船艏楼甲板生产毕业设计.docx

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船艏楼甲板生产毕业设计

8000DWT化学品船艏楼甲板生产设计及原则工艺

学院：

江苏科技大学专业：

船舶与海洋工程

学号：

姓名：

蔡伟巍

指导教师：

张远双职称：

2012年04月20日

内容摘要

本设计内容包含了船舶生产设计的基本概念，生产设计的产生、发展、内容以及生产设计的作用和任务。

在此基础上，以某船厂8000DWT化学品船艏楼分段的船体生产设计为实例，结合船厂的生产加工能力以及场地设备情况，辅以具体形象的图文及数据表依次展开对船舶生产设计的论述。

本设计图纸是为了指导8000DWT化学品船艏楼甲板（带锚穴）分段制作，其内容包含了分段概述、图面说明、零件编码规则、焊接工艺及符号说明、通用节点、分段制作工艺、分段结构图、锚穴制造工艺、分段胎架图、吊耳布置及施工注意事项等。

本图纸可直接指导生产，作为船厂制作本分段船体结构的依据。

除遵守本文件的要求外，还应同时满足船级社规范、技术规格书、建造合同和设计图样中的有关规定和要求。

注：

此设计论文主要针对船体生产设计。

关键词：

生产设计、分段制作、焊接工艺、吊耳

第一章绪论………………………………………………………………………4

第二章船厂简介…………………………………………………………………7

2.2船厂设备条件…………………………………………………………………7

2.3船厂起吊及运输能力概述……………………………………………………7

2.4船厂加工能力概述……………………………………………………………8

第三章RG12艏楼甲板分段生产设计……………………………………………9

3.1分段概述及说明………………………………………………………………9

3.1.1分段主要参数………………………………………………………………9

3.1.2分段概述……………………………………………………………………9

3.2船体零件编码规则……………………………………………………………9

3.2.1零件编码……………………………………………………………………9

3.2.2外板编码……………………………………………………………………10

3.3焊接原则工艺…………………………………………………………………10

3.3.1焊接方法及材料……………………………………………………………10

3.3.2定位焊的规格及要求………………………………………………………12

3.3.3焊前准备和焊后检查………………………………………………………12

3.3.4焊接…………………………………………………………………………13

3.3.5焊接程序……………………………………………………………………14

3.3.6焊后检验……………………………………………………………………14

3.3.7焊接符号说明………………………………………………………………14

3.3.8分段通用节点………………………………………………………………15

3.4分段制作工艺…………………………………………………………………17

3.4.1概况…………………………………………………………………………17

3.4.2分段施工图…………………………………………………………………19

3.4.3分段结构图…………………………………………………………………19

3.5锚穴制造工艺…………………………………………………………………20

3.5.1锚穴制造工艺流程…………………………………………………………20

3.5.2锚穴施工艺要领……………………………………………………………20

3.5.3锚穴船台装焊工艺…………………………………………………………20

3.6胎架……………………………………………………………………………21

3.6.1胎架的设计原则……………………………………………………………21

3.6.2分段胎架制作工艺…………………………………………………………21

3.6.3分段胎架图…………………………………………………………………21

3.7拼板……………………………………………………………………………22

3.7.1拼板图工艺…………………………………………………………………22

3.7.2拼板图………………………………………………………………………22

3.8分段吊装………………………………………………………………………22

3.8.1吊耳布置原则………………………………………………………………22

3.8.2分段吊装工艺………………………………………………………………22

3.8.2吊耳布置图…………………………………………………………………24

第四章结束语……………………………………………………………………25

附图一……………………………………………………………………………26

附图二……………………………………………………………………………34

附图三……………………………………………………………………………35

附图四……………………………………………………………………………36

参考文献……………………………………………………………………………37

第一章绪论

1.1船舶生产设计的基本概念

1.1.1产生的背景

船舶工程极为复杂，它由船体工程和舾装工程两部分组成，具有作业面广、工作量大、工种多、安装复杂、设计和建造周期长等特点。

如何高质量、高效率、短周期、确保安全地建造船舶是造船工作者长期以来一贯追求的目标。

早在铆接造船时代，船体建造采用的是一个一个零件直接上船台安装的“整体建造法”，船舶设计只提供“造什么样的船”的图纸和资料，至于“怎么造船”以及“如何组织造船生产”，往往有赖于工人的技艺和现场管理人员的指挥。

