大型船舶的特點(diǎn)與機(jī)務(wù)管理-概要課件

1、大型船舶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與機(jī)務(wù)管理與河北遠(yuǎn)洋研討座談資料中國船級社廣州分社張宇大型船舶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與機(jī)務(wù)管理與河北遠(yuǎn)洋研討座談資料中國目錄 航運(yùn)形勢對船舶大型化的要求 大型船舶的特點(diǎn) 大型船舶對機(jī)務(wù)管理的要求 大型船舶在監(jiān)造和修理中應(yīng)該注意的問題目錄 航運(yùn)形勢對船舶大型化的要求 航運(yùn)形勢對船舶大型化的要求 隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的進(jìn)程，各國和各地區(qū)根據(jù)自己的優(yōu)勢和特長發(fā)展相關(guān)產(chǎn)業(yè)，這是一個(gè)大的趨勢。那種各國平均發(fā)展各個(gè)行業(yè)的封閉式經(jīng)濟(jì)模式已經(jīng)過時(shí)。這意味著，各種產(chǎn)業(yè)向特定的地區(qū)集中。比如我國，已經(jīng)被喻為世界工廠。這使得某些原材料和產(chǎn)品都需要進(jìn)行較長距離的運(yùn)輸。 我國是一個(gè)資源相對貧乏的國家，要支持經(jīng)濟(jì)的高

2、速發(fā)展，需要大量進(jìn)口各種原材料，同時(shí)我們的產(chǎn)品也需要輸送到全球的消費(fèi)者手里。 這種大宗貨物的運(yùn)輸，最為經(jīng)濟(jì)的方法就是水路運(yùn)輸。 航運(yùn)形勢對船舶大型化的要求 隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的進(jìn) 我國目前的發(fā)展階段還是處于經(jīng)濟(jì)騰飛的初期，一些科技含量不太高的產(chǎn)業(yè)占了國民生產(chǎn)總值的主要份額。也就是說，在世界范圍的經(jīng)濟(jì)分工中，我國還只能夠生產(chǎn)一些有形的、量大的產(chǎn)品。無論是原材料的進(jìn)口和產(chǎn)品的出口，都需要船舶來運(yùn)輸。所以，航運(yùn)業(yè)對我國的國民經(jīng)濟(jì)起到一個(gè)至關(guān)重要的作用。 從2004年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，我國共進(jìn)口了原油1.2億噸，鐵礦砂2.3億噸。這是我國進(jìn)口量最大的兩種原材料。這對于保障我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到關(guān)鍵的作用。

3、我國目前的發(fā)展階段還是處于經(jīng)濟(jì)騰飛的初期，一些科技含 大家都知道，對于大宗貨物，最經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸?shù)姆绞骄褪谴\(yùn)，而船舶越大，分?jǐn)偟絾挝回浳锏纳系倪\(yùn)輸成本就越低。所以，大宗貨物的運(yùn)輸，一個(gè)是專業(yè)船舶，二是大型船舶。 但是大型船舶的發(fā)展又受到航道和碼頭的限制。所以我國現(xiàn)在正在發(fā)展大型的散貨和礦砂碼頭。 從我國的發(fā)展趨勢來看，最近一個(gè)時(shí)期內(nèi)，原油和鐵礦砂的進(jìn)口量還要進(jìn)一步增長，直到我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式有了根本性的改變?yōu)橹埂５侥菚r(shí)，鐵礦砂的進(jìn)口量可能會大大回落，但原油的進(jìn)口量大大下降的可能性相對較小一些。所以大型船舶在我國還是很有發(fā)展前景的。 大家都知道，對于大宗貨物，最經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸?shù)姆绞骄褪谴\(yùn)， 就算我國的經(jīng)

4、濟(jì)發(fā)展模式發(fā)生了變化，但還會有其他國家或地區(qū)接過這個(gè)接力棒的，因?yàn)檫@些科技含量相對較低的產(chǎn)品的市場還是存在的。大宗貨物的運(yùn)輸市場仍然存在。 從我們河北遠(yuǎn)洋的情況來看，最近在不遺余力地發(fā)展大型船舶，這是具有戰(zhàn)略眼光的做法。 但是，大型船舶有它自身的特點(diǎn)，無論是從規(guī)范、設(shè)計(jì)、審圖、建造、船公司的管理、船舶的維修都應(yīng)該作出相應(yīng)的轉(zhuǎn)變。才能夠降低營運(yùn)成本、保證船舶的安全航行。 根據(jù)河北遠(yuǎn)洋的情況，下面著重就大型船舶的機(jī)務(wù)管理和維修談?wù)効捶ā９┐蠹覅⒖肌?就算我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式發(fā)生了變化，但還會有其他國家或 大型船舶的特點(diǎn) 粗看起來，大型船舶與中小型船舶除了尺度上不一樣，其他沒什么區(qū)別。但我們仔細(xì)分析一

5、下，就會發(fā)現(xiàn)有很多特點(diǎn)的。這些特點(diǎn)主要反映在結(jié)構(gòu)上。 我們首先從以下受力和材料使用方面來看一看大型船舶結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)： 大型船舶在很多人眼里只不過是尺度大一點(diǎn)而已。但我們說，尺度的變化會使得他們的受力情況發(fā)生很大的變化。這種變化可能是很多人都沒有料想到的。 大型船舶的特點(diǎn) 大型船舶在很多人眼里只不過是尺度大 首先，我們從因次分析的角度來看一看： 我們知道，對于船體結(jié)構(gòu)而言，最主要是船體的總縱強(qiáng)度。我們是把船體看成一根梁（習(xí)慣稱為船體梁）來看待的。 對于梁結(jié)構(gòu)，它的強(qiáng)度是與他的尺度呈3次方的關(guān)系。也就是說，如果形狀相似的前提下，梁結(jié)構(gòu)的尺度放大1倍的話，他能夠承受的彎矩就會擴(kuò)大到原來的8倍。 我們再

