巨型的輪船建造的時候是由很多大型模塊拼接起來的嗎？如何保證接縫處的密閉性能？

11-28

巨型輪船製造與建築行業有一點類似，就是建造的對象體積大，而且是設計一個造一個。研究工業化建築的我很想了解和借鑒輪船製造業，但是感覺輪船製造業比較低調。先從這個問題開始吧。巨型輪船建造的時候，船身肯定不是一次澆築成形，也不可能是很多很小的塊拼起來，所以我有把握相信是由很多大型模塊拼接成的。那接縫處是全部靠焊接封死嗎？

儘管我們生活在21世紀，任何大型金屬結構的要害仍然是位於結構的連接點！無論是船、飛機、車輛還是火箭都是如此。兩張連接起來的板子不可能強於一張一次性合成的板子。

關於焊接：（1）保守為上，你不能完全相信現場的焊接結果。（2）即使焊接材料比母材料強，交界線上的母材料在焊接後依然會弱化。切記！

自從19世紀的歐美人開始用鋼鐵製造船體後，船舶製造的歷史中總共出現過兩種板塊連接方法：

1. 焊接（welded）基本上是當今船舶業唯一使用的部件/模塊連接方法（完全替代了鉚接riveted），同時也用於陸地建築。相比鉚接（riveted），焊接的優點是速度快，現代焊接技術質量也更加可靠。相比螺栓（bolted）連接，焊接的優點是不滲水，其過程會將焊接部位完全封死。焊接的缺點是不易拆，拆除時必須炸掉或者切掉，損壞原材料的重用性。焊接方法存在許多種，其中包括：SMAW, GTAW, GMAW, FCAW, SAW, ESW。在造船業，當今最普遍的焊接方式是電弧焊。

（上圖是激光焊LBW的原理）

2. 鉚接（riveted）在二戰之前的船舶建造上普遍應用，現在已經過時了。在二戰之前的船舶建造中，鉚釘塞進孔的時候是熱的發光的，處於半熔化狀態（比較軟），塞進孔里之後會迅速把孔里的空隙都堵住。因此，鉚接（riveted）不滲水，而螺栓連接（bolted）會滲水。儘管在船舶業淘汰，現代飛機製造依然在使用鉚接，但是現代飛機的鉚接與二戰前的船舶鉚接有很大區別。由於需要減輕空重，飛機材料大部分採用的是鋁（aluminum）和複合材料（composites）。鋁不容易焊接，而複合材料不能焊接。考慮飛機也必須得防水，鉚接是飛機建造的最佳選擇。怕離題，回到船：

鉚接為什麼被船舶業淘汰呢？除了建造速度慢以外，二戰前的鉚接（riveted）船體結構可以比喻成一塊蘇打餅乾，而以現代焊接（welded）技術建造的新泰坦尼克號可以被比喻成一塊橡皮泥。

（手不是我的）

電影《泰坦尼克》和《從海底出擊》里鉚釘在極強的水壓下從鋼板里彈出來的劇情是不會在現代船隻上發生的（因為現在不用鉚釘了）！簡單說，以現代技術焊接的船體更靠譜。

當然，還存在第三種鋼鐵結構連接方法，那就是螺栓連接（bolted）。由於容易滲水和滲水後導致的生鏽，螺栓連接（bolted）僅用於「非船體」部件，例如船上/海洋平台上的起重機等外加設施。螺栓連接（bolted）大多只用於陸地建築（樓房、橋樑、起重機、船舶/海洋平台甲板上安裝的設施）。螺栓連接的結構容易拆，但是不防滲水，螺栓本身也容易生鏽（水可以堆積在螺栓的槽里）。

今天大家所能見到的大型船舶建造方式是將船體模塊/分段化，然後在干船塢或者地面上像搭積木一樣將船體組裝起來。中國大陸地區對「模塊」的行內稱呼是「分段」：

當然，船體的模塊化製造實際上是在第二次世界大戰的緊急戰爭需求下逼出來的建造方式，直到二戰結束後模塊化建造才被全世界通用。最早的木製船和鋼鐵船都是以效率較低的「順著龍骨向上搭」模式建造出來的。