随着焊接技术的不断发展，以及起重运输能力的逐渐提高，船体建造从铆接过渡到焊接，造船方法也从“整体建造法”发展为“分段建造法”，即将船体划分为分段，在上船台前分别建造，然后运往船台进行总装。

这种造船方法的出现大大改变了造船生产面貌，扩大了作业面，改善了施工条件，缩短了船台装配周期和整个船舶的建造周期；同时也出现了许多新问题，如焊接变形问题、焊接坡口要求、装配余量的设置、分段吊运翻身等一系列技术问题，再用以往的造船方法已无法适应焊接船的建造。

正是由于现代船舶和现代造船工程的复杂性，才促使了船舶生产设计的出现。

1.1.2基本概念

船舶生产设计从广义上来说，就是从施工的立场出发，通过设计的形式，考虑高质量、高效率、短周期，并确保安全地解决怎样造船与怎样合理组织造船生产的一种设计。

通俗地讲，就是把工人在现场施工中需要思考解决的问题，在设计阶段由技术人员来解决的一种设计。

它的含义是，在确定船舶总的建造方针前提下，以详细设计为基础，根据船厂施工的具体条件，按工艺阶段、施工区域和单元，绘制记入各种工艺技术指示和各种管理数据的工作图、管理表，以及提供生产信息文件的一种设计过程。

可以说，生产设计的实施，结束了过去设计与建造（生产）长期脱离的状态，而使设计真正起到组织生产和指导生产的作用。

生产设计属于设计的工作范畴，这就要求在设计部门进行，但从它的含义看，生产设计解决怎样造船的工程技术问题，这说明，由设计部门完成这项设计是困难的。

实践证明，只有设计部门与施工部门紧密配合才能搞好生产设计。

即使编绘生产设计的图纸及各种资料的是设计人员，但其内容的确立必须由施工部门制订方案。

施工部门为了高质量、高效率、短周期并确保安全地建造船舶而提出一个基本的计划，基于这一计划下达各种必要的资料，同时对编制工艺标准，依靠施工方法和设备的进步，以改善工艺。

1.2生产设计的基本内容

按工程类别分，生产设计包括两部分内容：

船体生产设计和舾装生产设计。

其中，舾装生产设计又分为船装、机装和电装生产设计。

船体生产设计负责自船体放样开始，经零件加工、结构预装配到船体总装的一切生产技术准备工作。

它包括船体型线放样、结构放样、绘制套料切割图及各类工作图及管理图表。

船体生产设计的工作图表主要有：

钢材套料切割图、部件图及零件表、分段工作图以及船台工作图等。

此外，还有分段重量重心表、脚手架作业图、吊环布置图、胎架图等。

舾装生产设计的内容是，在设绘舾装综合布置图的基础上进行单元划分，将某一个区域的综合部件、管理分成若干单元和现场安装的零件，包括设绘安装图、零件图、舾装件制作图、托盘管理表等。

机装为机舱舾装的简称。

机装作业的范围通常指从机舱前端壁到机舱后端壁，并包括轴隧的纵向范围以及机舱底的烟囱这一竖向范围。

机装生产设计的主要内容是该范围内的管子舾装、钢铁质量舾装件的舾装和主机轴系三大部分的生产设计。

电装生产设计主要解决全船电气设备的制作、安装技术问题，为现场提供记有工艺指令的图纸和管理信息的图表。

1.3生产设计的管理体制

1.3.1我国现行的船舶设计体制

我国现行的船舶设计体制基本上分为两种类型。

第一种是初步设计和详细设计在专业设计院（所）进行，生产设计在船厂进行。

一般情况下，设计能力较弱的中小型船厂多数采用这种类型。

另一种是初步设计、详细设计和生产设计全部都在船厂进行，设计能力较强的大厂一般采用这种类型。

1.3.2生产设计的体制

生产设计的内容与图表形式应满足生产和管理的要求，生产设计的组织机构也应与船厂生产和管理工作的需要相适应。

由于我国的生产设计尚处于发展阶段，各厂的条件和技术水平并不一样，因此生产设计的组织、机构、模式也不完全相同，而且机构的组成也不是一成不变的，还可以根据生产的发展和管理的改进而作相应调整和不断改善。

