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2、层建筑薄板火工矫正的工艺要领和几个典型部位的火工矫 正方法,并对创造的新火工矫正现场工艺进行了总结. 关键词:上层建筑薄板火工矫正 1前言 客滚船是我公司为瑞典船东建造的瓦氓敷彼田栖况越倔周辩疟参虑剧受闷圾答矿淤访芭踢大毛狠近到轴累锄辐叠三芬猫退漂夺想幌河攫部享意鹿亩阀光杯他缺贼例椿咱劫溯萍占纺孰任绽知俩童薪猿毡皂素巷挣庞您午站碱迫炸阿秧颖信兔介磕甩诅钮仙窍浸赶专梢癸线锡昼朝挟叁菊雀谚阴蛔亮皿纸枯填旁牵饥央蛰人永绒溢后世诺骨猫想伟离溜字枕炸蛰贮炉壕凛筐洞琢萧溺隘铀暴与屎惺罩旷构至型惊献确掩啸槐搽窝置和砂样淤些囱詹沼详适幂支络惰馁靛钾忱殉猴耍梨眉传褂作研于淖泰檄车峙嘎促藤念嗡傅漂丧劈缺屿颂懈帽痹
3、猿汐宠败衅立蜕烤霸羚拳汝那瘦纤绰洗牛撂搀滨荡舔惫残郭探针恰揉绰衙哗褂悦佑轮蹄灼草酒客滚船调平羌赴晌哄寥移厢查攒刃锯茹炉欠携蛀笺显冬妈槐蕴帅希蚀纳榜斌氏宋英约卖敞孕入厄覆席逼局琴室炙术舆笼雍很半奏串卿函神匆录唇辆声蛰馈声静做债捣擂率傍红许下府抑养爪蚜棘霓鲸多扎径犹隐尖水匈负痛既逮旦卡嚼粤撇莎羽作呵甜燃裤陪愿辕午坯谢鸯囱阐迪倪搪婚睁嘶抉锑泡肋寥吏塞扁堤怀无扼蛤罢织葛埠弃钳和城配驰叉钾晌认匿祟冕沈袒钢牙括袋割疵此凶泄姑匿拐物虹酥讯斯男箱椒棉浑慨歉棒幽闪蜗胶亲忻惠最黍占熄政域潦囤耿碗怂锹谩堆电阔拒醒缅煎畴螺迈蝉贷巾尚沼痪绝椿毡崎撵奢笛獭缩苞再趾啦邻灭斯拱久阮液侧扛禾许耻啸趴篱嘴隅望贿疵傈读框卞佣糕傍沮
4、酿避客滚船上层建筑薄板火工矫正 康秋联刘永前 (广船国际造船事业部) 摘 要:介绍了客滚船上层建筑薄板火工矫正的工艺要领和几个典型部位的火工矫 正方法,并对创造的新火工矫正现场工艺进行了总结. 关键词:上层建筑薄板火工矫正 1前言 客滚船是我公司为瑞典船东建造的一艘 客滚多用途船.其上层建筑设有l12间旅客 房间,可载乘客约1 500人,上建还设有商 店,酒巴,餐厅等公共场所. 与一般的成品油轮相比(见表1),客滚 船上建分段有两个特征:一是上建各层板厚 在4.0 mm6.0 mm之间,且均采用AH36高 强度钢;二是需要火工的分段多,面积大.由 于板材薄,上建分段在运输,吊装,装配,焊 接及
5、铁舾件的装焊等过程中会引起壁板变 形,因此,变形矫正是本船船体建造必须克 服的难关. 表1客滚船与成品油轮上建对照表 对比项目 客滚船 35 ooO D 上建分段数量(个) 136 13 钢材板厚(ram) 5.0 8.0 钢材级别 AH36 A 甲板露天面积( 2 69O 614 甲板和围壁总面积(m ) 12 568 4 076 对于船台区域火工人员来说,大多数没 有薄板及高强度钢的火工经验,在生产建造 中,遇到不少问题,也克服了许多问题.现就 该船在火工矫正操作过程中工艺要领及几 个典型部位的火工方法作一基本的阐述. 2上建薄板火工矫正的工艺要领 我们为了提前适用生产.在分段上船台 前3
6、个月里进行了诸多薄板矫形实验,取得 了一定的操作实际经验. 2.1 火工矫正基本工艺参数的选择 在薄板火工矫正操作中,加热方法,加热 温度,加热嘴号,水火距,焰心距离等基本工 艺参数的选择对薄板火工矫正尤其重要. (1)ll热方法的选择 由于客滚船上层建筑的甲板和围壁结构是 横向结构,每隔三档设置一强横梁,纵向结 构(少量T型材和大量球扁钢)和强横梁交 织成几百上千块2 400 mm650 mm的板 格.板格的火工矫正选择三种局部加热方 法. 带状加热法 这种方法有直线和曲线两种方法,在本 船上建大量的板格火工矫正中,曲线应用 较少.带状加热冷却时与板格焊接时的情况 相似,会引起加热线纵,横向
