怎樣製造船?


本人簡要說明一下船舶建造流程,水平有限,如有疏漏之處,請諒解並予以指正。文章中的圖片部分來自網路,感謝各位提供圖片的網友,例如貓版、梅干、好孩子、AMAN等等,如有侵權請告知。來自紀錄片截圖僅用於說明所用,由於拍攝時間的問題,不代表該船廠目前的技術水平,如有侵權,請告知。還有部分圖片來自於相關企業的官網,如有侵權,請告知。

船舶建造流程

任何一種產品都有其自身的生產模式,比如汽車的流水線生產,飛機的脈動式生產線,然而船舶生產具有其獨特的特點:生產的批量為小到中等,零部件的加工過程相似但幾何形狀和尺寸不同,這就決定其生產模式的特殊性。所謂現代造船模式,就是以統籌優化理論為指導,應用成組技術原理,以中間產品為導向,按區域組織生產,殼、舾、塗作業在空間上分道、時間上有序,實現設計、生產、管理一體化,均衡、連續地總裝造船。

現代造船模式發源於二戰中的美國,20世紀70年代成型於日本,並於80年代被美國總結,形成了現代造船模式。我國於90年代初期引進了該項理論,開始在各個船廠進行實踐,不過直到今天,各個船廠依然在轉變造船模式,有資格說自己實現了現代造船模式的船廠少之又少,在各項指標上與日韓依然有差距。

在說船舶的建造流程之前先簡要的說一下船舶設計流程。

船舶設計工作分為三個階段——初步設計、詳細設計、生產設計。

初步設計:是解決「造什麼船」的第一個階段。初步設計是對船舶總體性能和主要技術指標、動力裝置、各種系統進行設計,並通過理論計算和必要的實驗來確定船舶的主要參數、結構形式和主要設備選型等重大技術問題。

一般有三種情況要求設計部門進行初步設計。

1船舶技術任務書:相關部門下達的指令性任務,說明船舶的用途、航區、噸位航速等設計要求。

2意向書及技術附件,指在船舶市場中船東提出的訂貨意向,不受法律約束。它通常表明船東對船舶的各項要求和詢問造價。

3造船合同及附件,在經過投標和商務技術洽談後決定簽訂合同。

因此,在初步設計階段,可根據具體情況可插入方案設計、報價設計和合同設計。

方案設計是將任務書的要求轉變成船體和輪機的設計參數,主要是進行可行性研究,決定船舶的總體性能,滿足要求的航線、航速、艙容和排水量等,並據此估算出造價。

報價設計則不需要做可行性研究,通常是根據船東的要求,參照已有的母型船來決定新建造船舶的造價,並提供技術規格書和總布置圖以及提出主要設備廠商表。

合同設計要求確定設計參數、設備選型、建造原則、入級標準,並進行一系列計算和設繪工作,為簽訂建造合同提供必要的文件,包括說明書(包括船體、輪機、電氣),主要圖紙和計算書(型線圖、總布置圖、舯剖面圖、機艙布置圖等等)以及主要設備廠商表等。

初步設計的具體成果有,為簽訂合同的談判提供技術文件;提供主要設備選型清單;主要設備廠商表;為詳細設計提供必要的技術文件和圖紙。初步設計的技術文件和圖紙應送交船級社和船東審閱,經認可才能開展下一階段的設計工作。

目前國內的主流船型已可以自主設計,但部分船型的初步設計依然來源於國外,例如新型破冰船,5萬噸半潛船等等。據我所知大連船舶重工某次建造新產品時購買國外的初步設計花了2000萬美元。海洋工程的設計大部分來自國外。但也要看到國內消化吸收的速度也是很快的(在2013年上海海事展上,中國船舶及海洋工程設計研究院透露了他們研發設計了自動化水平全球領先的新型5萬噸級半潛船。目前,該院已完成該型船的基本設計,完成了耐波性和風阻試驗等,正在進行詳細設計。新型5萬噸級半潛船總長228米,型寬43米,型深13.5米,設計吃水10.3米,半潛吃水27米,設計航速達15節,具有很好的經濟性,航行時阻力小,節油效果好,採用DP2定位動力系統。) 。也有的國內企業收購國外的設計公司以此來促進設計能力的提高。中國國際海運集裝箱(集團)股份有限公司(簡稱中集集團)2013年12月13日向此間媒體透露,該集團12日順利完成與瑞典BASSOETECHNOLOGYAB公司(下稱BTAB)的股權交割,成功收購BTAB公司90%的股權。BTAB公司是一家海洋工程設計公司,在各類半潛式平台、鑽井船的前端概念、基礎設計方面有豐富的經驗。

現代重工的拖曳水池進行船模試驗,船模試驗是初步設計的重要內容,船模試驗使用的水池的地位與風洞相當,國內的水池主要分布在各個總體或水動力研究所(701、708、702等)和大學(哈爾濱工程大學等)中,造船廠(不是集團公司)基本沒有。

詳細設計:在初步設計基礎上,通過對各個具體技術專業項目進行系統原理設計計算,繪製關鍵圖紙,解決設計中的基本和關鍵技術問題,最終確定船舶全部技術性能、船體結構、重要材料、設備選型和訂貨要求等,提供船級社規定送審的圖紙和技術文件(不含完工文件):及各項技術要求和標準。

詳細設計是根據造船合同確認的初步設計及修改意見書進行的。其基本內容是提供船級社規定送審的圖紙和技術文件(不含完工文件);提供造船合同中規定送船東認可的圖紙和技術文件(不含生產設計內容);提供船廠訂貨所需的材料,設備清單;為生產設計提供所需的圖紙,技術文件和數據。

詳細設計的主要圖紙和技術文件需要船東、船檢(船級社)審查認可方能開展後續的生產設計工作。然而事實上為了儘早交船,在審查未完成前船舶已經開工,生產設計承受著施工供圖需求的壓力,由於準備不充分,在按未審查的詳細設計圖紙施工情況下容易出現差錯。

在國內大多數的初步設計和詳細設計是由設計院完成的,主要的設計單位有:(1)中船重工和中船工業下屬研究所包括701、708、上海船舶設計院,廣州船舶設計院等等,國內的主要軍艦、公務船基本上是他們設計的;(2)一些高校,比方說哈爾濱工程大學,上海交通大學等學校也具有一定的設計力量;(3)一些設計公司,比方說上海佳豪;(4)船廠的技術中心,部分船廠的技術中心有較強的船型開發能力,在已有的船型上進行改進,例如大連船舶重工船研所、滬東的技術中心。

708的網址

企業概況

生產設計:解決「怎麼樣造船」的問題,主要內容包括建造方案的決定、建造方針書的編製和施工要領的編製,也包括在詳細設計送審圖完成基礎上,按工藝階段、施工區域和組裝單元,繪製記入各種工藝技術指示和各種管理數據的工作圖、管理表以及提供生產信息文件。主要的船體生產設計圖紙包括:分段結構圖、零件表、材料清單、套料冊、切割指令。生產設計要將設計、工藝、管理有機的融為一體;將船、機、電等工作有效的結合起來,使他們的施工項目實現良好的協調。生產設計基本上由船廠自己完成。

