船舶制造工艺船舶制造工艺第一章 造船工程概论 第一节 船舶建造工艺的任务及内容一、船舶概述 船舶船舶是指能航行或停泊于水域进行运输或作业的大型大型、复杂复杂、综合综合的水上工程建筑物。 船船舶舶的的构构成成船体船体船舶动力装置船舶动力装置船舶舾装船舶舾装上层建筑上层建筑 主船体主船体船舶的其他装置和设备船舶的其他装置和设备 主船体：主船体：指上甲板以下的部分，它是由船壳(船底及船侧)和上甲板围成的具有特定形状的空心体，是保证船舶具有所需浮力 、航海性能和船体强度的关键部分。船体一般用于布置动力装置、装载货物、储存燃油和淡水，以及布置其他各种舱室。 上层建筑：上层建筑：位于上甲板以上，由左、右侧壁，前、后端壁和各层甲板围成，其内部主要用于布置各种用途的舱室，如工作舱室、生活舱室、贮藏舱室、仪器设备舱室等。上层建筑的大小、层楼和型式因船舶用途和尺度而异。 船舶舾装船舶舾装包括舱室内装结构(内壁、天花板、地板等)、家具和生活设施(炊事、卫生等)、涂装和油漆、门窗、梯和栏杆、桅杆、舱口盖等。 船舶动力装置包括船舶动力装置包括： 主机主机：推进装置主机经减速装置、传动轴系以驱动推进器(螺旋桨是主要的型式)；为推进装置的运行服务的辅助机械设备和系统，如燃油泵、滑油泵、冷却水水泵、加热器、过滤器、冷却器等； 辅机：辅机：船舶电站它为船舶的甲板机械、机舱内的辅助机械和船上照明等提供电力 ；其他辅助机械和设备，如锅炉、压气机、船舶各系统的泵、起重机械设备、维修机床等。船舶的其他装置和设备包括船舶的其他装置和设备包括锚设备与系泊设备；舵设备与操舵装置；救生设备；消防设备；船内外通信设备；照明设备；信号设备；导航设备；起货设备；通风、空调和冷藏设备；海水和生活用淡水系统；压载水系统；液体舱的测深系统和透气系统；舱底水疏干系统；船舶电气设备；其他特殊设备(依船舶的特殊需要而定)。二、船舶建造工艺的任务二、船舶建造工艺的任务 1.船舶建造船舶建造：研究钢质船舶焊接船体和上层建筑的制造方法与工艺过程的一门应用学科。 2.船舶建造工艺船舶建造工艺：在综合采用各种先进技术和现代科学管理为前提的指导下的施工过程施工过程，即如何把设计阶段经过试验如何把设计阶段经过试验和计算并按照规范而设计绘制的船舶图样转变成实船和计算并按照规范而设计绘制的船舶图样转变成实船，同时要满足船舶在正常技术指标的控制下确保其使用性能。 3.船舶建造特点船舶建造特点：作业面广、工作量大、工种多、安装复杂、设计和建造周期长。 4.船舶建造工艺的目标：船舶建造工艺的目标： 高质量、高效率、短周期、确保安全地建造船舶。 6.造船工艺的主要任务造船工艺的主要任务:一方面应根据现有技术条件为造船生产制订优良的工艺方案和工艺方法以缩短周期、降低生产成本、提高质量和改善生产条件；另一方面应大力研究开发新工艺、新技术来断提高造船工艺水平，以适应社会经济不断发展的需要。 5.当前造船业面临的两大挑战当前造船业面临的两大挑战 (1)国内外的造船市场会在建造周期、产品质量和价格等方面进行越来越激烈的竞争； (2)为适应水上交通运输和海洋开发日益发展的需要，将出现高技术密集的新型运输船舶和各种新产品，要求造船业能迅速地适应发展需要，及时建造这些新产品。为此，造船业必须全力开发适应发展的现代制造工艺技术和科学管理技术才能在迎接挑战，掌握主动权。三、船舶建造的内容和工艺流程1.