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摘要:随着社会经济的不断发展,国家逐渐加大了对于船舶建造的投入,在这个过程中,船舶建造的质量和工作效率是关键问题。在船舶建造中船体变形的问题是船舶质量问题的关键,对整个船舶建设工程会产生重大的影响。因此,设计人员应该加大对船舶建造中船体变形问题的研究,在建设过程中采取有效的措施防止船体变形,在保证船舶质量的同时也能够提高船舶建设的效率。
关键词:船舶建造;船体变形;控制方式
引言:
船舶建造过程中,船体变形是一种非常常见的现象,是船舶结构在焊接过程中整体或局部变形所导致的船体变形。因此,为了提高船舶建造工程的质量,也能提高工作效率,应该采用有效的控制措施来防止船体变形,促进船舶建造业的发展。
一、船舶建造技术发展现状
1、自动化程度上升
在船舶建造业不断发展的过程中,船舶建造技术逐渐呈现出了自动化发展的趋向。随着科学技术在船舶制造业中的广泛应用,推动了船舶制造业信息化的发展,计算机技术等网络技术开始逐渐应用于船舶建造过程中,实现船舶的导航设计、电子控制设计,能够确保船舶的自动化发展,促进船舶行业的网络化发展。要想促进船舶行业的集成化和模块化方向的发展,就应该对船舶与陆地之间的交流,包括航行数据和记录等方面的信息能够及时的沟通和共享,以便于对船舶进行实时的监控和控制。而且自动化程度的上升还可以保证船舶能够监控各个系统,保证船舶在出现故障的时候能够及时的报警,构建船舶的自动化系统。
2、绿色建造发展趋势
随着社会的不断发展,船舶建造业也逐渐向着可持续发展的方向前进,呈现出社会发展趋势。因此,为了实现对生态环境的保护,绿色船舶制造方法开始受到重视,利用可再生资源进行船舶建造,实现对环境的保护。绿色建造理念可以满足在船舶建造过程中出现的大部分问题,实现对资源的循环利用,加强对生态环境的保护。我国在“十一五规划”期间对船舶技术的发展提出了绿色建造理念,并且制定出了相关标准,以达到保护生态环境的目的。绿色规划主要目的是在船舶建造过程中使用可在生资源,并且尽量的简化船舶建造过程和工艺,减少在船舶制造过程中的资源消耗。
二、船舶建造中船体变形的原因
1、船台沉降引起的总体变形
船台沉降是船舶建造过程中没办法避免的问题,再稳固的船舶也会在不同的时间段发生船台沉降现象。船台沉降主要影响的是总体组装阶段,在分组组装完成之后,由于受到地质的影响或船本身受到力的影响而产生细微的变化,这种变化在短期内变化较小,但是船台沉降会使船体的变形量随着时间的增加而增加,同时也会增加船舶的扰度值,从而对船舶后期的轴线拉放产生重大的影响。因为船台沉降是不可避免的问题,因此我们只能从船体本身做出措施来预防,减少船台沉降对船舶造成的影响。所以工作人员可以从定点分段方面入手,在船体上选定理论基点,这个基点并不一定是船舶设计的基点,而是可以在轴线附近随意选定一个基点,然后根据船舶的本身情况,选定纵向斜度,最后根据选定的基点和纵向斜度建立标杆,将基点引到标杆上,之后再对船体建造的过程中,从标杆上寻找基点,以免造成船台沉降的现象,避免船舶建造过程中出现误差。
2、分段建造变形