與其他行業一樣,船舶建造中也有常見的計算機輔助應用。除了最基礎的autoCAD軟體,目前船舶建造中常用的設計軟體有:

(1)TRIBON軟體是由瑞典KCS(Kockums
ComputerSystem AB)公司(該公司2004年被AVEVA 公司兼并)研發的1款輔助船舶設計和建造的計算機軟體集成系統,集CAD/CAM/MIS於一體,在造船業中有著廣泛的用戶。軟體包括船體設計、舾裝設計、系統管理三大部分,船體設計包括線型光順、船體平面模、船體曲面模、性能計算、零件分離、數控套料、生成切割指令等模塊。。對於國內的船廠來說,該軟體存在數據開放性不夠,資料庫系統自成一套與常用資料庫缺少介面,二次開發較為困難等等缺點。

TRIBON軟體的建模效果:

(2)NAPA軟體。NAPA軟體是由芬蘭NAPA公司開發的國際著名的三維設計的大型船舶CAD軟體。NAPA軟體是在20世紀90年代初期、中期、末期分別進入日本、韓國和中國。(2)NAPA軟體。NAPA軟體是由芬蘭NAPA公司開發的國際著名的三維設計的大型船舶CAD軟體。NAPA軟體是在20世紀90年代初期、中期、末期分別進入日本、韓國和中國。整個NAPA軟體由27個模塊組成。NAPA軟體主要用於船舶初步設計和基本設計,特別擅長處理船舶設計早期階段所必須的眾多設計變數禍和及不可避免的大量設計更改和多方案對比。NAPA軟體也可以用來進行各種船舶性能計算並生成完工文件。利用NAPA軟體生成的三維船型,可以在船舶設計全過程中使用。作為一種成熟、先進的專業軟體,NAPA具有以下特點:普遍適用於各種類型船舶設計;靈活多樣的輸人輸出格式;具有直觀友好的三維圖形用戶界面;既可以用於船舶初步設計,也可以生成完工文件;對於電腦軟、硬體環境的寬泛適用性;開放式的平台系統,具有強大的二次開發手段,並提供眾多與其他軟體的介面;為全球權威海事管理機構和船級社認可和採用。諸如ABS, BV,DNV, GL,HRS,LR, RINA等均使用NAPA軟體;具有完備的客戶技術支持體系,並定期舉辦專門培訓;每年提供兩次版本升級。

NAPA軟體是提高船舶設計綜合能力的良好平台1)NAPA軟體具有全新的三維設計思想,可用於船體曲面造型設計而直接產生型線;2)NAPA軟體可以進行總布置設計、分艙及艙容計算、各種性能計算分析、結構設計與分析;3)NAPA形成了計算機輔助船舶設計、製造、分析計算的完整體系。4) NAPA可以將流體、結構、設計、製造等學科有機地結合起來。5)NAPA軟體是眾多軟體的紐帶。

(3)CADDS5。CADDS5是PTC公司推出的針對船舶、航空、航天的CAD/CAM軟體。包括船體、管系、電力、空調等幾大模塊,可以和NAPA以及TRIBON兼容。CADDS5建模效果。

(4)CATIA軟體。法國達索公司的產品。目前在航空領域應用廣泛。CATIA 為造船工業提供了優秀的解決方案,包括專門的船體產品和船載設備、機械解決方案。諾思羅普·格魯曼公司已經將CATIA 應用到福特級航母的設計中。中國廣州的文沖船廠也對CATIA 進行了成功地應用,使用CATIA 進行三維設計,取代了傳統的二維設計。

(5)FORAN軟體。FORAN軟體由西班牙SENER集團開發,該公司以船舶設計起家,已有50年的歷史,具有40多年的造船CAD軟體開發和應用經驗。目前在進行軟體開發和應用的同時,仍然承接船舶設計項目。FORAN軟體是世界上應用最為廣泛的大型造船專業軟體之一,全球用戶包括了120家以上的設計公司和造船廠。

(6)SB3DS。上海船舶工藝研究所開發。 SB3DS系統包括船體和舾裝兩大部分.船體部分包括型線處理、結構線生成、外板展開、零件生成、套料、加工計算及船體快速背景生成等模塊;舾裝部分包括管系三維建模與數據處理、管支架三維設計、風管三維建模與數據處理(包括方風管與螺旋風管)、電纜生產設計、設備三維建模與布置和鐵舾裝三維設計等模塊.同時可以針對船廠的生產與設計習慣進行定製開發,便於設計與生產人員迅速熟悉掌握.可安排人員上門安裝與培訓,一年內免費版本升級和技術支持.

SB3DS系統利用標準的商用資料庫進行數據管理,提高了數據的安全性和一致性.資料庫結構提供給用戶最大的開放性和靈活性.資料庫中包含了全部的模型數據,即使三維圖形文件損壞或丟失,也能重新生成模塊.資料庫中包含的中間統計數據方便用戶再次進行"個性化"的數據分類匯總,並與其他管理信息系統能夠進行無縫連接.資料庫中已包含各類標準庫,提供內容豐富的附件庫、閥件庫、舾裝件庫和三維圖形小樣,大大簡化了用戶的基礎工作.

SB3DS系統強大的後處理功能使二維出圖和生產設計報表生成變得方便、快捷,他提供了與TRIBON、CADDS5體統的多項介面,是大船廠CAD/CAM應用的必要補充。

SB3DS的建模效果。

還有很多軟體,不一一介紹了。

造船計算機輔助製造(CIMS)是以自動化技術、信息技術和造船技術為基礎,通過計算機及其軟體,將造船訂貨、船型試驗、船舶設計、船舶建造、造船管理和交船後服務等造船廠全部生產活動所需的各種分散的自動化單元技術有機地集成起來,形成總體高效益、高柔性的智能製造系統。

數字化造船以信息化、數字化為核心,以虛擬技術、模擬技術、網路協同技術為手段,建立產品、資源和流程的數字模型為基礎,實現信息流、物流、價值流高效準確運行,從而對船舶的開發、設計、製造、管理、經營和決策活動實現全過程、全系統的最優控制,使企業獲取最大的經濟效益和社會效益。實現「數字化造船」是當今世界造船業的發展方向。

從目前的情況看,計算機輔助製造和數字化造船發展較快,從相關資料來看(轉載《海上巨艦是怎樣煉成的),歐美在大型水面艦艇的建造過程中已開始逐步實現數字化造船。但對國內船企來說,所用的軟體大多為國外產品,很難進行二次開發,國內的軟體開發企業基本不涉足此領域,只有船舶系統內部研發了的軟體,但與國外軟體相比還存在種種不足,對各個設計建造相關過程的集成能力差,目前國內的造船的數字化進程任重道遠。