生产设计的组织形式概括起来有两大类：

一类是把船体和舾装的生产设计集中在一个部门进行，另一类是把船体生产设计和舾装生产设计分开在两个部门进行。

1.4生产设计的特点和应用

1.4.1主要特点

（1）生产设计要解决的是“怎样造船”的问题

初步设计和详细设计都是解决“造什么样的船”的问题，表达的是产品的完工状态；生产设计则是从施工部门、管理部门的立场出发，考虑“怎样造船”和“如何合理地组织造船生产：

，要解决的是船舶建造的方法和组织管理的问题。

（2）生产设计将设计、工艺、管理三者融为一体

生产设计与传统的设计方法不同，它是以设计的形式，对造船的总体方案和具体施工方法，进行全盘研究、分析、比较之后，通过优化，以工作图表的形式表达出来，作为施工命令，用来指导生产。

在生产设计过程中要进行大量统计，如工时、材料、重量、切割长度、装配长度、焊接长度、涂装面积、分段作业负荷等数据，又为生产管理做出劳动力、日程、场地安排和调配等提供了科学依据，最终使其图表化，用以指导生产和组织生产，从而又把设计工作与管理工作有机的结合在一起。

（3）生产设计必将涉及整个生产体系

推行生产设计要建立一种新的生产体系，它牵涉到设计、工艺、管理各部门，这是生产设计的任务所决定的。

一方面，即使编绘生产设计图表的是设计人员，其内容的确立及计划的安排也必须由施工部门来完成。

另一方面，生产设计所提供的各种图表和资料直接发往各个部门，作为指导生产和组织生产的依据。

（4）生产设计将通过事前准备工作而贯穿于整个船舶设计过程的始终

从时间上看，生产设计事前准备工作早在初步设计阶段就已开始，如拟定建造方案、进行分段划分、提出舾装方针等；在详细设计阶段，提出船体及舾装施工要领，进行单元划分，考虑预舾装方案等；最终在生产设计阶段，将拟定建造方法与工艺方案，用工作图、管理表的形式表达出来，作为指导施工和组织生产的直接依据。

（5）生产设计的过程是在图面上“模拟造船”的过程

生产设计的过程是先确定建造方针、施工要领，然后再出工作图和管理表。

生产设计的工作图表是生产设计人员于施工开始前，在对建造方针和各种工艺细节问题进行精心研究的基础上设计而成的，它把建造技术都融入图表中去。

（6）生产设计的工作图是现场生产的唯一依据

生产设计的宗旨是从施工的立场出发，一切服从于高质量、高效率、短交货期、确保安全地建造船舶。

为适应分段建造法和区域舾装法工艺要求，生产设计工作图是按工艺阶段、施工区域和单元绘制的，这是便于按工序、按区域组织生产。

1.4.2生产设计的应用

开展生产设计，使得船舶在建造之前，从质量、效率、安全、成来来考虑建造方法，尽可能推广应用行之有效的新工艺、新技术，并融入到工作图和管理表中，从而使现场生产与组织管理科学化、合理化，通过设计人员的脑力劳动来减轻现场操作人员的体力劳动，把大量高空作业改为平以做，外场作业改为内场做，狭窄空间作业改为敞开做，水上作业改为陆地做，朝天作业改为俯身做。

