船舶建造理论与工艺考点全

第一章绪论造船的定义：造船是为客户（私人、公司、政府等）生产产品（船舶、近海结构、浮动设施等）的一门工业。船舶建造过程分6个特定阶段：船东要求（设计任务书的确定）—初步设计（初步概念设计）—合同设计—竞标、报价投标、签合同—详细设计、生产设计—实际建造现代造船设计包括初步设计，详细设计和生产设计。传统造船设计包括方案设计，技术设计，施工设计和完工设计。施工设计和生产设计的区别：现代造船设计—生产设计—告诉生产者怎样造船传统造船设计—施工设计—告诉生产者建造怎样的船（若问施工设计和生产设计的区别，答上面一段；若问现代造船与传统造船设计的区别，答上面两段）船舶实际建造分四个阶段：零部件生产、组合件生产、分段生产、船体大合拢造船企业的目标：通过造船获取利润船舶的定义：船舶是在水中漂浮的复杂建筑物船级社英文缩写：中国—CCS、美国—ABS、俄罗斯—RS、英国—LR、德国—GL、日本—NK、挪威—DNV、意大利—RINA、法国—BV第二章现代造船模式现代造船模式：以统筹优化理论为指导，应用成组技术原理，以中间产品为向导，按区域组织生产，壳舾涂作业在空间上分道，时间上有序，实现设计，生产，管理一体化，均衡，连续的总装造船。技术基础是成组技术等先进的工程技术和科学的管理模式。目标是贯彻以“中间产品”为向导的建造策略，实现造船效率，质量，和安全水平的不断提高。成组技术的定义：广义定义是研究事物间相似性并将其合理应用的技术，为了使更多品种小批量生产达到批量生产的效益，将生产过程重新合理布置安排的技术。成组技术的原理：中间产品导向型的作业分解原理，简称产品制造原理，该原理是把最终产品按其形成的制造级，以中间产品的形式对其进行作业任务分解和组合相似原理：相似原理是对产品作业任务分解成门类繁多的中间产品，按作业的相似特性，遵循一定准则进行分类成组，以便用相同的施工处理方法扩大中间产品的成组批量。成组技术在造船中的应用特点：1小到中等批量2相似加工过程3材料、几何形状和尺寸有所不同4在调配好的设备按属性编组的小型组合区域内加工5配备特定的工具6按组定进度现代造船模式的内涵：1应用成组技术的制造原理和相似性原理，以及系统工程的统筹优化理论，是形成现代造船模式的理论基础。2应用成组技术的制造原理，建立以中间产品为导向的生产作业系统，是现代化造船模式的主要标志。3中间产品导向型的生产作业体系的基本特征是以中间产品的生产任务包形式体现的。4应用成组技术的制造原理进行产品，作业任务分解，必须通过生产设计加以规划。其中按区域分类成组，建立区域造船的生产组织形式。5应用统筹优化理论是协调基于成组技术理论建立起来的现代造船生产作业体系相互关系的准则。6现代造船模式是通过科学管理以实现作业的空间分道，时间有序，逐级制造，均衡连续的总装造船。现代造船模式的基本要素：中间产品是最终产品，舾装单元和舾装模块是典型中间产品；船体分道建造，壳舾涂一体化作业。造船作业任务分解：系统导向型任务分解法：对船舶按功能系统分解任务的一种分类方法。产品导向型任务分解法：将最终产品分解为若干中间产品的分类方法称为中间产品导向型任务分解法。造船作业任务分类方法：按生产作业类型分类；按产品特征分类；按生产资源分类。任务包的分类：按过程和资源分类；按产品表象分类；按作业分类；按阶段分类第三章壳舾涂一体化方法壳舾涂一体化方法的组成：船体分段建造法（HBCM）区域建造法（ZOFM）区域涂装法（ZPTM）族类制造（PPFM）：分类系统壳舾涂一体化的目的：使整个船舶建造系统提高生产率区域建造法包括：船体分段建造法、区域舾装法、区域涂装法。具体地说就是以船体为基础，舾装为中心，涂装为重点的设计制作思想。