生產設計可參見造船生產設計-N10以及作者上傳的其他文件

船舶建造方案,就是根據產品的特點和製造要求(批量、交貨期和技術要求等),結合船廠生產條件制訂的建造產品的基本方案。它是進行生產設計、編製生產計劃和組織施工的指導方針。船舶建造方案一般包括:船體建造階段的具體劃分;分(總)段的製造方法;部件和組合件的製作方式;船舶在船台上的建造方法;船舶舾裝的階段(分段舾裝、單元舾裝、船台舾裝和碼頭舾裝)和內容的劃分,以及應採取的各項技術組織措施。

船舶主尺度和船型特點對船舶建造方案有重大影響:當船舶平行中體較長時,選擇方案應以優化平面分段製造工藝和分配其裝焊場地為核心;當平行中體短時,建造方案應以優化曲面分段和立體分段的製造工藝和分配其裝焊場地為核心。產品批量的影響:批量大,可以增加胎架等專用工藝裝備,採用能改善施工條件和提高生產效率的分段製造方法;批量小,盡量減少胎架等專用工藝裝備的數量,減少輔助材料和工時消耗。船台起重能力影響船台裝配方式的選擇,影響到能否採用上層建築整體吊裝和主機舾裝單元整體吊裝等先進工藝;船體裝焊車間的起重能力對分段製造方法和場地分配影響比較大;船台類型影響船台裝配方式的選擇;分段裝焊場地面積充裕時,應組織多工位的生產線,並設立專門的舾裝工位,協調分段裝焊作業和舾裝作業。

建造方針書的主要內容包括:1、合同概要(建造數量,工程編號,船東,入級、合同簽訂時間,合同交船日期)。2、船舶主要技術參數(船型、主尺度要素、船級、港籍、船旗國、所採用的規範、規則和公約、主要裝船設備)3建造目標及要求(主要建造節點、建造技術指標、上船台分段儲備情況)4分段劃分(分段劃分原則、分段要素、分段階段實施項目)5搭載方案(中組方案、搭載方案及搭載順序、船台搭載各階段實施項目)6下水7精度管理方案8密試方案9舾裝策劃(原則、分段舾裝)10塗裝策劃(塗裝原則、跟蹤補塗、塗層保護原則)11分段建造總體策劃12個部門方針等等。

船舶建造計劃。船舶建造計劃是船廠對生產實行進度控制的主要依據,是造船生產管理的主要組成部分。船廠的計劃可分為建造計劃線表、大日程計劃、中日程計劃、小日程計劃。

建造計劃線表是在簽訂合同階段,確定建造方案和測算船廠負荷之後,所編製的日程總計劃表。它只反映開工、上船台、下水、和交船等主要節點(包括合同節點、計劃節點與實際節點),可作為其他計劃的編製依據,一般來說船廠的建造計劃線表會把所有的產品都規劃入內,按年來編製,因此基本可以依據船廠的線表來確定船廠的經營情況。比如說一家造船廠宣稱自己的訂單可以排到後年,說明經營情況良好,如果說可以排到明年,說明接單要努力了,如果到今年,這家船廠的經營情況很差了。

大日程計劃可以理解為產品設計、開工到交船的主要節點日期,反映材料、主要設備和外購外協件等交貨期的節點等等,他是各職能部門編製計劃和實行工程式控制制的主要依據。

中日程計劃是全船詳細日程計劃表

小日程計劃指的是月度作業日程計劃表和周作業日程計劃表

具體的建造過程中的計劃可以按工序細分為設備納期計劃、下料加工計劃、部件裝配計劃、分段製作計劃、分段預舾裝計劃、船台搭載計劃等等。

船舶建造計劃的執行中會出現很多不確定的因素,例如(1)勞動力。目前國內的人力成本在不斷升高,而且船廠的工作環境差,條件艱苦,勞動力的缺口問題不斷凸顯。最顯而易見的就是春節前後船廠的產品建造進度是幾乎停滯不前的。(2)天氣。目前國內的船廠大多數沒有實現全封閉的車間和船台船塢,一旦下雨,很多工作無法開展,對於南方來說,梅雨季節的影響很大。夏天的氣溫較高,也會影響施工進度,所以對南方的船廠來說10月和11月是造船的黃金時間。(3)事故,論壇里最熟悉的就是滬東的兩次龍門吊倒塌。(4)設備納期。在前幾年造船行業火爆的時候,由於配套企業產能跟不上,導致重要設備經常晚到,有時主機晚到,船廠不得不先完成船台合攏,再在甲板上開工藝孔把主機吊進去。當然,由於某些重要設備的生產進度跟不上,影響船舶建造進度也是很有可能的。

船舶建造準備。船舶建造的準備工作包括技術準備、設計準備、工藝準備、計劃準備、材料和設備準備、工廠場地和設施準備、人員與組織準備。

技術準備主要有船舶建造技術、船舶舾裝技術、船舶塗裝技術、船舶焊接技術、船舶建造精度管理技術等等。各項技術有機的融為一體供造船之用。

設計準備(主要是指生產設計準備)和計劃準備上面說過了,就不重複了。

工藝準備中最重要的是新技術新材料的應用,比方說從沒造過鋁製船的船廠在造鋁質船之前就需要購買氬弧焊焊接設備,進行焊接工藝鑒定,培訓焊工。有的船廠為了新產品的製造特意建造模擬分段和模擬艙,以熟悉工藝,例如大連船舶重工就建造了LNG的模擬艙。對於新材料的使用也要引起重視,使用不當就會影響質量甚至造成安全事故。

材料和設備準備。由於船舶建造需要的材料種類十分複雜,而且數量龐大,所以設備廠商應根據原材料(鋼板)大型鑄鍛件和主要機電設備納期表。對到廠的材料和設備按照技術要求和造船規範進行驗收和入庫保管。印度維克拉瑪蒂亞號航母在海試期間出現了鍋爐的事故,原因據說是印度要求使用無石棉的材料,實際上2009年6月5日,IMO(國際海事組織) 以決議形式通過了SOLAS(國際海上人命安全公約)公約修正案,要求自2011年1月1日起,對於所有船舶,應禁止新裝含有石棉的材料。當然這個公約對軍艦沒有效力,不過這說明現在的俄羅斯的造船業對新公約的應對能力較差。

工廠場地和設施準備。根據承建船舶的需要,對專用工裝和工夾模具提前進行設計、製造和訂貨。對船廠原有的場地設施,如平台、船台、滑道、船塢、碼頭、起吊設施、下水設施和各種設備和動力供應等,應根據承建船舶的要求特點進行必要的擴建和改造。

紐波特紐斯造船廠900噸龍門吊

三星重工兩台門座式起重機進行雙機聯吊

滬東船塢

分段轉用所使用的平板車,載重幾百噸,可360度水平旋轉

人員與組織準備。隊全場人員做好安全教育、5S教育等等教育。根據需要對勞動組織和人員進行合理的調整和補充;對在建造中應用的新技術、新工藝和特殊工藝的有關人員,以及計劃補充人員分別進行組織和技術培訓。