这对保证施工质量，提高生产效率，减轻劳动强度，确保安全生产，缩短建造周期，降低造船成本，无疑起很大的作用，从而为提高船舶产品的市场竞争能力做出贡献。

第二章船厂简介

8000DWT化学品船由某船舶修造公司建造，以下就该船厂的场地及设备条件做一下简单的介绍。

2.1船厂总体工装概况

1、场地条件（分内场和外场），内场主要有三个，分别为船体车间、管系车间和数控车间。

船体车间主要负责小合拢、型材下料及各类外板型材的加工。

管系车间主要负责管子的加工。

数控车间负责切割零件。

其车船体车间主数控车间距分段制造场地约500米，主要通过叉车将加工好的零件运到分段制造场地。

外场分分段制造场地，分段堆放场地及1号船台和2号船台，分段制造场地约为60MX120M。

分段堆放场地约为50MX100M。

2、船台2座，1号船台为滑道下水船台，2号船台为气囊下水船台。

其中1号船台承重能力为3500T，坡度比为1：

18.881,滑道宽度为6.5m，2号船台承重能力为4000T,坡度比为1：

46。

2.2船厂设备条件

1、数控切割机3台，其中两台为火焰切割机，一台为等离子切割机。

板材零件下料全部采用套料数控切割（除矩形板外）；数控切割出的零件号料都采用喷粉划线；切割补偿量是在切割指令上加；扁钢零件（如T型材构件面板、肋板加强筋，舱壁扶强材，矩形板等）都采用手工切割。

2、虎口式油压机一台，压力为800吨，虎口深度为1.9m。

3、剪板机一台（最厚只能剪10mm钢板）。

4、三芯滚压机一台。

5、焊接设备有：

埋弧自动焊机和CO2气体保护焊机（手工焊机，半自动焊机），采用有陶瓷衬垫单面焊。

2.3船厂起吊及运输能力概述

1、一号船台吊机起重能力为100吨，起重能力：

主勾最大75吨，副勾最大为30x2吨，跨距为17.8米，最大翻身重量为75吨，最大起重量为100吨，满足主副钩间距大于2.8米。

2、2号船台吊机为75吨，起重能力：

主勾为最大60吨，副勾最大为25x2吨，最大翻身重量为60吨，最大吊重为75吨，跨距为17.8米。

3、分段制做场地吊机起重能力为100吨，起重能力：

主勾最大75吨，副勾最大为30x2吨，跨距为17.8米，最大翻身重量为75吨，最大起重量为100吨，满足主副钩间距大于2.8米。

4、运输分段的平板车载重能力为120吨，车辆平台尺寸长为8m，宽为3m，分段制造完后通过平板车运到船台。

2.4船厂加工能力概述

1、本船所有的外板及槽形舱壁都由外面加工单位进行加工。

2、肋骨弯制使用三支点逐段进给式肋骨冷弯机，检测和控制成形的方法为制作铁样。

3、板缝的焊接方法为埋弧自动焊，焊接坡口开在非构件面，坡口加工采用手工切割。

4、分段在接头焊缝优先采用CO2气体保护焊及垂直自动焊，焊接坡口的加工方式为单面焊双面成形，型材对接接头为双面均用碳铇开坡口。

第三章8000DWT化学品船RG12艏楼分段生产设计

本船是一艘具有5个货舱，适用于装载成品油及三类化学品双壳液货船，入GL船籍。

本船设计有球鼻首、双机双浆、非连续甲板和首、尾楼。

居住舱室和驾驶室位于尾部甲板室。

货舱区有双壳保护（设双层底及边舱）。

货舱双层底高1.30m，边舱宽1.2m。

机舱双层底高为1.60m，货舱中纵剖面设有纵向曹型舱壁将液舱分隔成左右舱。

主船体结构包括上层建筑和甲板室为钢质全焊接结构。

舷侧结构为混合骨架结构型式，货舱区甲板、双层底及外板为纵骨架式结构，艏、艉、机舱结构为横骨架式结构。

3.1分段概述及说明

3.1.1、分段主要参数

长7.73m宽12.39m

高3.9m结构重量～28.6kg

肋距800mm重心位置X=FR137-24，Y=-1，Z=12647

3.1.2、分段概述

本分段为艏楼甲板分段。

分段划分根据船厂生产能力，依照船厂设计工艺部制定的《船体分段划分图设计规范》而定；本分段为横骨架式立体分段，由艏楼甲板、纵舱壁、横舱壁、外板、强横梁、纵桁以及锚穴等组成。