本來我寫完了答案除了改改錯別字一般不會修改太多，覺得影響閱讀體驗，可是上了日報以後總有人自作聰明從我的答案里挑毛病。
我麻煩你們下面留言的，還有知乎日報上那位什麼「國內這個叫著色探傷」的哥們，把URS14拿出來讀一讀好不好？找不到的原文里有鏈接！什麼UT是給焊縫做探傷用的？什麼PT是做表面探傷的？
我！這！里！說！的！是！密！性！試！驗！
自己沒見過還自以為是，超聲波給艙蓋做試驗沒見過的話麻煩你們自己百度一下，penetration test上面低表面張力那幾個字讓你吃了？什麼就著色探傷啊？表面探傷只能在有限制條件下的小範圍接受代替密性試驗好嗎？原則上不接受好嗎？誰上來就說著色做完了密性可以不做麻煩你給他一耳光好嗎？

自己學藝不精別來誤導別人好嗎！
我再說一遍，這裡說的是LEAK TEST，不是無損探傷，不是無損探傷，不是無損探傷！
另外第二項試驗，半液半氣的一般用於液化氣船非自持型罐體的試驗，當時寫的時候沒想起來，這裡給大家道歉了。

點贊最多的前輩答的很全面了，但是你把我給忘了啊。。。。（哭
船舶建造流程需要甲方、乙方和第三方獨立檢驗機構（船級社）共同監督完成。而在船舶成為海洋結構物正式服役直到壽終正寢拖到拆船廠拆掉之前，第三方獨立檢驗機構會一直對船舶質量負責，保障船員的生命安全和防止環境污染。
按照既定的合同約定標準檢驗是第三方檢驗機構的主要工作內容。
這句話先說出來防止撕逼。
船舶建造流程楊老師已經說得很全面了，那我針對題主的問題補充幾點吧。
各家船級社規範大同小異，那麼我選取最具代表性的IACS（國際船級社協會）的強制要求URS14來說一說吧。
http://www.iacs.org.uk/document/public/Publications/Unified_requirements/PDF/UR_S_pdf158.PDF
根據這個要求，船舶密性主要分成以下幾個部分：
Hydrostatic test：水壓試驗，也叫艙強試驗。這個試驗是通過對有密性要求的密閉艙室進行灌水並達到一定壓強之後來達到驗證密性的目的，相關要求有兩個表格，這裡就不引用了。基本上就是超過艙頂兩米四或者溢流管的高度（取大者）。同時，這個試驗也是驗證船體局部結構強度的一個重要手段。在我的工作生涯中，確實遇到過壓完水整個艙壁變形的情況，看著挺嚇人的。
請注意這個試驗應該使用淡水或者海水，油類物質是不行的。
Hydropneumatic test：液氣混合壓力試驗。這個試驗基本不會做，以現在的技術手段也沒這個必要，屬於脫褲子放屁的東西。這裡就不多說了。
Hose test：沖水試驗。這個試驗一般用於需要開閉的設施密性驗證，例如門窗。要求是2公斤的壓力，水流出口管徑不小於12毫米，距離不超過1.5米。如果有些位置比較特殊不能進行沖水試驗的話，例如有些窗戶很小人不能到反面去驗證是否漏水，又或者有些重要的機器設備需要保護的情況下，則可以使用目視檢驗同時增加一些必要的探傷手段以及超聲波驗證來保障密性。