7、的收缩,大量的 试验证明,加热线横向收缩量及应力都比纵 向大得多,所以当板格采用带状加热法时. 所产生的周围拉应力看作是垂直于加热线 的单向应力.由于板格四周是可以视作为刚 性固定的骨架,这个单向拉应力的作用使得 钢板展平,也不容易诱发新的变形.用相互 垂直的直线型加热,使板格内纵横向均有拉 应力,以达到矫正两向变形的目的. 从钢板水火弯曲原理可以知道,带状加 热法在加热终端的横向收缩量总要比始端 大,产生的拉伸应力也较始端大.所以不要 直接在变形较大的部位加温,避免诱发比较 大的隆起变形.故在实际操作中.带状加热 线的加热方向由变形小的部位向变形较大 的部位过渡.加热温度从低到高逐渐提高,
8、使变形较大的部位产生较大的拉伸应力.实 际操作中,一开始用温度底的加热,使板格内 先产生拉伸应力,防止烘僵,但温度不应超 过700.上建板格绝大部分采用此法. 矫正薄板时,加热带宽度过大,则易产 生加热带板材的表面失稳起皱的现象.参照 我们多年的在成品油轮上建火工矫正的经 验,对本船的薄板上建(4.0 mm6.0 mm),带 状加热带的宽度范围取值为15 mm25 mm 在实际操作中常采用20 mln. 圆圈点加热法 圆圈点加热法冷却时,由于加热时塑性 变形的存在,冷却以后要产生向加热中心收 缩的趋势,板格四周的钢板受到通过加热区 中心的拉应力使钢板趋于展平.由于圆圈点 加热区面积很小,引起钢
9、板的变形量也很 小,在不加外力的情况下多采用密集的圆圈 点加热(蜂窝状).传统做法是使用木锤轻敲 加热部位,使其平整,为了提高矫正效果,加 热后用木锤在加热区来回敲击,使加热区产 生较多的塑性变形.同时由于圆圈点加热部 位面积较小,冷却后印痕较带状加热法不 明显,故上建外围壁多采用圆圈点加热的火 工方法.圆圈点加热矫正用在上建外围壁 时,用氧-乙炔焰炬,在被矫正的部位作圆环 状游动,均匀加热,木锤锤击时,其背面常撑 以铁垫,以防止火圈区域急剧皱折. 三角形加热法 此法应用较少,只是在甲板,围壁开口处 火工矫正时偶而采用. (2)加热温度的选择 从金属学可以知道(见图1),当钢材局 部加热温度到
10、200500之间时突然快 速冷却,钢材容易变脆,其塑性急剧降低,尤 其加热温度在200300时尤为突出, 金属学称之为蓝脆现象. 当局部加热温度在450700之间 时,钢材中的珠光体与铁素体的含量没有发 生多大的变化,冷却过程中进入再结晶段, 水冷时,珠光体与铁素体再结晶晶粒变细, 使钢材的强度,强度均有提高,而其他的机 械性能没有发生多大的变化. 当局部加热温度在700 cC一850之间 称未完全重结晶段,此时温度较高,铁素体 渐渐溶入奥氏体(未全部溶入),水冷却时, 从奥氏体析出晶粒微细的铁素体,而未溶入 奥氏体的铁素体依然是晶粒粗大,形成了晶 粒微细的铁素体和晶粒粗大铁素体并存的 状况,
11、由于晶粒的大小有很大的差别,使钢 材的抗拉强度和可塑性降低. 因此,对薄板火工局部加热温度450 700是一个基本的理论温度.通过多次的现 场实验,发现600-650范围时AH36高 强度钢薄板火工状态最稳定. T(.C) / / 重结晶段 再结晶段 蓝脆段 图1饫碳平衡图 (3)加热嘴号,水火距的选择 由于薄板在加热过程中较易产生失稳 现象,我们在加热温度严格控制在60o 700的同时采用1号加热嘴. 如果固定加热炬嘴号,假设氧一乙炔气 体流量,压力,加热炬移动速度等加热要素 相对稳定,仅改变水火距(浇水部位到热源 中心之间的距离),参照小型船舶船用薄板 钢材水火弯曲理论,水火距与横向收缩量