制造方式：

以艏楼甲板为基面反造。

3.2船体零件编码规则

3.2.1、零件编码

加工及流向代码

分段名组件名零件名

（1）分段名：

由分段划分图确定的分段，所有组件、零件最终装配成的整体；

（2）组件名：

由几个组件（与几个零件）装焊而成的组件；

（3）零件名,有下列三部分组成：

a.零件种类b.序列号c.加工代码

其一般形式和表示意义为：

零件种类序列号加工代码

①零件种类（1位字符）：

B--肘板C--补板其它零件种类缺省

②序列号（1~~3位数字）：

肘板、补板：

1～199；

型材：

6000～6999；

板材：

8000～8999；

③加工及流向代码：

需要弯板加工的零件在零件名后加字母R

需要折边加工的零件在零件名后加字母K

船台散装的零件在零件名后加字母E

3.2.2、外板零件编码

外板板材零件名用阿拉伯数字5000～5999四位数字表示

外板型材零件名用阿拉伯数字3000～3999表示。

3.3焊接原则及工艺

3.3.1、焊接方法及材料

（1）基本要求

按GL船级社的规定要求，根据板材强度等级选择通过船检认可合格的焊接材料和辅助材料。

（2）材料选择见表1

钢材牌号

焊丝牌号

焊剂牌号

质量级别

A、B、D

A36A32

JW-2

H08A

SH43

2Y

D32、D36

JW-2

H08A

SH43

2Y

E、E32、E36

16Mn

JW-1

H10M2

SJ-101

3Y

（3）不同质量等级的船体结构钢的焊接，焊接材料和辅助材料应按其质量等级与钢材材料相关，并按下列规定选择。

①不同质量等级的普通强度船体结构

所用的焊接材料和辅助材料应对于较高于高质量级别（较高轫性）的船体结构钢，例如对A至D级普通强度船体结构钢：

质量级别2级……

②不同质量等级的较高强度船体结构的船体结构钢，例如A36至E36较高强度船体结构钢：

质量3Y级…；

③具有类似质量等级普通强度与较高强度的船体结构钢

用于所述的质量等级的普通强度与较高强度的船体结构钢的焊接材料和辅助材料，例如D对D36级钢：

质量级别2级…（没有附加符号Y）；

④具有非类似等级的普通强度与较高强度船体结构钢

使用具有较高质量等级（较高轫性）船体结构钢质量等级，但其强度与一般强度钢相同的焊接和辅助材料，例如A对D36：

质量级别2级…（没有附加符号Y）。

（4）手工电弧焊

适用范围:

以上未提及的焊接作业采用手工电弧焊，当CO2气体保护焊施焊困难时可用手工焊代替。

当用手工电弧焊接时，下列部位必须选用低氢碱性焊条。

1船体大合拢环缝对接缝和桁材、纵骨对接缝

2舷侧顶列板与强力甲板在舯0.5L区域的角焊缝

3主机座、发电机座、受力基座及其相连的构件

4艏柱、舭龙骨及推力轴承座

5分段吊耳的焊接

6高强度结构钢的焊接

7以上部位采用手工电弧焊接时，采用CJ507焊条,。

（5）所有焊接材料必须经TQ复验合格或认可后方可领用。

（6）选用焊材必须按材料的技术要求进行保管，烘干和发放。

3.3.2、定位焊的规格及要求

（1）定位焊使用的焊条牌号应和正式施焊焊缝的焊条牌号相同，焊条同样应烘干，保温；

（2）定位焊一般应施焊于坡口反面，角钢定位焊应搭焊在角钢的内侧；

（3）定位焊前必须清除坡口面的锈斑，水渍，氧化铁等杂质，定位焊不应有裂缝，夹渣，气孔，咬边等缺陷；

（4）装配马板不允许焊在已焊好的对接焊缝上；

（5）马板焊脚应根据产品钢板的厚度适当控制，不宜过大,不允许有严重气孔，夹渣，裂缝，咬口，焊瘤焊穿等缺陷，防止敲掉马板时拉损母材；

（6）定位焊焊条，应根据产品结构，一般选用φ3.2mm焊条，如果板厚t＞25mm时，可选用φ4mm焊条；

（7）角焊缝定位焊的焊脚要求

当焊缝焊脚k≤4mm时，定位焊焊脚＜4mm

当焊缝焊脚8≥k＞4mm时，定位焊焊脚不超过2/3k

当焊缝焊脚k＞8mm时，定位焊焊脚不超过1/2k

（8）十字对接缝中的定位焊，不允许焊在十字交叉点上，应离开交叉点30mm左右；

（9）定位规格，对普通船用碳素钢定位焊的长度应不小于30mm,对高强度结构钢定位焊的长度应不小于50mm,定位焊间距为150~200mm；

（10）所焊母材如有预热要求，那么定位焊同样需预热。

3.3.3、焊前准备和焊后检查

（1）焊工焊前必须了解产品的技术工艺要求，如母材牌号，钢板厚度，坡口要求，焊接工艺，焊脚尺寸等技术要求，据此而选用确定焊接材料种类，牌号，规格，焊机类别及规格，焊接顺序等；

（2）清除焊缝两侧15mm范围内的水锈，气割，碳刨氧化物，油污等杂质；

（3）检查焊缝的间隙、坡口尺寸及气割、碳刨加工的槽型和深度，应符合规定，如不符合要求，必须修整，直到符合要求方可施工；

（4）焊工检查必备的工具及量具，是否齐备，检查所用设备运行是否正常可靠，焊机搭电回路，周围环境是否安全,如有故障，及时排除；

（5）使用焊条，应按要求进行焙烘，重要的焊缝，焊条应放置在保温筒内；

（6）焊后敲掉焊渣及飞溅，认真检查，对缺陷及不符合技术要求处及时修补；

（7）外场焊接时，必须采取有效的防风，防雨措施。

对露天作业经雨水、霜、雪等侵蚀的焊件，必须用氧-乙炔火焰烘干后才能施焊；

（8）CO2气体保护焊之前，检查焊丝应无锈斑，并保持清洁和干燥，CO2气体应达到焊接时的要求。

3.3.4、焊接

（1）焊工必须持证上岗，所焊工件应符合应焊工类别的工作范围；

（2）船用普通结构钢，当现场温度低于-5℃时，对于高强度钢，当现场温度低于5℃时，焊前必须对焊缝区域（焊缝两侧4倍于板厚~100mm宽度）进行预热。

温度一般为80℃~100℃左右；

（3）多层焊时上下层之间的接点应互相叉开30mm以上，不应重叠，每层焊缝都应清理焊渣，飞溅等；若有缺陷，应修补后才可施焊下一焊道和焊层，同时为减少变形，长焊缝必须采用跳焊法，逐步退焊法等有效方法分段进行施焊；

（4）对接焊缝，在焊前应批清坡口两侧马脚，补焊后方可施焊；

（5）要求焊透的焊缝（包括对接缝，角接缝），反面扣槽应出白，无缺陷为止；

（6）船体大合拢接缝的十字接缝焊应先焊纵向，待铲除交叉处焊缝后，再焊横向大环缝；

（7）中合拢分段中，所有构件与外板的角焊，离大合拢切口处300mm范围内不焊，待大合拢时再焊；

（8）各种构件的切口，切角，开孔（如流水孔、透气孔、堵漏孔）的两端都要有效包角焊；

（9）双层底分段内底板与外板的填角焊缝，在内底板上面一侧，中合拢时可暂不焊（或薄薄地焊一层封底焊），待上船台与旁板分段合拢后再焊完，离大合拢切口300mm范围内也不焊，待前后分段合拢，至环形接头接好，再全部焊完；

（10）同一焊件中各种类型的焊缝，一般应按