船舶建造的内容上世纪七十代前船船舶舶建建造造的的内内容容上世纪七十代后船体和上层建筑建造工艺舾装工艺船体和上层建筑建造工艺舾装工艺涂装工艺大型化环保要求人性化1.1船体与上层建筑建造工艺船体与上层建筑建造工艺 将船用钢材制成壳体和上层建筑的生产过程。 将钢材制成船体构件船体构件，再将它们组装焊接成中间产品中间产品（部件、分段、总段），然后吊运到船台或船坞总装总装成船体和上屋建筑的生产工艺总过程。1.2舾装工艺舾装工艺 将各种船用施备、仪器、装置、设施等安装到船上的全过程，以确保舶舶的正常航行，满足人们在船上的工作、生活、休息等一切活动的需要。 舾装作业系统： 在使用材料上包括钢材铝、铜等许多有色金属及合金、非金属方面包托木材、工程塑料、水泥、陶瓷、橡胶和玻璃及装饰材料等繁多的种类； 涉及的工种有装配工、电工、木工、管工、钳工等数十个工种； 按作业内容可细分为机械舾装、电气舾装、管系舾装、船体与上层建筑舾装、木舾装以及船上救生系统等许多舾装。1.3涂装工艺涂装工艺 在船体及上层建筑钢板围壳内外表面和舾装件上，按照技术要求进行除锈和涂上各种涂料，使金属表面与腐蚀介质隔开达到防腐的目的。 一般包括钢板预处理、分段涂装、总段涂装、船台涂装和码头涂装生产作业过程。准备准备工作工作零件零件加工加工中间中间产品产品加工加工船舶船舶总装总装船舶船舶下水下水造船工艺流程图2.造船工艺流程造船工艺流程2.1准备工作 准备工作主要包括船体放样和样板制作，钢材备料和钢材预处理，专用工装件和工夹模具制作，新材料和新工艺试验等。 船体放样是把设计好的船体型线图按照1：1的比例绘在放样间地板上，或应用数学方法编程在计算机中进行数学放样。 放样工作包括船体型线光顺，理论型值修正，结构件放样，构件展开和样板制作，并为后续工序提供各种放样资料。 根据放样资料提供的数据可制造样板和样箱，同时对胎架型值，各种构件的加工信息和后续工序的连续数据提供全部施工信息。（1）船体放样 钢材表面一般带有氧化皮、铁钻、局部凹凸不平、翘曲或扭曲等缺陷，需要对钢材进行矫平、除锈和涂防护底矫平、除锈和涂防护底漆漆等作业，这些作业统称为钢材预处理。（2）钢材预处理 把按草图样板、样箱等放样资料进行放样展开后的各零件图的图样及其加工、装配符号，画到平直的钢板或型钢上。（3）号料 承建船舶采用的新材料、新工艺和特殊工艺应在加工开始前完成全部试验、技术鉴定和人员技术用训工作。（4）专用工装和工夫模具的制作 舾装自制件制作所需的各种专用工装和工夹模具应提前按要求进行设计制作。（5）新材料和新工艺试验 2.2零件加工零件加工分船体构件加工和自制舾装件加工两大类。(1)船体构件加工 A.边缘加工:边缘加工是指边缘的切割和焊接坡口的加工。号料后的钢材上有各种船体零件图样，需要进行边缘的切割，通过机械剪切（剪、冲、刨、铣）或火焰切割、激光切割、等离子切割等加工工艺方法来完成的。焊接坡口的加工是根据焊接和装焊技术的要求进行的。有些边缘如自由孔和人工孔是用砂轮进行打磨加工。 舾装件加工是指除外购、外协件之外的舾装自制件的加工，这些舾装自制件使用的材料会涉及钢材、有色金间和某些非金属材料，零件类类和加工工艺更是多种多样。所以舾装件的加工是按舾装自制件生产日程计划分别下达给有关加工部门去完成的。（2）自制舾装件加工 B.成型加工:船体构件经过边缘加工后，对一些要求弯曲、折角或折边等空间形状的构件，还要使用弯曲加工方法，把它们弯制或折曲在所要求的空间形状。这种加工过程称为构件成形加工。 