對於一個船廠來說,承建一種新的船型,特別是某些高難度的船型,例如LNG,大型水面艦艇。需要做準備有很多,例如滬東建造LNG時,從法國引進技術,新建了殷瓦車間,這無疑是很大的一筆投資,沒有國家或者其他支持的話是很困難的,船東不會為這些費用買單的。船廠在做新的民用船型的時候如果數量少的話往往會賠錢。當然軍艦另說了,國家對於軍工技改項目是不遺餘力的支持的。

造船生產流程主要分為船體建造流程、舾裝流程、塗裝流程。

船體建造就是講船用材料製成船舶殼體的生產流程。船體建造流程為:1放樣號料、2船體構件加工、3部件拼裝、4分段(總段)建造、5船台(船塢)總裝6船舶下水、7碼頭試驗、8海上試驗、9交船

船舶舾裝是指船體結構之外的船舶所有設備、裝置和設施的安裝工作,也可以定義為是對船舶進行系統處理和安裝的生產活動。船舶舾裝的內容一般包括機艙內各種裝置,系統和用具,船上控制船舶運動方向,保證航行安全和營運作業所需各種設備的用具。具體流程為舾裝件採辦→單元舾裝→大單元連接→分(總)段(預)舾裝→船內舾裝→操作和測試。

塗裝作業就是在船體及上層建築的鋼板內外表面和舾裝件上按照技術要求進行除銹和塗敷各種塗料,使金屬表面與腐蝕介質隔開達到防腐目的。具體流程為1鋼材預處理2分段(總段)塗裝3船台塗裝4碼頭塗裝。

船體是基礎,舾裝是重心,塗裝是重點。

大連船舶重工的船舶建造流程

首先說明船體建造流程

1船體放樣與號料,就是將設計部門設計的型線圖、結構圖按比例進行放樣展開,以得到船體構件的真實形狀和實際尺寸,然後再將這些已經展開的零件,通過樣板、圖紙()、數控等不同的號料方法,實尺畫(割)在鋼板或型材(球扁鋼、角鋼)上。

船體放樣和號料目前已全部由手工轉為計算機(樣板製作依然需手工完成,不過依據的圖紙也是由計算機完成的)製作,主要是利用相關生產設計或專門放樣得軟體進行展開,給出零件套料圖(一般以分段為單位,方便後續零件的堆放和轉運)、數控切割程序(切割機下料使用)、以及零件加工數據。一般分為結構線生成、零件生成和套料。

2鋼材預處理。供船體結構使用的板材和型材,由於軋制和運輸堆放過程中的各種影響,會產生變形和鏽蝕,為保證質量,在切割前需要進行除銹,噴塗車間底漆,矯正,這個過程叫做鋼材預處理。

常用的除銹方法有拋丸除銹(使用離心式拋丸機的旋轉葉輪將鐵丸或其他的磨料高速噴射到鋼板的表面使氧化皮和銹斑剝離)、化學除銹(使用某些酸液將氧化皮和銹斑反應掉,應用範圍廣,可以對鋁板等除銹)。

目前常用的除銹和塗漆是由鋼材預處理流水線完成的。鋼材預處理流水線是由鋼材的除銹、噴漆、烘乾等工序形成的自動作業流水線。鋼材預處理流水線的工藝流程:(1)先用電磁吊將鋼材吊放到輸送輥道上。(2) 輥道以3-4m/min的速度送入加熱爐,使鋼材溫度達40~60℃,目的是去除鋼板表面的水份,並使氧化皮、銹斑疏鬆,便於除去,同時可增加漆膜的附著性。 (3)鋼板進入拋丸除銹機,拋丸裝置自動地向鋼板兩面拋射丸粒(丸粒可回收再使用),並用熱風除去鋼板表面的灰塵。一般要求除銹等級要達到Sa2.5級,及鋼板表面應不可見油膩、污垢、氧化皮、銹皮、油漆、氧化物、腐蝕物、和其它外來物質(不包括疵點),但疵點限定為不超過每平方米表面的5%,可包括輕微暗影;少量因疵點、鏽蝕引起的輕微脫色;氧化皮及油漆疵點。(4)鋼材除銹並清潔後,進入噴塗室噴塗車間底漆(一般為無機硅酸鋅底漆、環氧富鋅底漆、環氧鐵紅底漆)。車間底漆的漆膜厚度通常為10-15UM,並具有良好的機械性能,耐磨、抗衝擊,保養期可達10個月到一年,乾燥要快,不影響切割焊接質量、無毒,能耐強溶劑,與船用漆有良好的配套性,對化學保護無影響。噴塗作業是在半封閉的噴塗室內進行的。為了適應不同寬度的鋼板,噴槍往返的行程可以調節。為了使塗層連續並保證一定的漆膜厚度,輥道的輸送速度應與噴槍噴塗速度相配合,這可通過電氣控制進行調整。(5)鋼板離開噴塗室後,進入乾燥室進行烘乾。使漆膜烘乾的方法有紅外線、遠紅外和電加熱等。無論用哪種方法,一定要有通風裝置,以利於噴漆溶劑的揮發,加快乾燥過程。(6)鋼板烘乾後從乾燥室出來,進入高速輥道,以20~30m/min的速度送出預處理流水線。經質量檢驗合格(檢查鋼板表面有無麻點缺陷等)並進行標記再送入加工車間進行切割。

三星重工鋼材預處理線拋丸除銹模擬

三星重工鋼材預處理線的烘乾

三星重工鋼材預處理線噴塗無機硅酸鋅車間底漆.

應該是三星重工鋼板表面的缺陷深度檢測

預處理好的鋼板規格用途的標記。圖片中的鋼板規格為12M長3M寬13mm厚的英國勞氏船級社(LR)A級鋼,H1604A為船廠內部該船編號(87000噸散貨船「伊爾科斯尊嚴」 號),0714可能為分段號(不太清楚滬東的分段命名規則),B12026可能為鋼板爐批號。

在噴塗完車間底漆之後,就要對變形的鋼板進行矯正,一般厚板不容易變形,主要的矯正對象是薄板。鋼板的任何一種變形,都是由於其中一部分纖維較另一部分纖維縮得短或是伸得長所致。因此,鋼板的矯正實際上是將較長的纖維縮短或是將較短的纖維拉長,使它們和周圍的纖維有相同的長度,從而消除局部的不平。實際上,一般是採用拉長纖維的方法,因為壓縮纖維難以實現。

鋼板的矯正使用的是多軸輥式矯平機,一般5-13工作輥,工作部分由上下兩列工作軸輥組成;下列是主動軸輥,由軸承固定在機體上,不能作任何調節,由電動機通過減速器帶動它旋轉; 上列為從動軸輥,可通過手動螺桿或電動調節裝置來調節上下輥列間的垂直間隙,以適應各種不同厚度鋼板的矯平作業。鋼板隨軸輥的轉動而嚙入,並在上下輥列間承受方向相反的多次交變的小曲率彎曲,因彎曲應力超過材料的屈服極限而產生塑性變形,使那些較短的纖維伸長,使整張鋼板矯平。增加矯平機的軸輥數目,可以提高鋼板的矯平質量。鋼板愈厚,矯正愈易;薄板容易產生變形,矯正也比較困難。