Tank air test：艙室密性試驗。這個是最常見的了。相關艙室合攏結束後，對這個艙室加註空氣增加壓力，這個壓力一般不超過0.015公斤（以前是0.02公斤）。通過壓力表以及U型管（針對U型管還有一些亂七八糟的要求這裡就不說了。）來檢查壓力是否符合要求。然後一般用肥皂水噴在焊縫表面，剩下的就是看會不會冒泡了。
有些船級社會有額外的放寬條件，例如很多船級社就允許自動焊和半自動焊在仔細的目視檢驗的前提下可以不做這種密性試驗。
Compressed air fillet weld test：角焊縫充氣試驗。這個試驗就比較新鮮了，幾年前中國只有那幾家有數的國企大船廠和外資船廠做到，另外一些優秀的民營船廠近幾年也可以做到了。這個試驗的優點是方便快捷，不需要大範圍的檢驗，對後續施工的影響（例如PSPC專用海水壓載艙的塗層保護）很小。但是缺點就是對裝配精度要求很高，所以經常導致試驗失敗。。。。
這裡多說幾句，所謂Fillet Welding，也就是角焊縫，是允許不作為全焊透（Full Penetration）焊縫處理的。或者你可以理解成這種焊縫允許「內部缺陷」（這種表達十分不準確但是你明白這個意思就行了。）所以在這種焊縫上，上述的密性試驗手段就可以驗證密性了。具體辦法是在整條焊縫的一端充氣，另外一端安裝一個壓力表以驗證焊縫通暢。然後在焊縫表面噴上一層肥皂水就可以看是不是冒泡泡了。
後來有些船廠為了保證每個焊縫試驗都能成功，還會想出在焊縫裡加根銅管的辦法。。。。當然被甲方或者我們發現以後各種虐，現在很少出現這種情況了。
Vacuum box test：真空試驗。這是一種聚酯纖維的盒子，基本透明，用久了變成半透明。通過空氣泵把內部空氣抽走，人為製造出一定的壓力來驗證局部焊縫的密性。這試驗看的時候很累，冬天出去經常凍成狗。還要小心盒子會炸，上次還把一哥們安全帽打了個窟窿。
Ultrasonic test：超聲波試驗。這個試驗相當少見，一般用於驗證艙口蓋的水密性能的時候才會用到。具體原理就不說了（除非你問我）。特點是方便快捷，不耽誤時間，準確率高。例如海洋981那麼多門都是超聲波做的水密性能測試。
Penetration test：滲透試驗。這個試驗上個世紀8、90年代在中國十分流行。他的原理是利用一些液體（例如煤油）的低表面張力滲透焊縫的特性，在反面塗上一層石灰粉，來驗證焊縫是否水密。這個試驗很容易誤判，反應也慢，慢慢的就被淘汰了（當然對於船廠來說特別喜歡做，因為省事兒）。2010年左右的時候很多船級社明確表示不接受這種試驗。URS這一版不知道為什麼又加進去了。
Other test：其他試驗。能不能做，怎麼做，取決於船級社。
以上試驗各有不同，目的基本大同小異。都是驗證船舶在各種工況下是否能保證水密性能的有效手段。隨著技術手段和材料特性的不斷進步，這部分的規範（也包括其他的部分）越來越寬泛，我個人認為終究會退出船舶檢驗標準。

船舶建造流程也是不斷發展的。以往的手段，是整體建造法。整條船由小到大，先鋪龍骨，再做結構，最後貼外板。這種方法工藝複雜，流水線化程度不高，精度控制困難。現在只有浙江等地一些小船廠這麼做了。
現在的建造流程，是繼承自韓國和日本，叫做模塊化建造，也叫分段。具體的參照楊老師的答案就可以了。

海洋結構物和建築物區別很大，唯一有共通之處的也就是鋼結構部分了。然而建築物的鋼結構更多的是型材焊接，而船是板材類的薄壁結構。一般來說，船體結構中為數不多的鑄鍛造結構都在船尾附近，例如尾軸鑄鋼件，舵葉鑄鋼件等等，傳動裝置的軸系部分更多應用鍛件。採用什麼材料，要看具體的需求，設計各個方面。目前在造的鄭和寶船，船尾部分採用的是鋼木結合的材料——也就是鐵梨木船尾+鋼製軸系。
至於你說的「船身肯定不是一次澆築成形，也不可能是很多很小的塊拼起來，所以我有把握相信是由很多大型模塊拼接成的。」這句話，說對了三分之二，分段的內部結構還真的是很多小塊拼起來的。船舶作為海洋結構物，大部分是在運動狀態的，同時本身所在的環境也要求船體鋼結構對海洋環境這種不穩定力學結構有所傾斜，同時還要兼顧經濟性，通過設計線型來降低油耗以及外觀美學等等各方面的考慮。海洋環境十分複雜，對鋼結構的應力傳遞以及金屬疲勞性能都有一些特殊的要求。另外船舶很少是設計一個建造一個，一般都是一套圖紙可以造很多系列船，然後具體每條船有一些個性化的需求設計。例如2010年左右的時候，上海船舶設計研究院一套57000BC的圖紙賣了400多套，最終完成建造的也有300多條船。
以上。

