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船 體 建 造 工 藝 培 訓(xùn)
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一. 目的 )
9 v- _. E5 }/ c. o( ?# k" v1. 進(jìn)行材料選用與采購的相關(guān)培訓(xùn),,是為了正確選用,、采購與使用船用材料,,并進(jìn)行合理的材料代用(這是船舶建造過程中無法回避的問題),。: T7 N2 y k1 V$ t
二. 船體結(jié)構(gòu)的組成
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1. 通俗的講,,現(xiàn)在船舶的船體結(jié)構(gòu)是由鋼板,、型材與焊縫組成。
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1 Q$ W5 } _/ e$ o2. 船體結(jié)構(gòu)的板材和骨架所使用的鋼板和型材的規(guī)格與等級(jí)由退審圖紙決定,。
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3. 船體結(jié)構(gòu)板材與骨架之間的填角焊焊縫尺寸由退審的焊接規(guī)格表決定,。4 T; L$ J5 s6 `7 i' X+ z+ ?
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4. 船體結(jié)構(gòu)對(duì)接焊和填角焊所使用的焊接材料和焊接工藝由認(rèn)可的焊接工藝規(guī)程決定。
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" M% a0 P3 Y+ d三. 符合船級(jí)社規(guī)范要求的新建船舶定義:
& u9 r3 k! I( p7 [( ]" B1. 依據(jù)船級(jí)社退審圖紙,,所采購鋼板,、型材與焊接材料持船級(jí)社證,采用船級(jí)社認(rèn)可的焊接工藝與焊工,,按照船級(jí)社要求與管理程序,,在船級(jí)社驗(yàn)船師監(jiān)控下建造的船舶,,就被認(rèn)為是符合船級(jí)社規(guī)范要求的新船,。
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" U% R& N% {+ I4 O* B四. 鋼材的基本知識(shí):
6 C, w3 ]" L! j5 W1. 鋼是鐵-碳合金的總稱,又叫碳鋼。. G0 p% f7 h7 {$ L0 Z& C9 r d4 ^
* G7 {$ }" ?/ q: s. [; H2. 鋼材的分類, E/ f6 X' |# t5 n4 N
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. H% G" W" `* i- m" D( s3. 鋼材根據(jù)冶煉和軋制的不同分為:鑄鋼,,鍛鋼,,熱軋、冷軋和各種交貨狀態(tài)的板材和型材,,還有含碳量很高的生鐵(各種鑄鐵),。
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r. B0 G0 j0 y v5 O. t1 F4.船級(jí)社材料規(guī)范根據(jù)鋼材用途分為:船用鋼材和其它機(jī)械用鋼材。: T" q- M0 g0 D
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5. 常見的機(jī)械類用鋼Q235,,其強(qiáng)度等級(jí)與一般強(qiáng)度船用鋼相當(dāng),,因其硫、磷等雜質(zhì)含量大大超過船用碳素鋼,,其冷和熱加工性能,、可焊接性和低溫沖擊韌性遠(yuǎn)不如船用碳素鋼,且不耐海水腐蝕,,未經(jīng)相關(guān)規(guī)范要求的理化試驗(yàn),,不能替代船用碳素鋼作船體結(jié)構(gòu)鋼用。
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6. 船級(jí)社材料規(guī)范將船用鋼材分為兩大類:船體結(jié)構(gòu)用鋼和非船體結(jié)構(gòu)用鋼,。
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? 船體結(jié)構(gòu)鋼,,一般指在常溫下有較好的可焊性,無須焊前預(yù)熱(100~120℃)和焊后保溫(250~300℃)的一般強(qiáng)度船用優(yōu)質(zhì)碳素鋼和船用低合金高強(qiáng)度鋼,。. v1 @ O8 G$ u
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7.非船體結(jié)構(gòu)用鋼,,一般指軸、銷等沒有焊接要求的其他用鋼,,非船體結(jié)構(gòu)用鋼如須進(jìn)行焊接,,一般必須進(jìn)行焊前預(yù)熱(100~120℃)、層間溫度控制和焊后保溫(250~300℃),,否則可能產(chǎn)生冷裂紋,,使工件報(bào)廢。 ~$ j4 [8 N) `+ h5 L$ f
+ z0 @4 N: [& {# K; J8. 采購人員在購買鋼材時(shí),,其鋼材種類必須遵照定貨明細(xì)表,,材料代用必須得到技術(shù)主管認(rèn)可,技術(shù)主管須填寫相關(guān)記錄,,并報(bào)驗(yàn)船師備查,。
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3. 一般強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)鋼及其等級(jí)6 g4 p+ ]# s+ {' |. \$ n
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1. 一般強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)鋼就是船廠常用的船用優(yōu)質(zhì)碳素鋼(бs = 24kg/cm2或бs = 235N/mm2),俗稱軟鋼,,船級(jí)社材料規(guī)范根據(jù)鋼材的低溫沖擊韌性溫度分為A級(jí)鋼,、B級(jí)鋼、D級(jí)鋼和E級(jí)鋼,,其分別對(duì)應(yīng)的沖擊韌性溫度為20℃,、0℃,、-20℃、-40℃,。鋼材的以上低溫沖擊韌性等級(jí)是由退審圖紙確定,,是根據(jù)船舶的種類和大小、所處船體結(jié)構(gòu)受力位置,、所選用的船體結(jié)構(gòu)板厚,,依據(jù)規(guī)范條款而定,施工圖紙必須依據(jù)退審圖紙和退審意見,,注明鋼材等級(jí),。
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0 W* m1 P1 z# M3 t: N4. 船用低合金高強(qiáng)度鋼及其等級(jí)
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8 u! X# N( H9 w1 W3 f常用的船用低合金高強(qiáng)度鋼,有兩種強(qiáng)度等級(jí):較高強(qiáng)度和高強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)用鋼,。# A. E/ ~; G s+ ?