造成分段建造变形的原因有很多,例如吊装不合理、余量设置不合理等各种因素都会造成分段建造过程中产生变形。吊装不合理,指的是在船舶建造过程中吊环设置的位置不合理,导致吊装受力不均匀,影响到船体的结构,引起船体变形。余量设置不合理,则是因为余量是每个建造人员都需要掌握的技能,余量在建造中的目的主要是抵消材料在装配过程中产生的收缩,余量过大会导致船舶建造资源的浪费至引起船舶规格变高。例如船舶余量加放时,分段纵向单边加放余量用于应对肋板收缩,横向则以每段肋板收缩量加放。而在中组阶段,围挡合拢口加放30毫米的余量,以应对合拢口打坡口的打磨以及收缩后产生的变形问题。而分段合拢时,尤其是舷侧分段合拢时,船体分阶段也需要加放变形量来抵消甲板和舷侧合拢后收缩而导致的船体变形。
三、船舶建造工艺变形控制的方法
1、变形工艺的控制方法
(1)合理选择装配程序
为了有效的控制船舶本身的变形情况,应该加强对船体装配程序的控制。因此需要组装人员严格按照相关标准对船体进行组装,并对预留出适合的伸缩,同时也需要结合船体结构的大小对船只建造技术进行优化,从而保证产品的均匀不变形。以工字梁为例,为了能够很好的控制裂缝的变形,需要在组装过程中控制好伸缩余量,保证整个过程的伸缩变形,保证整体的工程质量。
(2)合理使用对称工艺
在船体施工的过程中,施工人员可以采用对称的方法对船体进行刚性截面的控制,从而能够有效的控制弯曲程度的变形,保证船体的质量。同时在焊缝完成以后,还需要进行对称施工,才能保证整体的工程质量。而要想保证船体的质量,降低变形的概率,焊缝的控制也应该精准的把握,在实际的焊接过程中,如果焊缝大于一米,可以选择交替法或者分段退焊法,如果焊缝长度在半米到一米的范围内,可以选择对称焊接方法,从而保证船体的整体质量。
2、变形的矫正
在船舶建造过程中,工作人员一般会采用相应的措施来应对船体变形,但是施工过程中工艺复杂,有些变形难以避免,因此对于超出设计的变形需要进行矫正。
(1)机械矫正
机械矫正又称为冷加工法,这种方法是借用外力来矫正船体产生的变形,是用外力来对变形产生相反变形的力来使两者相互抵消达到矫正的目的。通常是通过矫正机、锤击和压力机等机械力的多次作用来使变形恢复,由于这种矫形方法容易使金属变的单薄脆弱,因此,适用于结构较小或者变形较小的构件,一般塑性较差或者是脆材料不易采用这种矫正方法。
(2)水火矫正措施
水火矫正措施与机械矫正方法不同,又称为热加工方法,这种矫正方法简单灵活,是利用氧乙炔焰将钢材局部进行加热,然后用水冷却方法,使之获得不可逆的收缩力来压缩塑料变形,达到消除船体变形的目的。水火矫正措施主要分为带形水火矫正法、圆点水火矫正法和楔形水火矫正法等,水火矫正法的变形矫正率取决于材料的塑性,一般塑性变形范围越广,矫正率越高;反之,塑性变形范围小,矫正率就越低,因此,水火矫正法主要用于变形较大的构件,水火矫正法会使船体的钢材受到损害,因此不建议在同一部位多次使用,否则容易影响的船体自身的结构。
3、焊接方法与工序正确计划
船舶制造工业工序复杂,而且工作量大,因此,参与施工人员通常施工工期较紧,为了克服这些问题,船舶企业通常把一个工程分配给数个施工单位来进行施工,这些就导致了因为人员水平不均匀以及施工技术的差异,造成施工工序不正确的现象产生。常见的现象就是将所有的部件组装到位之后再进行焊接,这样就会导致进行焊接的部位没有多余的空间来进行应力变化。因此,在船舶焊接工程中,必须采用正确的焊接方法和施工顺序,确保船体本身变形情况得到遏制。
结束语:
船舶建造过程中出现的船体变形不仅影响船舶的外观和性能,甚至会引起船舶故障,严重时还能威胁到乘坐人员的生命安全。如果在对船舶进行变形预防措施没办法达到预期的时候,应该采用矫正方法来对船舶变形进行矫正,以此来提高船舶的质量。
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