船体分段的类型：（识图题，有图有真相……）1平面分段：平直板列上装有骨材的单面平面板架（舱壁分段、平台甲板分段等）2曲面分段：曲面板列上装有骨材的单面平面板架（单底分段、甲板分段、舷侧分段）3半立体分段：两层或两层以上板架所组成的非封闭分段或者是单层板架带有一列与其成交角的板架所构成的分段（带舱壁的甲板分段、甲板室分段）4立体分段：两层或两层以上的板架所组成的封闭分段或者由平面或曲面板架所组成的非环形主体分段（双层底分段、水舱分段、首（尾）立体分段）5总段：主船体沿船长方向划分，其深度和宽度等划分处型深和型宽的环形主体分段（首、尾尖舱总段、上层建筑总段）船体分段建造基本方法1.按装配基面分类：（三四个空，自行判断）正造法：分段建造的位置与实船上的位置一致反造法：分段建造时的位置与其在实船上的位置相反侧（卧）造法：分段建造时的位置与其在实船上的位置成一定的角度或垂直。建造方法优点缺点适用范围正造法施工条件好型线易保证胎架复杂划线工作量大单底分段机舱分段批量生产反造法胎架简单可减少一次翻身施工条件稍差型线易产生错误双体分段与以甲板为基面的分段单船生产侧（卧）造法改善施工条件胎架数量多舷侧分段舱壁分段2.按构件安装顺序分类：（记住四种方法即可掌握概念及特点）分离法：在分段装配基准面的板材上，先安装布置较宽的纵向构件并进行焊接，再安装交叉构件并进行焊接。特点：是一种装配与焊接交替进行的装焊方法，有利于扩大自动焊的范围，但装焊工作分离，使装配工作不连续，适合于结构刚性大、钢板厚、以纵骨架式为主的大、中型船舶的分段制造。放射法：在分段装配基准面的板材上，按照从中央向四周的放射状方向，依次交替的装配纵横构件和焊接。特点：这种方法引起的分段变形小，适用于曲率变化大，钢板稍薄的分段制造。插入法：在分段装配基准面的板材上，先安装间断的纵向构件，再安装插入的横向构件，最后将连接的纵向桁材插入构件中，然后再进行焊接。特点：可使构件吊装的时间集中，不需吊车随时配合，但插入难度大，适合于钢板较厚且制造场地起重设备负荷较大的中型船舶的分段制造框架法：先将所有纵横构件组装成箱形框架并焊好，再与列板组装在一起形成分段。特点：可变立焊为俯焊，便于框架焊接采用机械化，工作面得以扩展，有利于缩短分段制造周期、焊接变形，适用于大型平直分段制造。3.船体分段装焊工艺基本内容：（顺序不要错）选择分段装配基准面和装备工艺决定合理的装焊顺序决定合理的焊接程序提出施工技术要求。典型船体分段装焊工艺实例双层底分段装焊工艺1、分段特点（1）立体分段（2）外底→曲面→内底→平面（3）横骨架式2、装配基准面（1）外底（2）内底3、制造方法选择4工艺准备选择（1）正造→胎架（2）反造→平台5装焊顺序选择（1）放射法装配（正造反造）（2）分离法装配（正造反造）（3）插入法装配（正造反造）船体分段的划分原则：1、考虑作业的相似性可分成一组最小数目的任务包2、分段要有稳定的形状应尽量减少临时支撑和加强以达到最短作业时间3、考虑舾装和涂装作业的需要分段的大小要有良好的可达性4、要使分段容积形状重量等方面相似以达到分段组装之前的各加工和装配层次中均衡地分配作业5、要使困难的焊接转成容易的焊接船体划分需要重点考虑的因素：1、船体架构特点与强度2、工艺和施工条件3、生产计划和劳动量4、考虑船厂起重运输能力船舶舾装定义：船舶结构之外的船舶所有设备、装置和设施的安装工作，也可定义为对船体进行系统处理和安装的生产活动。托盘管理托盘：与一个区域/作业类型/阶段相对应的舾装作业任务包叫托盘。舾装规划：按施工次序排列的托盘叫做舾装规划，采用以往建造船舶的托盘既实用又可靠。托盘管理：是以托盘为单位来组织生产，进行物资配套和工程进度安排的一种科学管理方法，它包括托盘划分、托盘集配和托盘分发三项工作。舾装作业划分的目标：（舾装、涂装、分段作业划分三考一）1.在最有效的加工层次上，将作业均衡的分配到按产品表象编组的任务包。2.均匀且协调的作业通过调配工人流程调整来保持。3.将作业从封闭、狭窄、高处或不安全的位置转移到敞开、宽敞且低的位置。4.规划许多个任务包的同时开工，从而减少总的装配持续时间。5.要使困难的焊接转成容易的焊接。相应加工层次的作业内容：舾装件采办、单元舾装、分段舾装、船上舾装区域涂装法定义：为了防止钢材的腐蚀，延长船舶使用寿命，必须对钢材、船体、舾装钢结构、管系和箱柜等进行除锈、涂漆处理，这种处理工程称为船舶涂装。