* H F/ u, ^* r7 s1.較高強(qiáng)度船用鋼(бs = 32kg/cm2或бs = 315N/mm2),,船級(jí)社材料規(guī)范根據(jù)鋼材的低溫沖擊韌性溫度分為AH32級(jí)鋼、DH32級(jí)鋼和EH32級(jí)鋼,,其分別對(duì)應(yīng)的沖擊韌性溫度為0℃,、-20℃、-40℃,。
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% U6 ^& u, U9 i6 a4 m) t2.高強(qiáng)度船用鋼(бs = 36kg/cm2或бs = 355N/mm2),,船級(jí)社材料規(guī)范根據(jù)鋼材的低溫沖擊韌性溫度分為AH36級(jí)鋼、DH36級(jí)鋼和EH36級(jí)鋼,,其分別對(duì)應(yīng)的沖擊韌性溫度為0℃,、-20℃、-40℃,。
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* K9 h+ w# t* M5. 鋼材按軋制的形狀分類:板材,、型材、管材
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$ k" g) `) u7 e, v$ l- s( u1. 船體結(jié)構(gòu)用板材的選用和采購:上述各種強(qiáng)度,、低溫沖擊韌性等級(jí)的船體結(jié)構(gòu)用板材,,國(guó)內(nèi)各主要煉鋼廠均可以軋制船板,市場(chǎng)采購時(shí)常見厚度8mm以上的偶數(shù)船板和厚度8mm以下的各種厚度船板,,定貨或采購比較方便,。
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3 `1 l0 f( V0 o0 e+ b- L6 F2. 船體結(jié)構(gòu)用型材的選用和采購:船用球扁鋼的選用,國(guó)內(nèi)只有較大的煉鋼廠可以軋制,,一般只生產(chǎn)“一般強(qiáng)度”船用球扁鋼,,由于扁鋼部分厚度不是很厚,規(guī)范沒有要求采用A級(jí)鋼以上的船用球扁鋼,,通過定貨或市場(chǎng)采購可以獲得各種型號(hào)的“船級(jí)社-A級(jí)”船用球扁鋼,,但AH32或AH36及其以上級(jí)別的船用球扁鋼基本不生產(chǎn),無法獲得,,在設(shè)計(jì)時(shí)一般采用與相連板材相同厚度與材料作骨材,,船廠的技術(shù)主管在進(jìn)行船廠審圖時(shí)要注意,。船用不等邊角鋼的選用,國(guó)內(nèi)煉鋼廠均有能力生產(chǎn)船用不等邊角鋼,,但軋制規(guī)格有限,,市場(chǎng)很難購齊,,在設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)格不要超過3種,,主船體建議選用船用球扁鋼,規(guī)范對(duì)上層建筑扶強(qiáng)材規(guī)格的要求偏小,,設(shè)計(jì)選用時(shí)應(yīng)適當(dāng)放大,,有利于上層建筑的剛度和水火矯正工作,建議最小的規(guī)格采用L100X63X6,。: _0 ~, d2 c. K. T
3. 管材的選用,,在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)上很難買到“船級(jí)社-A級(jí)”鋼管,一般采用#20鋼替代,,送審設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)在管子材料標(biāo)題欄上標(biāo)注為#20鋼,,請(qǐng)審圖中心認(rèn)可,減少以后采購和替代的麻煩,。
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* B$ U r/ m' s! l+ [& |五. 鋼材的選用和替代用原則:設(shè)計(jì),、采購、生產(chǎn)計(jì)劃,、施工及檢驗(yàn)等人員必須明白,。
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C6 W& [' ^$ W- W* {# _: r1. 鋼材等級(jí);0 H' m* e* Q' i3 H f! R- U) \
* w Z1 ~: _. {1.1 鋼材的強(qiáng)度等級(jí)原則:所選用的鋼材強(qiáng)度等級(jí)必須滿足規(guī)范和審批圖紙的要求,,如高強(qiáng)度鋼可以替代一般強(qiáng)度鋼,,相反則不允許。: x, j" m: P( k! ?( h
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1. 鋼材的低溫沖擊韌性原則:所選用鋼材的低溫沖擊韌性必須滿足規(guī)范和審批圖紙的要求,,低溫沖擊韌性溫度較低的鋼材可以替代沖擊韌性溫度較高的鋼材,,如B級(jí)鋼可以替代A級(jí),相反則不允許,。1 A [9 p1 s3 H$ j) g+ R8 ?