成型加工是通过各种机械设备（如压力机、弯板机、折边机等）在常温状态下进行的冷弯成型加工。而比较复杂的少数构件则需在高温下进行热弯成型加工，或采用水火弯制成型加工。 为缩短造船周期、降低成本、提高产品质量和改善为缩短造船周期、降低成本、提高产品质量和改善生产条件等要求出发，利用产品制造原理将船舶产品生产条件等要求出发，利用产品制造原理将船舶产品分解为若干个局部结构（部件、分段、大型分段、总分解为若干个局部结构（部件、分段、大型分段、总段、舾装单元），称为不同制造级的中间产品。再按段、舾装单元），称为不同制造级的中间产品。再按相似性原理和制造级对它们分类成组，再按组分别在相似性原理和制造级对它们分类成组，再按组分别在相应的装焊成组生产线上进行制造，就是所谓的中间相应的装焊成组生产线上进行制造，就是所谓的中间产品分道制造。产品分道制造。 例如，制造一个中间产品甲板曲面分段，就是在曲面分段生产线的胎架上用船体零部件装焊成甲板分区，再吊运至涂装工位按涂装工程制造级进行分段涂装作业，然后运至舾装工位在分段上安装舾装件或舾装单元，并进行剩余的涂装作业，使甲板曲面分段成为满足区域造船法的壳、舾、涂一体化要求的中间产品。2.3中间产品制造 将在各条装焊生产线上制造的中间产品吊运到船台上（或船坞内），按规定的吊装顺序将中间产品组合成整个船体的过程，并按制造级完成船内舾装和船台涂装作业。 船舶总装过程涉及到大量的起重和焊接作业，因为对设备要求较高，该过程是船舶生产中的瓶颈。2.4船舶总装 船舶虽然是水上建筑物,但却是在陆地上的车间、船台（船坞）上建造的、当船舶的大部分工程完成后，必须借助专门设备，采用专门的操作方法，将船舶从陆上移到水中去，这就称为船舶下水。 船舶下水有多种方法，大致可以分为三类： （l）重力式下水：在倾斜船台上利用船舶本身重量的分力克服斜面上的摩擦阻力，使船舶自行下滑到水中去。 （2）机械化下水：利用引曳滑道加小车或是浮船坞、升船机等机械设备将船舶移到水中去。 （3）漂浮式下水；将水引入进船坞内，让船舶自己漂浮起来，然后打开坞门，将船舶拖曳出去。2.5 船舶下水 船舶下水过程是船舶建造中最危险的过程，一旦发生事故整个船就报废了。2.6船舶试验 船舶试验可以分为系泊试验、倾斜试验、船舶试验可以分为系泊试验、倾斜试验、航行试验三种，分为两个阶段进行试验。航行试验三种，分为两个阶段进行试验。 第一阶段是系泊试验和倾斜试验。系泊试验是泊于码头的船舶基本竣工，船厂取得用船单位和验船部门同意后，根据设计图纸和试验规程的要求对船舶的主机、辅机、各种设备系统进行试验，以检查船舶的完整性和可靠性。这是航行试验前的一个准备阶段。倾斜试验是将船舶置于静水力区域进行倾斜试验，以测得完工船舶的重心位置。 第二阶段是海上航行阶段。它是将建造好的船舶通过试航作一次综合性的全面考核，有轻载和满载试航两种。该阶段由船厂、船东和验船机构一起进行。试航应该按照船舶类型、试航规定在海上或江河中进行。试航前，应备足燃料、滑油、水、生活给养以及救生器具，各种试验仪器、仪表和专用测试工具。试航中应测定主机、辅机、各种设备系统、通信导航仪器的各项技术指标并进行各种航行性能的极限状况的试验，以判断其是否满足设计要求。 船舶试验结束后船厂应立即组织实施排除试验中发现的各种缺陷的返修和拆验工作，同时对船舶及船上一切装备按照图纸、说明书和技术文件逐项向船东交接. 当上述工作结束后，即可签署交船验收文件并由验船机构发给合格证书，船东便可安排该船参加营运。2.7交船与验收