Potter Harry 的疑問我更新在這裡。

在船體結構上，常見的焊縫，一般分為對接縫（butt welding）和角焊縫（fillet welding）這兩種。對接縫要求全焊透（full penetration）形式，角焊縫可以有普通的雙面連續焊，深熔焊（deep penetration）和全焊透三種。
船廠在施工之前，需要準備焊接工藝（WPS）——船級社一般稱為WPQ，也就是welding procedure qualification。簡單來說就是焊接方法。
這裡面包括的內容有以下幾個方面：母材金屬（普通鋼，高強鋼，鑄鋼，厚度），焊材牌號（特性），焊接種類（二氧化碳氣體保護焊，自動焊，手工焊等等），焊接方式（平焊，立焊，橫焊，仰焊），焊接參數（電流電壓熱輸入量等等），還有坡口形式以及其他一些要求。
WPS的工藝評定需要船級社的認可（我們會現場見證他們的試驗）。整個過程中評定他們是否按照既定的要求去做，比如打底焊結束有沒有清潔焊縫啊這些。
然後，焊接結束。首先是目視檢驗，檢查焊縫有沒有表面缺陷，氣孔夾渣表面裂紋等等；然後我們會給符合要求的試件敲上鋼印，防止他們作假；再接著是無損探傷，包括超聲波或者射線，在這個基礎上可以補充一些表面探傷；後面的是機械性能試驗，也就是破壞性試驗，分別有拉伸，衝擊，彎曲，折斷；僅僅針對衝擊試驗，我們就會取樣焊縫中心，熔合線，熱影響區（熔合線+2mm，+5mm，+10mm）來滿足不同焊接方式的不同試驗要求。
以上這些都有相關的規範支持。同時有範圍的接受其他船級社的焊接工藝評定。
這個做完了，然後開始給焊工考試。焊工等級不同，可以操作的焊接方式也不同。我們會全程見證焊工考試的整個過程，然後重複上面的試驗（具體要求會有細微差別）。
還沒完，對於焊接材料，我們同樣對於焊材的生產廠家有要求。但是這一塊相關的檢驗我沒有做過，所以就沒辦法說的太多了。所有的認可廠家在系統內都有據可查。
而在平時的建造過程中，我們會不定期的巡檢，檢查焊材牌號是否符合，檢查焊工的焊工證，檢查施工過程中是否有不符合規範要求的地方。
比如你會看到這種：

這種：

這些都會按照我們的要求返工並且增加相關的無損探傷。
然後在分段和合攏（搭載）階段，我們同樣也會檢查所有焊縫的質量（合攏焊前和焊後我們都會檢驗，有些船級社則只看焊後），還有按照圖紙（退審過的）檢查結構是否缺失。
船廠還會提供一份無損探傷布置圖，同樣需要我們的審核。並且我們還會看情況增加10%的探傷位置，並且複核每一張射線探傷的x光片。
所以你還擔心焊縫質量問題嗎？
以上描述僅針對我公司入級船舶，其他的我不知道。

蟹腰。說說現在的造船廠一般的流程吧。

首先要有圖紙。圖紙大致可分為初步設計、詳細設計、生產設計。圖紙（尤其是生產設計）在建造過程中往往需要修改，有些圖紙是在開工之後才出圖的= =、、、
有了圖紙之後，從鋼鐵廠買來鋼材（各種牌號的板材、型材等等），從化工廠買來油漆（這裡面也大有文章），還要從其它上游廠商買來各種材料、配件，就可以開工了~呃，當然這些東西也可以等開工之後補齊，有些配件可能會拖到交船之後（比如印度的倒霉航母）= =、、、