輥式矯平機圖片

3船體構件加工。船體構件的加工可分為船體構件的邊緣加工和成型加工。

邊緣加工主要是指經過套料的船體鋼材的切割分離以及焊接坡口的加工。邊緣加工的方法主要有機械切割法(剪切、沖孔、刨邊、銑邊),化學切割方法(氣割)和物理切割法(等離子切割和激光切割等)。

機械切割法是指被切割金屬受到剪切給予的超出材料極限強度的機械剪切力的擠壓後而發生變形並斷裂分離。常見的機械剪切加工機床:a.斜刃龍門剪床—剪切長直板構件的專用設備;b.壓力剪切機—常見的是剪切與沖孔兩用聯合機床,適用於剪切短直線;c.圓盤剪切機—剪力由兩個軸線平行或傾斜安裝的錐形圓盤組成,剪切時上刀盤為主動盤,下刀盤為從動盤。機械剪切過程分為彈性變形階段,塑性變形階段,斷裂階段。

所謂氣割通常指氧-乙炔切割、氧-丙烷切割和氧-天然氣切割。其實質是金屬在氧氣中燃燒,通常可分為預熱、燃燒、去渣三個階段。特點:氣割的特點主要有切割厚度大;切割形狀方面適應強;自動化程度高、噪音小、勞動強度低。常用的氣割設備:a.手工氣割炬;b.半自動氣割機;c.門式自動切割機;d.數控自動切割機。金屬可以進行氣割的必要條件包括a.氧化物的熔點應低於金屬熔點,並且具有良好的流動性;b.金屬在氧氣中燃燒時能放出較多的熱量;c.金屬的導熱率不應過高;d.金屬中不應含有使氣割過程惡化的雜質。

等離子切割的原理:使用一定的裝置,可獲得高速高溫的等離子弧及其熔流,利用它可把割縫處的金屬溶化和蒸發並吹離基體,隨著割嘴的移動而形成割縫。優點:熱變形較小;切割速度快(是氧炔切割的3-6倍);切割質量高;能切割的材料多(鋼、鋁、不鏽鋼和多種高溫難溶金屬);切割成本低;將等離子切割設備裝到普通的數控機床上能提高數控切割效率,不過等離子切割時產生的煙塵很大,對人體有害,切割厚板的能力不如薄板。常用的等離子切割機包括乾式和水下。等離子切割機在船企的應用很廣泛。

激光切割原理:激光器發出水平激光束經過45°全反射鏡以及聚焦形成極小的光斑,被切割的材料受激光光斑的照射產生局部高溫使材料瞬間熔化或汽化,一定壓力的輔助氣體將割縫處的熔渣吹掉,隨著割嘴的移動,在材料上形成割縫,從而使材料被切開。優點:速度快,割縫窄(約0.2-0.3mm);割縫邊緣垂直度好,光潔度高。應用範圍:應用範圍廣,可用於切割各種高燃點材料、耐熱合金、超硬合金等特種金屬材料,也可以切割硅、鍺、等半導體材料和塑料、橡膠、石英、陶瓷、玻璃、複合材料等,尤其適合薄板的切割,切割厚板的能力差。

激光切割機目前在國內船企的應用較廣。

水射流切割,超高壓水射流切割機是將普通的水通過一個超高壓加壓器,將水加壓至3000PA,然後通過通道直徑為0.3mm的水噴嘴產生一道約3倍音速的水射流,在計算機的控制下可方便的切割任意圖形的軟材料,如紙類、海綿、纖維等,若加入砂料增加其切割力,則幾乎可以切割任意材料.

水射流切割機目前在國內船企的應用較少。

目前在加工時主要使用的是數控切割機,針對型材的切割也有使用手工氣割炬的。在切割的同時要完成結構線的噴繪,切割後要完成零件信息的書寫,對零件尺寸進行測量,檢查有無缺陷,之後進行合理堆放。

手工氣割炬的攜帶型較好,在船廠各個工序都有應用。

《大國重器》第一集中振華重工使用的火焰切割機切割200MM的厚板,這麼厚的板是等離子和激光切割機割不穿的。

《環太平洋》中的男主角正在圍牆的建造工程中使用攜帶型等離子切割機切割。可以看出攜帶不方便,不適合在船艙等狹窄的地方使用。不過對於無法氣割的材料也是必然的選擇,比如鋁。

滬東的數控等離子切割機,從外形來看是上海船舶工藝研究所的產品(割槍左邊是噴線槍)

上海船舶工藝研究所生產的WKQ系列數控等離子、火焰切割機在國內造船、壓力容器、礦山機械、工程機械、橋樑、鋼結構等行業得到廣泛的應用,該產品已獲得ISO9001質量體系認證證書。

主要特點:具有自動點火、自動升降,自動穿孔、自動切割、噴粉劃線、高頻沖打、噴水冷卻、返回重割、動態圖形跟蹤顯示、割矩自動調高等功能。等離子切割機配置美國Hypertherm公司等離子電源和割矩,可切割碳鋼、鋁合金、不鏽鋼和其它有色金屬.根據不同的要求實行乾式或水下切割,並獲得良好的切割質量。

三星重工乾式等離子切割機,生產商為日本小池酸素,國內也有不少船企採用。

三星重工的等離子切割機的噴線槍利用鋅粉燃燒之後產生的氧化鋅噴結構線。

小池酸素是當今世界幾大切割機廠商之一,以技術力量雄厚,自主研發能力強而聞名於業界。經過八十多年的實踐,積累了豐富的切割經驗,並先後在美國、荷蘭及東南亞建立了子工廠,是全球最大的鋼板切割設備專業生產廠家。國內唐山有其全資分公司。網址ホーム – 小池酸素工業株式會社 (JP)

小池酸素是全球唯一一家從割嘴到激光切割機,產品涵蓋整個切割領域的製造商。氣體切割設備、等離子切割設備、數控系統 、激光切割設備:手工割炬、壓力表、減壓閥(表)、快速接頭、安全閥 小型攜帶型切割機 光電跟蹤切割、數控火焰/等離子切割機、 激光切割機、 HYBRID系列數控系統。

小池的激光切割機

現代重工零件號與加工符號書寫。圖紙就是套料冊。

焊接坡口的加工。部分焊接方式要求零件板邊進行坡口加工。有的切割機可以直接切割出焊接坡口,對於無法切割坡口的切割機割出的零件,一般的焊接坡口加工方法通常為機械刨邊(銑邊)法和火焰切割法兩種。