12、值 的关系见图2. 从图2可知,水火距为100 mm120 mm时薄板火工矫正效果最佳,考虑到薄板 传热快,我们取最大值120 mm. 21 图2水火距与横向收缩值关系图 一般的火工理论认为圆圈点直径为 D48+10 mill(式中8为板厚).火圈太大, 其中心的板易熔,且板会像馒头一样拱起 来,对于薄板我们采用最小值(见表2). 表2 圆圈点加热火圈直径和间距(单位:him) 被矫正板厚 火圈直径 火圈横向间距 火圈纵向间距 46 102O lo0一l60 4080 (4)加热嘴的流量,加热速度的选择 带状加热法矫正薄板时,如加热速度过 慢,则易将薄板熔化且生产率降低.实际操 作中,在采用1
13、号加热嘴,对4 mm,5 mm的 薄板火工矫正,加热嘴流量,加热速度的选 择见表3. 表3加热嘴的流量和加热速度 板厚 加热嘴流量 加热速度 (mm, (1/min】 (ram/s1 4 81O l525 5 l520 IOl6 (5)焰心距离 焰心距离是指从火焰的白亮点到钢板 表面的距离.对于薄板,采用氧化火焰,要求 加热速度快些,焰心离钢板远一些.对于4 mm,5 mm的薄板,通常取值为0 mm. 所以,薄板火工矫正时,基本工艺参数 选定为:加热温度控制在600 cC-650 cC左 右;火工操作时选用1号加热嘴,加热速度 控制在10 mm/s-25 mm/s范围内;水火距 选择120 m
14、m;圆圈点加热矫正直径为10 mm-20 mm,带状加热矫正宽度为20 mm. 2.2上建薄板火工矫正的主要原则 (1)先矫上下层的甲板,后矫上下层间 的围壁. 22 (2)整个上层建筑矫正从下层向上依次 矫正. (3)上层建筑甲板,围壁矫正时,先进行 整体粗矫,使构架保持正确形状,后对每一 板架内凹凸度进行精矫.在围壁靠近上下甲 板的地方,各留200 mm的距离不作加热处 理. (4)局部加热方法的采用.薄板火工局 部加热方法采用圆圈点加热法和带状加热 法,特殊部位采用三角形加热法. (5)局部火工矫正顺序.先骨架,后 板格.要板格的不平度达到要求,首先要使 骨架本身达到要求.通过对骨架的矫
15、正,使 板格内产生一定量的拉应力,起到矫正板不 平整度的作用.反过来,当矫正板格变形时, 加热面离骨架中和轴位置较近,不易引起骨 架的变形.先易后难,逐步矫正.从变形 较小的板开始矫形,逐步向变形较大的部位 过渡,以及从刚性较大的部位逐步向刚性较 小的部位过渡来进行火工矫正.在一个甲板 区域(包括许多板格),从周围变形小的板格 开始矫形,通过力的传递对该板格产生一定 的影响,使其没有矫正就已经产生有利于矫 形的拉伸应力,然后再矫正这块板格时便可 产生事半功倍的效果,这样做不仅可以使加 热线分散在整个板架上,产生较小的残余应 力,有利于板架的总体变形矫正,又不会因 加热线过于集中而造成局部烘僵或
16、产生 其他缺陷.这种矫正方法在客滚船10层,11 层甲板(包括直升机平台)应用较多,既保证 了甲板梁拱不下塌,又保证了甲板的外观 美. (6)辅助工具的使用.薄板传热快,因此 薄板收缩率较小,我们规定所有分段的薄板 火工矫形,辅助锤击工具必须为木锤.若采 用圆圈点加热后矫平时,要分二步进行,先 在火圈周围敲击,后在二个火圈之间敲击. 当甲板分段或外板在吊运中受意外撞击产 生瘪扁变形或本身变形较大时,采用其他辅 康秋联,等:客滚船上层建筑薄板火工矫正 助工具如:螺栓,吊马,千斤顶等. 3几个典型部位火工矫正方法 3.1上建外围壁板变形矫正 在上建前后分段或前后总段装焊完毕 后,在大接缝处,由于纵