鋼材經過預處理（矯正、除銹、上底漆等等）之後，再經過塑形加工（切割、軋彎等等），就可以進行裝配了。裝配的時候，就該用到焊接了~焊接也分很多種，不同牌號、尺寸、形狀、位置的鋼材，所需要的焊接方法也不同。這裡就不展開了。第一級裝配完成的產品稱為「分段」。每個分段大小不等，重量一般在幾十噸的樣子。
一個分段造好之後，經過船廠自身的質量保障部門和船東代表的檢驗，確認質量合格之後，就可以上船台/下船塢了。通常的作法是，兩個或多個相鄰的分段先在平地上焊接成一個「總段」，這是第二級裝配；總段的尺寸和重量由吊車的能力決定；然後再上船台/下船塢，這樣效率更高。此時的焊接仍然有很多種不同的手段，這裡就不展開了。
一個總段上船台/下船塢之後，相鄰的總段跟著上/下，確認位置沒問題之後，焊起來~一般來說，最先上船台/下船塢的是船腫底部的總段，然後是相鄰的前後左右上的總段，這稱為「塔式建造法」。
這裡面經常會遇到兩個分段/總段尺寸有偏差的情況，小則幾個毫米，大則若干厘米，這時候就需要開刀換板什麼的——當然得按《規範》來，而且得要徵得船東代表的同意。
隨著時間的流逝，一個個總段焊了上去，主機、尾軸什麼的也裝好了，收拾乾淨，重新噴塗好油漆，選個良辰吉日，終於可以下水/出塢了！鞭炮點起來！汽笛響起來！噼里啪啦噼里啪啦~嗚嗚嗚嗚塢嗚嗚嗚~
然後就是拖到碼頭，進行舾裝。所謂舾裝，簡單地講，就是裝修。有些舾裝件，在分段/總段階段，或者在船台/船塢階段就裝好了，稱之為「預舾裝」。
舾裝完成之後，這船基本上就造好了，接下來就需要進行系泊試驗、傾斜試驗等等，然後出海試航！這一過程中暴露出來的問題都解決好之後，再次選個良辰吉日，就可以命名交船啦！

至於題主所說的「接縫處的密閉性能」——焊接好了之後，接縫處就被焊材填滿了，一般不會漏氣漏水的。焊接的質量保障是個很嚴肅的問題，主要是要避免內部的缺陷（比如微小氣泡、裂紋等），會進行探傷檢驗，方法也很多，這裡就不展開了。另外，試驗階段會對某些艙室進行水密性、氣密性試驗。

上面說的是普通的民用鋼質海船。軍船和其它材質的船舶這裡就不展開了。忙活了好幾個月，就等著年終獎了~

最後老規矩：
多鉚蒸剛，炮塔至大！
億萬星辰，億萬炮塔！
多鉚蒸剛，炮塔至上！
億萬炮塔，億萬榮光！

作為船舶行業的菜鳥也來答一下，現代船舶建造採用分段建造法，一條船可能會有上百個分段，分段分別組裝好後，就可以像搭積木一樣組成一條船了，如楊的答案所述。分段與分段之間的接縫焊接之後，會採用一些方法檢驗焊縫是否合格，比如X光拍片檢驗和氣密性、水密性檢驗等，檢驗不合格會返工，以此來保證題主所說的密閉功能。

知乎首答就獻於此了！

隨便找一本船舶製造的專業書看看。然後再說什麼。沒有不是不可能肯定這樣的詞

設計→出圖 →下料 →劃線 →定位 → 裝配 →焊接 → 分段搭載→ 舾裝→竣工

整個過程大概就是這樣，分段完工之前要報驗QS，自檢合格之後報QM驗收，QM覺得沒問題的話報給船東，船東再派一個叫QC的去驗收，如果合格拉去船塢進行搭載，不合格返工。