機械刨邊(銑邊)法。刨邊機和銑邊機可以用於構件直線邊緣加工。

滬東的銑邊機,可以看出設備比較大型,據說是從德國進口的

火焰切割法就是利用半自動氣割設備或者其他氣割設備開坡口。

滬東半自動火焰切割機坡口加工,其他國內企業的加工方法也差不多

代重工半自動火焰切割機開坡口,注意其割槍的角度,應該是開反坡口。

船體構件的成型加工主要是對船體的彎曲構件在邊緣加工之後進行彎曲成型。可分為板材成型加工和型材成型加工。

板材成型的主要方法有機械冷彎法和水火彎板法。一般單向曲度板都採用機械冷彎法加工。複雜曲度板要先加工出一個方向的曲度,然後再用水火彎板法加工出其他方向的曲度。

機械冷彎法加工常用的方法為(三星輥)輥彎,(液壓機)壓彎,數控彎板。三星輥彎板機主要是使用一個上軸輥,兩個下軸輥調節高度並旋轉來彎曲板材。液壓機包括懸臂式和柱式液壓機,採用各種不同的壓模壓制出板件形狀。

板材成型加工使用的木樣,在船體放樣中製作的,和結構線配合用來確定板材的彎曲度。

中型三星輥,船廠一般使用的是大型的,比方說21M(指的是長度)三星輥

三星重工三星輥進行冷彎加工,這個三星輥的加工能力很強。

液壓機簡圖

1500噸柱式油壓機

數控感應加熱曲板成型機

上海船舶工藝研究所研製的數控感應加熱曲板成型機。該設備用於船舶鋼質外板的曲面成形加工,採用高頻感應加熱與計算機數字控制,具有自動加熱、自動均載支撐、自動測量、自動畫線及手動操作等功能。該設備具有加工頻率高、成形精度好、工作質量穩定等特點,從根本上改變了依賴於經驗的傳統工藝所有的加工時間長、質量波動大、精度難以控制、工作環境差和勞動強度高等狀況。是提高船舶建造質量,縮短造船周期的重要先進裝備。主要技術參數:加工板寬≤4000 mm板長≤12000mm板厚≤25mm允許成形高度≤800mm成形精度滿足中國造船質量標準

船舶三維數控彎板機

船舶三維數控彎板機是武漢理工大學與山東碩力機械製造有限公司於2010年聯合推出的最新船體外板加工裝備,標誌著中國船體外板加工已經領先其他造船國家率先實現自動化。外板加工屬塑性變形,彎曲過程會產生回彈,也容易產生皺摺變形,自動化成形尤為困難,經過長期的研究、探討和試驗,武漢理工大學與山東碩力機械製造有限公司使用可進行任意曲面造型、壓合面大、能防止受壓板材失穩產生的皺摺變形等的「方板壓頭可調活絡模具板材曲面成型裝置」發明專利,通過大量實驗,計算設計,研發了包括:冷壓彎板機、自動控制系統、激光三維測量機和進料裝置等的「船舶數控彎板機」。根據描述來看,該數控彎板機可以取代水火彎板實現複雜曲度的板件成型加工。但沒有聽說有實際採購使用。

水火彎板是目前船廠中使用最為廣泛的彎板方法,它是沿預定的加熱線用氧-乙炔烘炬對板材進行局部線狀加熱,並用水進行跟蹤冷卻(或讓其自然冷卻),使鋼板產生局部塑性變形,從而將板彎成所要求的曲面形狀的一種彎板工藝方法。水火彎板的冷卻的方式有:自然冷卻法(優點:操作簡單;缺點:成型速度慢,在生產角變形同時會產生加工所不需要的縱向撓度),正面跟蹤水冷法(優點:收縮較快;缺點:角變形效果不如空冷),背面跟蹤水冷法(優點:角變形大,成形效率高;缺點:需要在板下操作,比較麻煩)。

三星重工水火彎板,注意採用的是正面跟蹤水冷法,下面的孔狀平台方便流水,遠處的樣板。

型材成型加工主要是將常用的角鋼,球扁鋼加工為具有一定曲度的肋骨、橫樑、縱骨等。常用的型材冷彎設備有數控肋骨冷彎機。熱彎方法可以為水火加工,也可以是中頻數控熱彎機。

上海船舶工藝研究所生產的數控肋骨冷彎機

4部件拼裝。船體部件拼裝指的是兩個或者兩個以上的零件拼裝成組件(小組立),兩個或者兩個以上的組件拼裝成部件(中組立)的生產過程。常見的部件拼裝包括甲板和艙壁板組件的拼接、T型材裝配、肋骨框架的拼裝等等。

部件拼裝作業可以使用埋弧焊、自動角焊等高效率焊接方式,比較容易實現流水線作業,採用FCB(焊劑銅襯墊單面焊雙面成型埋弧自動焊)焊接、焊接機器人等先進方法,有效的提高了工作效率。

平面分段流水線用於平面分段的生產,主要內容包括拼板、縱骨安裝、縱桁肋板安裝。對於一般的船舶而言,列為平面分段的船體重量往往有50%-70%,因此很多大型船廠都有類似的生產線。

紐波特紐斯造船厂部件拼裝

現代重工部件拼裝

現代重工部件拼裝

三星重工部件拼裝

滬東部件拼裝

滬東部件拼裝(甲板及骨材的拼裝)

滬東的FCB焊接,平面分段流水線的一部分

滬東裝焊車間內的平面分段流水線

三星重工平面分段流水線,採用機器人焊接(不過據龍的船人液氮漁場說三星之所以用機械臂燒是因為當時入了一批便宜貨機械臂,否則買全新的ABB的機械臂,投資極大。那個機械臂還需要人去手動安裝和調整焊絲,可想而知,這批機械臂並不是十分貼切這個車間的生產實際.不過作為一個技術展示,還是比16電極高速氣體保護焊要看起來diao一些)

現代重工平面分段流水線上的焊接機器人

現代重工平面分段流水線T型材吊裝

現代重工的平面分段流水線,注意下邊的滾輪

現代重工的多絲埋弧焊,一般多用於拼板作業。

龍穴造船的T型材裝焊流水線

5分段製造

船體分段(section)指的是由零部件組裝而成的船體局部結構。

船體分段的類型有:(1)平面分段(flat section):平面板列上裝有骨材的單面平面板架,如艙壁分段、艙口圍壁分段、平台甲板分段、平行中體處的舷側分段等;(2)曲面分段(curved surface
section):曲面板列上裝有骨材的單面曲面板架,如單層底分段、甲板分段(指有曲面梁拱的)、舷側分段等;(3)半立體分段:兩層或兩層以上板架所組成的非封閉分段或者是單層板架帶有一列與其成交角的板架所組成的分段。例如,帶艙壁的甲板分段,甲板室分段;(4)立體分段(volume surface section):兩層或兩層以上板架所組成的封閉分段或者由平面或曲面板架所組成非環形立體分段,如雙層底分段、雙層舷側分段、邊水艙分段、首立體分段、尾立體分段等等。(5)總段(block):主船體沿船長方向劃分,其深度和寬度等於劃分處型深和型寬的環形立體分段,例如上建總段等等。

邊艙立體分段

甲板半立體分段(已塗裝完成)