5 U) `$ u! |( O2 @: L! Z7 k2. 鋼材外形尺寸,;
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2.1 板材的厚度原則:所選用板材的厚度必須滿足規(guī)范和審批圖紙的要求,在強(qiáng)度,、沖擊韌性相同的條件時(shí),,厚板可以替代薄板,相反則不允許,。
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2.2 型材的剖面模數(shù)與慣性距原則:所選用型材的剖面模數(shù)與慣性距必須滿足規(guī)范和審批圖紙的要求,,剖面模數(shù)與慣性距大的型材可以替代小的,相反則不允許,。# e9 ~' F5 J7 e
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3. 材料的其它替代習(xí)慣:& F9 k% z! o1 R8 d0 R
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3.1 原則上造船必須選用船用鋼材,,Q235鋼是不允許替代船體結(jié)構(gòu)用鋼材,,由于軋鋼廠沒有使用船用鋼材生產(chǎn)一些型鋼的品種,定貨及市場(chǎng)無法獲得,,可以選用#20鋼替代,,如工字鋼、槽鋼,、元鋼及鋼管等,,凡選用#20鋼替代一般強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)用鋼時(shí),因?yàn)闄C(jī)械用鋼的低溫沖擊韌性溫度低于船體結(jié)構(gòu)用鋼,,必須(至少)進(jìn)行低溫沖擊韌性試驗(yàn),,以證實(shí)該批#20鋼的低溫沖擊韌性滿足規(guī)范和審批圖紙的要求。% ^2 B) b5 L( E5 e: F! L
" c6 _& V) l6 z六. 焊接方法及其焊接材料的基本知識(shí):' T7 ?' g: V: R3 d- O
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1. 常用焊接方法的分類:手工電弧焊,、埋�,。ㄗ詣�(dòng))焊、熔化極氣體保護(hù)焊(CO2氣體保護(hù)焊屬于此類),、鎢極氣體保護(hù)焊(鎢極電弧氬氣保護(hù)焊屬于此類),。
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' ~+ U9 r! I% f5 P0 ~ I* A2. 焊接材料的級(jí)別:焊接材料按焊縫金屬的強(qiáng)度等級(jí)和低溫沖擊韌性級(jí)別分為:1級(jí)、2級(jí),、3級(jí),、4級(jí)、2Y級(jí),、3Y級(jí),、4Y級(jí)等級(jí)別。
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+ e( g' {& n" I% H+ p- @. F2.1 焊縫金屬的強(qiáng)度等級(jí)為一般強(qiáng)度時(shí),,其抗拉強(qiáng)度為бb = 425N/mm2(бs = 235N/mm2),,焊條等級(jí)分為1級(jí)、2級(jí),、3級(jí),、4級(jí),其分別對(duì)應(yīng)的焊縫金屬?zèng)_擊韌性溫度為20℃,、0℃,、-20℃、-40℃,;' m8 x. ?! `# [5 e' Q% T
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2.2 焊縫金屬的強(qiáng)度等級(jí)為高強(qiáng)度時(shí),,其抗拉強(qiáng)度為бb = 495N/mm2(бs = 355N/mm2),焊條等級(jí)分為2Y級(jí),、3Y級(jí),、4Y級(jí),其分別對(duì)應(yīng)的焊縫金屬?zèng)_擊韌性溫度為0℃,、-20℃,、-40℃,;
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z* k1 R- U) `+ h, ]! F" Y3. 手工電弧焊的焊條:常見的牌號(hào)(型號(hào))有J422(E4303)、J427(E4315),、J507(E5015)6 m) R2 ^8 @# M- C: Y! @
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3.1 J422(E4303)其藥皮為汰鈣型,,俗稱酸性焊條:其工藝性能好,對(duì)水,、銹,、油敏感性小,不易出氣孔,,對(duì)焊接環(huán)境的要求最小,。
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J427(E4315)和J507(E5015) 它們的區(qū)別是強(qiáng)度等級(jí)不同,,其藥皮均為低氫鈉型,,俗稱堿性焊條:焊縫的淬硬組織少,其延展性和韌性高,,擴(kuò)散氫含量低,,抗裂性能強(qiáng),對(duì)水,、銹,、油敏感性大,對(duì)焊接環(huán)境的要求很高,,焊前坡口的打磨,、清潔、烘干必不可少,。 Y+ k8 a* @( x
: D n! B4 ~$ H# d! X4. 埋弧自動(dòng)焊的焊絲和焊劑:常見的焊絲H08A和H10Mn2,;焊劑有HJ431和SJ101。
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, U2 e7 \% |' b% [9 s4.1 常見的埋弧自動(dòng)焊“焊絲,、焊劑與鋼材”等強(qiáng)度匹配如下:
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一般強(qiáng)度鋼配H08A焊絲加焊劑HJ431,;, f4 ^2 L# X1 w, w! S0 {) c
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高強(qiáng)度鋼配H10Mn2焊絲加焊劑SJ101;
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5. CO2氣體保護(hù)焊的焊絲,、CO2氣體及其陶瓷襯墊: |
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