主要檢查水平垂直精度，焊縫探傷，分段有沒有變形，光滑程度等。

棒子船廠像stx，大宇，三進都是這個套路，國內的不太了解，大同小異

其實吧，題主自己已經說出答案了，再大的船舶，也是由很小的零部件拼成很小的分段，小分段再慢慢拼成大的分段(專業上叫總段)，然後再由總段拼成船體。有點像樂高積木。

至於水密的問題，現在的焊接技術和船體外漆(塗裝)已經可以達到水密了，船殼子的水密要求比較高，內部的結構除了裝液體的艙室或者安全要求，就不是完全水密的了。

不過即使進水了也不怕，船舶會設計有良好的排水系統，艙底水啦污水啦，總之比城市的下水道系統要強得多(給排水工程的同學不要打我)。

船舶專業的學生，處女答。

用特殊的焊條和釺料，98x.92x 鋼進行焊接，原來靠人工+單台機器人焊接，現在開始用多台機器人同時組合焊

技術上，採用新研發的CMx焊接，多元活化氮弧焊，攪拌摩擦焊，激光焊等技術，控制熱區的擴散和熱區溶池/氣氛

船舶是重工業里相對粗糙和低技術的分類，我國的所有造船技術都集中在造船殼上了。具體來說就是把船分成一個個小塊，分開製造，最後像積木一樣搭起來

至於造出來誤差怎麼控制，對不上怎麼辦…
造船都放餘量的，尺寸差了就拿大鎚掄，掄不到位就割了

是不是簡單粗暴，充滿了男人的浪漫情懷

----------------
啊忘了回答比較關鍵的怎麼連接

積木（學名叫分段）之間主要靠焊接，極少數地方用鉚接
這樣有產生個問題了，焊接變形極大，表面就凹凸不平了。這樣船很醜啊，怎麼辦

先火工，然後不平就拿大鎚掄…

在船廠里，我們按小組立，大組立，分段，總段的順序製造船體，最後用大型龍門吊在船塢或船台總裝。總裝完成後給各艙打壓力來測試密閉性。我是搞輪機的，船體我就懂這麼多…

的確如此，就是焊起來的。先用鋼板拼成分段（如圖），再用龍門吊把分段拼起來。

船舶的製造源頭從鋼板開始，加工成零件部件，組裝成小的分段，分段再進行裝配組成總段，然後總段將在船台或者船塢內進行合攏。船舶在製造過程發現最早採用鉚接技術，後來焊接技術出現後，便在船上大量使用。從分段加工，組裝成總段，到總段的合攏，都需要進行焊接工作。

先答這麼多，稍後補充。

如果我回答軍用船的焊接過程，會不會有人點贊？不可能涉及全中國軍船建造，但是有我參與的絕對詳細。

焊接，然後往艙室內打氣，噴肥皂水，跟自行車補胎一樣一樣的，就醬。

長話短說，基本上題主對焊接不了解，現在的焊接是通過大的電流將焊接材料高溫融化，填在兩塊要相接的鋼板縫隙內。通過相應的技術處理，可以保證水密和氣密。這樣的焊接拼縫在強度上來說，甚至可以高於鋼板沒有拼縫的時候。
如果還不了解，可以參考裝修時玻璃膠的使用。焊接材料就相當於玻璃膠，你說的這些模塊都是通過這樣的「玻璃膠」粘起來的

看書，基礎知識書上很詳細全面，會解釋你的問題，另外，船舶船身結構有澆築的？目前為止只見過老家魚塘塘主在塘里用來餵魚的小船是水泥澆築的。

造船有專業的船體對接軟體。

其實，就是焊接。。。我們就學電焊的

焊接:就是通過加熱使母材局部融化，並與融化的焊材相溶形成分子水平上的連接。

基本都是模塊化造船這樣最省時間。焊縫密性有很多方法，一般有抽真空，壓水，壓氣，煤油試驗等等。