船舶涂装除了可以防腐蚀外，还有外表面装饰和防污作业。内容：根据壳舾涂一体化的现代化造船模式，船舶涂装作业方式应与分段建造法和区域舾装法相协调，所以船舶涂装作业有钢材预处理、分段涂装、船上涂装和完工涂装等制造级。应用区域涂装法需要的先决条件：1连续两次涂层之间的涂装时间间隔必须小于前一个涂层的允许暴露时间2板材和型材的车间底漆不应妨碍切割和焊接区域涂装法的主要规划目标：1将作业位置从仰面转移到俯身或至少垂直位置，从高处移到低处，以及从封闭位置移到容易到达的位置2提供安全的环境，而不用妨碍工人的特殊装置3防止作业过程中的锈蚀和有关的返工4使表面处理和涂装所需要的脚手架最小5为了避免在最后阶段可能妨碍交船计划的大量作业，在整个建造工程中尽量均衡分配作业量钢材除锈质量等级：出白级、接近出白级、工业级、清扫级（对应0级、1级、2级、3级，掌握一下规定）喷丸除锈法：利用风管中高速流动的压缩空气的压力使铁丸击中金属表面的锈斑等而实现除锈。钢材除锈质量的指标为钢材的表面清洁度和表面粗糙度。表面清洁度是衡量除氧化皮、锈斑和其他污物的程度，是表面清理的主要指标。表面粗糙度是在表面清理是因磨料的撞击，使钢材表面获得的粗糙度，它有利于底漆对钢材的附着作用。第四章船体材料：金属材料（船用钢材、铝合金、钛合金、不锈钢）和非金属材料（木材、水泥、玻璃钢）钢材的性能：强度的延展性断裂韧性疲劳强度抗腐蚀性钢材的类型：低碳钢、软钢、普通强度钢、高强度钢。选用钢材时重要考虑因素：性能，即建造中使用的便利性和资源的充足性及价格军船和民船用材之不同：民船：低碳钢、软钢、普通强度钢——价格低易于购买，易焊接和加工军船：高强度钢——因为设计上的限制，特别是在不降低强度下的情况下需要控制重量大多数结构制造涉及到钢的焊接、切割和成型焊接方法分类（按焊接过程特点）：熔焊：定义：用一个热源来熔化接缝的两边，使他们与焊料金属融合在一起形成焊缝的焊接方法，熔焊是船厂焊接中最重要的一种方法。熔焊产生了三个冶金区：熔化区、热影响区和母材区。只要设计好焊口的型式，选好焊料，那么热影响区应是各方面性能最差的区域。压焊钎焊埋弧焊原理：利用专门的机械设备自动完成引燃电弧，送进焊丝以及移动电弧等焊接的动作，并使电弧在较厚焊剂下燃烧的融化焊。焊接过程：自动送丝引弧、自动下料、焊机匀速运动、电弧在焊机下燃烧优点：焊接生产率高、焊缝质量好、焊接成本率低、焊接变形小、劳动条件好缺点：难以在空间位置施焊、难以用于焊铝、钛等易氧化的金属以及合金，对焊接装配质量要求高，不适合焊接薄板和短焊接。适用范围：低碳钢及合金结构钢中厚板水平长焊缝的焊接焊接参数：焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径、伸出长度工艺准备：板厚小于14mm时，可小于开坡口；板厚14—22mm时，应开Y型坡口；板厚为22—50mm时，可开双Y型或U型坡口；Y型或双Y型坡口的角度为50°—60°。工艺设计的主要内容：（与其他焊接相似）（1）焊接工艺准备的选用（2）焊接坡口的设计（3）焊接材料的选定（4）焊接工艺参数的制定（5）焊接组装工艺编制（6）操作技术参数及焊接过程控制技术参数（7）焊接缺陷的检查方法及修补技术的规定(8)焊接预处理与焊后热处理技术的制定C02气体保护焊原理：C02焊接使用C02作为保护气体，在依靠焊丝与焊件之间产生的电弧来熔化金属的一种电弧焊接法。优点：焊接成本低、生产率高、抗锈能力强、焊接变形小、操作性能好、适用范围广。缺点：金属飞溅较多，焊接表面成形差；很难用交流电焊接，焊接辅助设备较多；不能在有风的位置焊接，否则易出现气孔；不能焊接易氧化的金属材料。应用：可焊接低碳钢、低合金钢、耐热钢、不锈钢、耐磨零件的堆焊、铸钢件的补焊以及异种金属材料的焊接。短焊缝、曲线焊缝和空间位置的焊接，也适用于薄板的点焊和定位焊，长直缝和短缝也适用。工艺参数：焊丝直径、焊接电流