的主要内容包括船体建造阶段的具体划分，分（总）段的制造方法，部件和组件的制作方式，船舶在船台上的建造方法和船舶舾装的阶段（分段舾装、单元舾装、船台舾装和码头舾装）和内容的划分，以及应采取的各项技术组织措施等[1]。
因此，船体建造方案是船厂进行生产设计和工艺准备，制订生产计划和指导生产过程的主要依据。
选择船体的建造方案是一项极为重要的任务，一般应满足以下要求[1]：
（1）从船厂的实际生产条件出发，充分利用现有设备，并进行船体结构预装配焊接场地的布置，包括平台和胎架的数量、胎架的结构形式、胎架场地的合理布置及分段的堆放场地等。
（2）能保证船厂建造此种船舶的年度计划的完成，应进行船舶建造总顺序及进度安排，确定船舶建造的总周期、船台周期及船舶下水前的完工量。
（3）确定船体建造方法，能满足船舶结构及工艺上的合理性要求。
（4）能获得最好的技术经济指标，其中包括提高质量、降低成本、降低材料消耗、缩短造船周期、提高生产效率等。
（5）有利于合理组织劳动力和均衡生产节拍。
有利于扩大机械化、自动化生产，改善施工条件，减轻劳动强度。
（6）解决因产品特点及船厂条件所带来的施工难题。
对于不同产品，建造方案的内容范围也不相同。
影响选择船体建造方案的主要因素是船舶产品的特点和船厂的生产条件两个方面[2]：
一、船舶产品的特点
（1）船舶主尺度及船型特点的影响
（2）产品批量的影响
二、船厂生产条件
（1）船厂起重运输能力
（2）生产场地
（3）船厂劳动生产负荷
船舶建造方案的编制目前主要就是从船舶产品的特点和船厂的生产条件来进行分析，但由于诸多复杂因素的影响，对设计要求和工艺要求等方面也要进行综合的考虑。
对于一个产品一般可以提出几个方案来进行分析比较，主要从可行性、合理性和先进性三个方面进行综合评价，然后选择最优的船舶建造方案[3]。
可行性和合理性事造船方案能否成立的基础，先进性则是在成立基础上的优化手段。
3.2建造方案简介
（1）总段建造法
首先将船中部（或靠近船中）的总段（基准总段）吊到船台上定位固定，然后依次吊装前后的相邻总段。
当两个总段的对接缝焊接结束后，即可进行该处的舾装工作。
总段建造法具有船台装焊工作量最少、减小船体焊接总变形、提高预舾装作业量、提前进行密性试验等优点。
由于总段重量大，受船台起重能力的限制较大，通常适用于建造中小型船舶。
本船属中小船舶，最重的部分在货舱区，以二块板的长度12.0m为分段长度，从#33～#51长11.4m,经过空船理论重量计算，重69.18t，留20%的起重能力，故起重器械的起重能力应大于84t,承造厂的龙门吊和船台小车的起重能力足以胜任，因此，本船可以采用总段建造法。
（2）塔式建造法
建造时以中间偏后的底部分段为基准分段（对中机型船，也可取机舱分段），先吊上船台定位固定，然后向首尾和两舷，自下而上依次吊装各分段。
其安装方法较简便，有利于扩大施工面和缩短船台周期。
但焊接变形不易控制，完工后首尾上翘较大。
从承建厂起重能力看，本船可以采用塔式建造法。
（3）岛式建造法
岛式建造法就是将船体划分成2～3个建造区（简称“岛”），每个岛选择一个基准分段，按塔式建造法的施工方法同时进行建造，岛与岛之间用嵌补分段连接起来。
这种建造法能充分利用船台面积，扩大施工面，缩短船台周期，而且其建造区长度较塔式建造法短，船体刚性较大，所以它的焊接总变形比塔式法小，但是其嵌补分段的装配定位作业比较复杂。
岛式建造法常用来建造船长超过100m的船舶，加上本船的船台周期较短，因此本船不宜用此法建造。
3.3最终建造方案
从以上两种备选方案可以看出，虽然总段建造法比塔式建造法多了一步由分段预先装焊成总段的工序，但从总段建造法的诸多优点和船厂的建造条件来看，采用总段建造法是合适的选择。
装配首、尾总段时采用框架建造法，在露天分段建造区建造。
由零、部件→总段→总段舾装。
以甲板为基准面反造。
船中总段由分段装配而成，由零、部件→分段→分段舾装+零、部件→总段→总段舾装。
以底部分段为基准，在其上安装舱壁、舷侧和甲板分段，并进行总段舾装而成。
4分段划分方案
船舶建造方案是船厂设计和生产技术准备、制定生产计划和进行管理主要依据。
在制定建造方案的过程中，最重要的就是分段划分。
在分析船舶特点和船厂生产条件等许多因素的基础上，完成船舶分段划分，为及时、全面地开展生产设计工作创造条件。
4.1分段划分原则
本船分段本着兼顾起吊能力、材料利用率、方便施工及保证施工质量的原则进行划分。
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。
具体按以下原则进行划分工作。
1，分段重量和尺寸的选择
分段的重量和尺寸越大，分段的数量就越少，可减少船台装焊工作量和高空作业量，提高工效和改善劳动条件。
但分段的重量不能超过船厂的起重能力，而且如果分段尺寸过大会造成结构刚性不足等问题。
本船货舱区部分为双壳双底，因此首、尾总段和货舱区双层底，舷侧分段主要以船厂起重能力为分段划分主要因素。