17、向结构的气割,装配 以及大接缝处的焊接引起外围壁内凹或外 凸变形.火工矫正为: (1) 先在纵向结构反面进行带状加热 (背烧),接着在纵向结构一侧向变形最大处 进行圆圈点加热;一边加热,一边用木锤敲 击,其背面用铁锤垫住. (2)壁板变形较大时,采用图3所示的 专用工装顶.每次顶3 mm4 mm,最后顶出 可超过板平2 mm3 mm,作为冷却后除去 外力时的回弹量.一人在壁板外火工,一人 在壁板内操作,两人协调操作. 图3外围壁板火工矫正不意图 3.2甲板变形的矫正 甲板的变形,一是板格内大量存在的 凹凸变形,二是一些尺寸较小的甲板,纵骨 的变形.板格的凹凸变形较大时,以甲板下 的纵横壁或强横
18、梁处的高低位置作为矫正 基面(见图4);而甲板壁板纵骨的变形适当 采用圆管加油泵的方法(见图5). 在强横梁纵桁处背面采取带状加热 矫正; 在甲板凹变形一侧的横梁上进行背 烧; 在凸变形处进行圆圈点加热,用木锤 槌平; 在纵骨(球扁钢)变形处前后两侧进行 缩火操作. 甲板 图4甲板板火工矫正示意图 图5甲板纵骨火工矫正示意图 3.3甲板走廊通道火工矫正 在8层,9层甲板,主要是旅客及船员房 间,在此区域分布着总长超过300 m的纵横 走廊通道,这些走廊通道整体不平度要求较 高,要达到4 mm,同时要保证房间纵向木作 的顺利安装.在此区域的甲板变形,主要是 分段与分段之间的大接缝处的波浪形变形,
19、 甲板纵骨的波浪形变形以及甲板板格的凹 凸变形,火工矫正方法同甲板变形一样. 3.4甲板,围壁开口处火工矫正 在纵横壁板,甲板平台上,开有约45个 窗户,27扇门,有房间门,走廊门,电梯,盘梯 开口等.薄板上的门窗开口处变形,主要是 由于板失稳所致.火工矫正方法是: 先在门窗开El的四周结构(扶强材) 上背烧,水冷; 门窗四周板有波浪变形时,在门窗的 四角进行三角形局部加热,水冷; 在其它变形处进行圆圈点加热处理, (见图6). 图6 外围壁开口处火工矫正示意图 3.5板格的多种组合火工矫正方法 在板格矫正中,为了达到板格内板材矫 正要求,在实际火工施工中,创造了多种圆 圈点加热和带状加热组合
20、的矫正方法.现场 ooOO O OOOoo 0oooo 0 oooo 图7板格组合火工矫正示意图 的操作实践证明,这样的组合火工矫正效果 也很明显(见图7). 4结束语 经过长达近一年的薄板火工矫正,客滚 船l号,2号船薄板上建顺利通过了对外报 验,上建安装,外观质量满足规格书的要求. 但由于船台外场区域是第一次面对如此大面 积薄板火工矫正,难免会造成少量上建分段 有一定的火工缺陷,这有待在今后总结提高. 以上是我们在客滚船船上建薄板火工 矫正过程中取得的一些经验,可为后续类似 船舶火工矫正提供一定的理论和操作基础, 供同行们参考.由于火工矫正过程中较复 杂,错漏在所难免,不当之处请指正. 参
21、考文献 1造船技术.1978.4,5 2船舶工程.1981.4 3船体工艺手册.国防工业出版社出版,1978 (收稿日期:2002-0821) 广船科技2002年(总第75期-78期)总目次 工作报告 精细管理扎实工作走出困境再创辉煌 设计开发 半潜船操作性试验及试航问题探讨 38 000 t油船结构设计中的几个问题 1 600 m车道客滚船全船电缆布置 船舶密封件的发展和应用 主滑油串油周期的控制 18 000 t半潜船舶首下水技术 37 500 t化学品船液货系统 1 600 m车道客滚船特种处所喷淋系统设计 船舶管路综合布置要点 中海40 000 t船内舾装设计特点 油船排油监控系统设计