現代重工的曲面半立體分段,下面是支柱式活絡胎架

紐波特紐斯造船廠航母舷側立體分段

上層建築甲板半立體分段正在翻身,遠處的是底部立體分段

滬東裝焊車間內的尾部立體分段

伊麗莎白女王號上層建築總段,注意下面的**部分,是為了防止變形所用的加強

伊麗莎白女王號的總段。注意其所使用的支撐,這也是一大筆費用。如果下面的轉運車也是新採購的話,那建造費用就更要上漲了。

分段劃分的原則是:(1)分段重量和尺寸的選擇。首先分段的總重量(包括分段舾裝重量和臨時加強重量)不超過船廠的起重運輸能力(船台船塢起重能力、裝焊場地起重能力、分段翻身和轉運能力);其次防止分段的尺寸太大導致的結構剛性不足(主要是指平面分段、曲面分段、半立體分段)。(2)生產負荷的均衡性。要使分段容積、形狀等方面近似,以達到的各加工和裝配層次中均衡地分配作業;例如採用島式建造法時,上建分段要與主船體分段長度一致,以便開展舾裝作業。(3)結構強度的合理性。分段的對接縫位置不應設在應力集中區域。分段要有足夠的剛性和穩定的形狀,從而盡量減少臨時支撐和加強,使其不至於因為焊接、火工矯正和翻身吊運產生較大的變形。(4)施工工藝的合理性。要儘可能考慮舾裝和塗裝作業的需要;擴大分段焊接機械化、自動化的範圍,使困難的焊接轉成容易的焊接;分段接縫要布置合理。(5)降低材料消耗。分段劃分時要充分利用鋼材,以鋼板規格作為依據。合理選擇胎架形式,減少臨時支撐和加強布置,減小輔助材料消耗。船體分段劃分的最終成果是分段劃分圖。

胎架是製造船體構件,特別是製造船體曲面分段和曲面立體分段的形狀胎膜的工作台。其作用是支撐分段,保證分段曲面形狀和控制焊接變形。

胎架按適用範圍可分為專用胎架和通用胎架兩大類。專用胎架是專供船舶的某一分段使用的胎架。通用胎架可供不同船舶的不同分段使用。專用胎架包括單板式胎架和桁架式胎架。單板式胎架由整塊胎板組成,剛性好,有利於控制分段變形,但胎板需用整塊鋼板割出,耗材大,一般用于軍艦或技術要求較高的批量生產中。框架式胎架採用分段型線模板和框架結構構成,相比於單板式胎架,剛度較弱,但耗材較少,適用於一般船舶的底部曲線分段,尤其適用於單船和小批量建造。常用的通用胎架是支柱式胎架,可分為固定式和活絡式。固定式支柱胎架一般採用角鋼製作,上端按型線切割。這種胎架用料少,製造方便,但保證線性能力差,常用與甲板、上層建築及剛性強的舷側分段。活絡式支柱胎架由內外兩根不同的套接而成,採用螺紋和銷孔可方便的調節高度。這種胎架可用於各種甲板分段、舷側分段以及曲型較小的分段,使用方便,具有較高的經濟效益。

胎架按用途可分為底部胎架、舷側胎架、甲板胎架等等。

滬東裝焊車間內的支柱式胎架(**圓柱)

三星重工裝焊車間內的活絡支柱胎架

分段建造基本方法:(1)按裝配基面分類:正造法,分段建造時的位置與其在實船上的位置一致。優點為施工條件好、型線宜保證;缺點是胎架複雜、劃線工作量大。常用於底部分段、機艙分段及批量生產。

反造法,分段建造時的位置與其在實船上的位置相反。其優點是胎架簡單,焊接較為容易。缺點是施工條件稍差,型線易產生誤差,常用於雙層底分段、以甲板為基面的分段及單船生產。

側(卧)造法。分段建造時的位置與其在實船上的位置成一定角度或垂直。一般是以艙壁為基面或者以舷側外板為基面。優點是改善施工條件,缺點是胎架數量多。通常用於舷側分段、艙壁分段、球鼻艏分段等。

(2)按構件安裝順序分類:分離法,放射法,插入法,框架法。

現代重工底部分段反造,白色的東西是用完的二氧化碳氣體保護焊的焊絲盤。胎架用的是支柱式胎架。

總段建造。總段是由若干平面分段、曲面分段和立體分段組成的。中部環形總段就是由底部分段、舷側分段、甲板分段及艙壁分段組成。採用總段製造將使船台階段的許多工作轉移到總段進行,在總段內儘可能多的完成舾裝和塗裝,例如設備、管系的安裝工作,從而提高建造效率,大大縮短船台與碼頭的建造周期。總段越大,可以完成的舾裝工作就越多。總段建造對於船廠的建造工藝、建造精度、起重運輸能力、總段建造場地提出了一系列的要求。

國內外大量船廠採用了總段建造的方法。尼米茲、福特、伊麗莎白女王均採用了總段或者大分段建造方法,布希號共有161個分段,最重的為865噸,福特有162個分段,最重的為900噸(紐波特紐斯造船廠有900噸龍門吊)。伊麗莎白女王將船體分為多個總段,最大的超過1000噸。為了完成船塢總裝,Rosyth船廠特意從振華重工購買了1000噸的龍門吊用於艏部總段、甲板分段、舷側分段、「島」式上層建築和飛機升降機的吊放與安裝,其餘的總段(根據模擬動畫)則利用船塢多次起浮合攏。

日韓的大型船廠總段目前也超過了3000噸,基本上採用多次組裝的方法,將小分段組裝為大的分段,最後形成超大型的總段,有時一艘VLCC的超大總段可以為2-3個。例如韓國三星重工巨濟船廠在2001年把10萬噸油輪的分(總)段重量從200-250噸(130個分段),提高到了3000噸(10個總段),船塢周期從96天縮短到37天,此後又進一步發展,總段重量增加到5000-6000噸(3-4個總段)。為了完成類似的總段轉運工作,相關日韓船廠都配備了3000噸以上的浮吊,總段的建造可以由自己完成,也可以由相關分段廠來製作,甚至很多船廠都在中國設立分段廠(成本更低),完成總段建造之後再通過海上拖航到塢旁吊裝。這類型總段也可以方便的與平地造船、浮塢造船(在浮船塢內搭載)結合使用,進一步提高生產效率。

從國內船企來看,大多數骨幹船廠也在使用總段建造,往往使用600-900噸的龍門吊(大連、滬東、江南),不過有一些也開始使用更大的(例如熔盛的1600噸龍門吊,澄西的1600噸浮吊)。也有部分船廠使用超大型總段分體建造最後在船塢內合攏,不過相比日韓先進船廠還是有一定距離。而且國內軍艦的建造以保守為主,估計在第一艘純國產航母上不會見到類似英國的建造方法的,應該與美國的方法類似。