甲板和机舱舷侧以分段结构刚性和分段吊运翻身的可能性为划分主要因素。
另外，钢材规格也是分段划分的重要要依据，分段纵向大接缝可选在列板纵缝上，分段的长度应等于外板展开长度或外板展开长度的倍数，再加上大接头工艺余量即可。
2，生产负荷均衡性
划分分段时应保持各工艺阶段生产负荷的均衡。
注意分段制造周期与船台吊装进度计划相协调。
3，船体结构强度的合理性
分段划分时应注意船体结构的合理性，在易产生应力集中的区域，如舱口角隅处，机座纵桁末端，上层建筑端部，双底向单底结构过渡部分。
根据本船特点，机舱开口处，液货舱横舱壁（两侧甲板边板有开口）处不能作为分段大接缝位置。
4，施工工艺的合理性
根据本船特点，在分段划分时要扩大分段装焊的机械化、自动化范围，避免过多切断内部连续骨架。
分段大接缝尽量布置在同一横剖面内。
为了控制分段大接头处的型线，分段横向大接头设在1/4肋位处。
为了不在窄小空间作业，尾总段设在横舱壁外，首总段大接头设在隔舱舱壁后。
4.2分段划分备选方案
根据以上分段划分原则，结合本船和船厂实际条件，本船建造有多个可行方案，这里提出2个可行方案，通过论证选出最优化方案。
以下为两个分段划分方案。
详见分段划分图。
方案一：
总段（肋位号）
总段代号
总段长度（mm）
总段重量（t）
#-3~#6+150
A
5560
21.88
#7-450~#19+150
Z1
7835
37.78
#20-450~#32+150
Z2
7835
42.34
#33-450~#51+150
Z3
11435
71.28
#52-450~#68+150
Z4
10800
64.26
#69-450~#87+150
Z5
11435
71.73
#88-450~#104+150
Z6
10235
64.74
#105-450~#117+150
Z7
7835
40.77
#118-450~#125+150
Z8
5435
24.77
#126-450~艏
F
7985
21.38
方案二：
分段（肋位号）
分段代号
总段长度（mm）
底分段重量（t）
舷侧分段重量（t）
甲板分段重量（t）
总段重量（t）
#-3~#2+150
A
3160
8.45
0.57*2
3.22
12.82
#2-450~#6+150
Z1
3160
4.66
1.07*2
2.28
9.07
#7-450~#20+150
BC+ES+EU
8435
20.75
4.07*2
8.90
37.78
#21-450~#32+150
DB1+SS1+UD1
7235
19.92
6.91*2
8.60
42.34
#33-450~#44+150
DB2+SS2+UD2
7235
18.67
8.59*2
8.38
44.23
#45-450~#63+150
DB3+SS3+UD3
11435
29.68
13.39*2
13.09
69.55
#64-450~#79+150
DB4+SS4+UD4
9635
25.46
11.44*2
11.19
59.52
#80-450~#98+150
DB5+SS5+UD5
11435
29.89
13.67*2
13.33
70.57
#99-450~#111+150
DB6+SS6+UD6
7835
18.38
9.11*2
8.96
45.55
#112-450~#125+150
DB7+SS7+UD7
9035
15.55
9.60*2
9.45
44.19
#126-450~艏
F
7985
4.21
4.21*2
4.99
17.63
余量加放
方案一与方案二除了基准分段不留余量外，其余分段均的大接头边缘的一边留35mm的余量，另一边不留余量。
以便在分段安装定位时进行余量划线和切割工作。
分段建造区与建造船台
方案一采用总段建造法，在7号船台上建造，以#52-450~#68+150为基准总段。
艏总段和艉总段用整体建造法，船中总段由分段在露天分段建造区装焊而成，分段在船体车间建造。
方案二采用塔式建造法，在7号船台上建造，以#21-450~#32+150的底部分段为基准分段。
艏总段和艉总段用整体建造法，所有总段与分段均可在船体车间建造。
4.3方案选择
方案一分10个总段，其船台装配主要是总段的合拢。
在分段建造区完成2总段+32个分段。
方案二分段有3总段+32个分段。
就船台建造而言，方案一不管是在船台装配长度，平行作业工程量还是船台起重机械使用次数都优于方案二。
从以上分段情况看，虽然其分段数量相同，方案一（#33-450~#104+150）与方案二（#33-450~#98+150）船中部分段较长，首尾分段较短，便于进行平面装焊作业。
其临时加强材主要用在横舱壁和纵舱壁上，在这两种方案上数量是相同的。
胎架数量，方案一因为要在露天分段建造区装焊成总段，所以方案一所用胎架数量要多于方案二。
此外总段建造法具有船台装焊工作最少，减
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