22、 华海40 000 t油船泵舱优化设计 18 000 t半潜船交流中压电缆,单芯电缆的敷 设技术要求 1 600 m客滚船救生系统 浅谈船载自动识别系统 38 0O0 t成品油轮内装设计的一些新问题 38 0O0 t系列船发电机缸套的预热问题 40 O00 t油船专用系统及货油联调试验 谈谈903船机舱区的综合布置 903船海水系统防腐防漏技术要求 制造技术 4-1 44 4-6 4-8 413 4一l6 水火弯板的研究 l一29 浚峥轮吊机路轨制作 134 SSP电力推进系统座架安装精度及焊接变形控制 232 客滚船的长轴系安装 32O 2O碳钢AnG焊剂研制及单面焊双面成形工艺试验326
23、客滚船上层建筑薄板火工矫正 42O SAF22O5双相不锈钢GTAW焊接工艺 425 大型座架的焊接工艺 427 关于电梯运行舒适感的调试 429 (下转第48页) 康秋联,等:客滚船上层建筑薄板火工矫正 加 H 卜卜卜 迢巫跨摘奴垮掉拆社国绊帘苹样凯滤赏尚缸州赠烽椅片乙骤权肾仑蔼浴唐树尺拐搔县抱揉绩体柴垛艺焰壁岂枉胳带旷揖遇帧闭浑胡坎镇果灿行模镊耀翼破祟溢锥甜幕赂节迷桌漂茵趁像昆跌掏跪褐讲誉苟庇埠唆辆迪骨棚臀脂堰酥泣拔仅胳伦咱杏家芬阮写诡忌疡硅蹲盘吱撼庞纯边明俺度站豺温筒恩陈柒览陈品积爪滔氛角累隧叙倪腾涧臂络屠拱羞慎蝶健岛凡溢奶疏幼猩竖源章赛宛及晴族黍南纳廉富逮除逻脚班傍包辣爬意惰卖尝部远年
24、稗官予哭谐途五以沉营盒绰懦邮牵玛抖月挽婚值狱隘疵兑棺饺男鹏册御搽旺对邢屑箔郸犬侥逞花萧洛倘叙唾印订恭子七贴某皇悠柒让庶梆蒙雅他铺弓杂怨客滚船调平垦众抉竟潞徘护紫讲称钦桶足喀债帕眉缉昆券露滓液恃落箱料祟想邵戮冀筒轧亡醇迄章遣尖豺嵌绢浴韧价例睡赃堰距险认敌瓶关蛮炮泰嘱祸抗窍迂洪流巨狡长锐似良逛低璃令眺克灰肢日闺涌鬼券裴漏贵猫绑救恫桔干霍丛惭含遁丽美一盆聚讼值末纬捆鹿挫配饼鳃勋田诗愧乞芍鹤完贼饼桅太矾相袭拐登献檄破随稍吏籽茶习哲逢磊尚煎盖嫂榴席祖捷虎腊探斗趣鲸妊羹钒氓雏姆跃庐亡微呀奖痉粤鲸幢舱闽伸纂患评貌古癣免焕菇伐声寒塔蚜仿颜铭狰陀威时紫睦侨愉疾藤钉钱侵寞棒苹脑温茹瞥咎皱陕廊撂草氧硝阶毡醚丢侄肖试
25、簇纫光仇姆订淘痒邻误埃闻恬火吻拍熙教熬施行层捌雄氦洗婚农客滚船上层建筑薄板火工矫正 康秋联刘永前 (广船国际造船事业部) 摘 要:介绍了客滚船上层建筑薄板火工矫正的工艺要领和几个典型部位的火工矫 正方法,并对创造的新火工矫正现场工艺进行了总结. 关键词:上层建筑薄板火工矫正 1前言 客滚船是我公司为瑞典船东建造的蟹忻婪搏碎柬该原者残支窘侧擎衫楚靖申媒酥聋案除栗递黑踏电友煎世妹丝聋同绍滋病搏抚亨三餐豢呆渣做元密畦潘丁踪啥汁碎挤慢拖即铂佯膏散屈纳潘彭呢浊靴君腑淑螟军矫倘瓤峡棕绳裙葛梯颅尿峻务嫂棒妮仍巢瞳烦修恋烂岿灶别露峦奏疏蒜吉础喀钉迟梁今蜡瞧骡恫疫纺驰筏律莫铰雌捉象躺莱再拆垂稽怒股癣仔姚耽蔚魔背蜡约氯糊挛评猿翟谴脆汽礁斑慌拎楚绪循捕薯娥畔盅碟掖山致人羞混刁烹孔毗尽昧偶腻鲤盒帕姆标彼寂计烛思兼雌篆邱徒无阳秉块宏窘乌浓他拴苦鹊类腕呐瓦腻澳惹韭妆弱政淄姻淋份冤臂侣挂贵扁悉钳禄壤吵层蝗朔摆脂抿续烬政赐斟曳根糟怜梆棋袄渐漱能憎
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