伊麗莎白女王的總段

朱姆沃爾特的總段

6船台(船塢)總裝。船舶總裝主要指的是船體總裝,即在船體結構經過預裝配形成的分段或總段之後在船台(船塢)完成整個船體裝配(也有下水之後再吊裝上建的)的工藝階段。船台(船塢)總裝也可稱之為大合攏、搭載,它對保證船舶建造質量,縮短船舶建造周期有著很大的影響。一般而言,由於軍艦的設備較多,其船台(船塢)周期相比民船會長很多。一個船廠的船台(船塢)數量是有限的,船台(船塢)周期越短,船廠造出的船就越多,因此船台(船塢)周期是表明一個船廠先進性的很重要的指標。一個很明顯的例子就是印度的國產航母藍天衛士號,目前已經兩次下水,而且第二次下水的船舶完整性還是很差,這表明船台(船塢)周期拖期太長了(否則不會給別的船騰地方),說明印度的船舶製造業距離世界先進水平還是有較大差距的。目前日韓的船台船塢)周期較短,相對而言,我國的產品船台周期會較長一些。

船台(船塢)應具有堅實的地基,並設置靠近水域的地方,以便於船舶下水。常見的船台(船塢)類型有:

縱向傾斜船台。縱向傾斜船台是一種船台平面與水平面呈一定角度,傾斜度通常取1/24-1/14.縱向傾斜船台的地基由鋼筋混凝土結構構成,沿船台兩側設置平行的起重機軌道,配備起重能力較大的龍門吊。這種船台的優點是投資小;佔地面積小,利用率高;維護費用低,船舶建造與下水在同一位置,建造場地比較緊湊,一般不需移船,因而不設專門的移船裝置。缺點是裝配、檢驗不便(有斜度);起重高度要求高;勞動條件差;下水對水域寬度有一定要求。縱向傾斜船台通常與縱向塗油、鋼珠滑道結合使用。

滬東的8萬噸縱向傾斜船台(滬東有擁有360米×92米干船塢一座,配備二台700噸龍門吊;12萬噸級和8萬噸級船台各1座,2萬噸級船台2座)

水平船台。水平船台就是船台基面與水平面平行的船台,地基上鋪設供船台小車移動的鋼軌。水平船台可以分為室內和室外兩種。優點是裝配、檢驗方便;下水安全;分(總)段可利用船台小車移位;能並列多個船位,可以雙向使用,能下水也能上排。缺點是投資大;佔地面積大;建造尺度、下水重量的限制較大;維護費用高。水平船台通常與機械化滑道、升船機、浮船塢等下水設施結合使用。

Hp長洲廠區的室內水平船台,可以並列多個船位建造(一般是4個),由於該室內船台的大小被限制,只能建造3萬噸以下的船舶,部分船隻的上層建築只能下水之後再吊裝,起重能力也被限制(配備的是行車而不是龍門吊),基本無法採用總段建造,船台周期相對較長,不過主要的產品是特種船舶,影響會相對小一些。

造船塢。是低於水面、在端部設有閘門、在閘門關閉後能將水排干以從事船舶修造的水工建築物。它具有水平船台的一些優點,船舶也是呈水平狀態建造,而且由於建造船舶的塢底低於地平面,降低了分(總)段的起吊高度,可配置大型龍門吊,下水方式簡單,適合建造大型船舶。但船塢的初步投資大。

國外早期的船塢。國內近代早期的船塢有柯拜船塢(hp的起源,現已不用,已經成為池塘)、旅順大塢(遼南的起源,現在依然在用),沒有找到圖,不過和這個國外的是類似的。

滬東的船塢

紐波特紐斯造船廠的船塢(福特下水的照片)

船台(船塢)上常用的工藝裝備有:高度標杆、腳手架(或者作業台)、墩木、移船設備(水平船台的船台小車和路軌)等等。

船台(塢)建造方法。由於產品對象和船廠的生產條件各不相同,船台建造方式也多種多樣,它們都是根據船舶結構特點和船廠生產條件,按照有利於平衡生產負荷、提高效率、縮短造船周期和改善勞動條件等原則確定的。比如說同樣一條七萬六散貨,一家船廠可能生產條件好,採用總段建造;另一家船廠可能生產條件差一些,採用分段建造。下面簡介一些常用的建造方法。

單船建造

總段建造法。把總段做為船體總裝單元的建造方法。由於總段較大、剛性好,並有較完整的空間,可以減小船台工作量和焊接變形,同時總段的預舾裝程度較高,並可提前進行密性試驗,不過對船廠的起重運輸能力要求較高。首先將船的基準總段(一般為船體中部或靠近中部的總段)運輸到船台(船塢)固定,然後依次吊裝前後的相鄰總段,當兩個總段的對接縫結束後,即可進行該處的舾裝工作。

總段建造示意圖,序號為搭載順序,對於一般貨船該圖少了上層建築。

巴斯鋼鐵公司採用總段建造法建造朱姆沃爾特(圖片來源:《兵器》2014年第一期,圖片說明有錯誤)。注意其總段轉運導軌,國內的分總段轉運基本採用平板車,很少用類似的裝置。

塔式建造法。建造時以中部偏後的某一底部分段為基準分段(對於中機型船舶,也可取機艙分段),由此向前後左右,自下而上依次吊裝分段。在建造過程中所形成的的安裝區始終保持下寬上窄的寶塔形狀,故稱塔式建造法。塔式建造法安裝方法簡便,有利於擴大施工面和縮短船台(船塢)周期。但焊接變形不容易控制,完工後首尾上翹較大(可以通過加放反變形來緩解)。

島式建造法。兩個或兩個以上基準分段同時進行船體總裝的建造方法。就是將船體劃分成2-3個建造區域(簡稱島),每個島選擇一個基準分段,按照塔式建造法的施工方法同時建造,島與島之間用嵌補分段連接起來。劃分成2個建造區域的稱為兩島式建造法,劃分成3個建造區域的稱為三島式建造法。這種建造法能充分利用船台(船塢)面積,擴大施工面,縮短船台周期,而且其建造區長度較塔式建造法短,船體剛性大,焊接總變形比塔式小,但是 嵌補分段的定位作業比較複雜。

水平建造法。在船台上先將船底分段裝焊完畢,再向上逐層裝焊直至形成船體的造船方法。優點是船體分段吊裝時,初期投入物量較多,從而使整個船台建造周期中吊裝負荷比較均勻,有利於機艙區的擴大舾裝。缺點是船台周期較長、焊接變形較大,適於船台散裝件較多的船舶。

兩段建造法。也稱為兩段建造水上合攏法或塢內合攏法。它是將船體分為兩段,在船台或者船塢內分別建成,在水下或塢內(也可以是浮船塢、大型駁船)合攏成整個船體的建造方法。該方法可利用小的船台建造更大的船,當兩段分別作業時,可縮短船台周期,但在水上合攏需要建造龐大的隔水裝置。

批量船建造


簡答一下,現在造船也像流水線一樣,先造分段,再往分段中進大型設備,鉗工安裝,管工先鋪設管路,之後分段合攏,裝配工定位鋪設小型設備機座,鉗工安裝,電工全船放線,所有設備安裝好後做實驗,管工管路泵壓查漏,電工測電流電壓,鉗工試驗設備是否正常,所有試驗完成後試航。


如能對國內造船企業作詳細點評,就更好了


花錢就好了、


又見母校製圖,當年還要花錢去學,我日。


好多都沒寫,eg.舾裝


受教了,謝謝!


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