6、來看看船體所承受的彎矩，如果所裝載貨物的比重不變的話，船體梁上的分布載荷就與它的截面積成正比。即分布載荷與尺度的2次方成正比。 根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)，沿船長兩次積分后，可以得到船體梁所承受的彎矩。所以船體所承受的彎矩的主要部分與船體尺度的4次方呈正比。 首先，我們從因次分析的角度來看一看： 根據(jù)上面的情況，我們可以得出結(jié)論，如果按照比例放大的話，船舶尺度越大，應(yīng)力水平就會越高。大致上，船長大一倍，應(yīng)力水平也應(yīng)該高一倍。 但我們通過合理的設(shè)計(jì)，可以使得應(yīng)力的分布更為合理。事實(shí)上，我們可以發(fā)現(xiàn)，船舶的尺度越大，滿載排水量中，空船重量所占的比重反而有所下降。 這一方面說明，現(xiàn)代的設(shè)計(jì)技術(shù)和設(shè)計(jì)手段已經(jīng)非常先

7、進(jìn)，能夠?qū)Υw結(jié)構(gòu)進(jìn)行大規(guī)模的優(yōu)化。另一方面，這樣優(yōu)化的前提是保證船舶結(jié)構(gòu)的完整和良好的狀況。由于經(jīng)過優(yōu)化后，船舶的強(qiáng)度裕度已經(jīng)所剩無幾了。所以對于這樣的船舶，加強(qiáng)管理，保持船舶結(jié)構(gòu)的良好狀態(tài)是十分必要的。 根據(jù)上面的情況，我們可以得出結(jié)論，如果按照比例放大的 由于結(jié)構(gòu)優(yōu)化的結(jié)果，大型船舶的高應(yīng)力區(qū)域比較多。這是大型船舶的特點(diǎn)之一。高應(yīng)力區(qū)結(jié)構(gòu)的要求比較要高，因?yàn)楹苄〉慕Y(jié)構(gòu)缺陷，比如由于腐蝕引起的邊沿光潔度的降低、由于貨物撞擊引起的結(jié)構(gòu)變形等都容易使得結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的下降。而在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，都是以理想的狀況作為分析依據(jù)的。所以，對于高應(yīng)力區(qū)部位應(yīng)該加強(qiáng)結(jié)構(gòu)檢查。這給船舶的日常保養(yǎng)增加了不少難度。

8、大型船舶的結(jié)構(gòu)經(jīng)過優(yōu)化后，應(yīng)力水平大大提高，大型船舶上的應(yīng)力較高的部位，就必須采用高強(qiáng)度鋼。同時(shí)為了減輕船舶的自重，降低建造成本，提高經(jīng)濟(jì)性，船廠也愿意大量采用高強(qiáng)度鋼。所以大量采用高強(qiáng)度鋼是大型船舶的又一大特點(diǎn)。但是，高強(qiáng)度鋼的大量使用對船舶結(jié)構(gòu)業(yè)帶來了一些不利的影響。 由于結(jié)構(gòu)優(yōu)化的結(jié)果，大型船舶的高應(yīng)力區(qū)域比較多。這是普通強(qiáng)度鋼高強(qiáng)度鋼 當(dāng)結(jié)構(gòu)局部的應(yīng)力水平超過屈服強(qiáng)度時(shí)，這個(gè)部位的材料就會屈服，使得應(yīng)力會在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中重新分布。高強(qiáng)度鋼有一個(gè)特點(diǎn)，就是從屈服點(diǎn)到強(qiáng)度極限之間的應(yīng)變區(qū)間比例偏低。也就是說，高強(qiáng)度鋼組成的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，這種應(yīng)力重新分布的能力比較低。普通強(qiáng)度鋼高強(qiáng)度鋼 當(dāng)結(jié)構(gòu)局部的

9、應(yīng)力水平超過屈服強(qiáng)度時(shí) 由于高強(qiáng)度區(qū)域的大量存在，船舶結(jié)構(gòu)的損壞方式也有所不同。疲勞損壞的情況經(jīng)常出現(xiàn)。這種損壞的可怕在于它更難以發(fā)覺和檢查，從而威脅到船舶的安全。 高強(qiáng)度鋼的使用使得結(jié)構(gòu)尺寸減小，從而使得結(jié)構(gòu)發(fā)生屈曲的可能性大大增加。 由于高強(qiáng)度鋼的大量使用，鋼材經(jīng)常工作在接近屈服點(diǎn)的區(qū)域，根據(jù)鋼材的特性，在這些高應(yīng)力部位，鋼材的應(yīng)變量偏大。目前船用的大部分涂料的彈性都跟不上，這就導(dǎo)致涂層得開裂。另一方面，應(yīng)力水平的提高，使得應(yīng)力腐蝕更加嚴(yán)重。這給防腐工作帶來了更高的難度。這也是大型船舶的一個(gè)特點(diǎn)。 由于高強(qiáng)度區(qū)域的大量存在，船舶結(jié)構(gòu)的損壞方式也有所 根據(jù)上述特點(diǎn)，我們應(yīng)該針對大型船舶的特性

10、進(jìn)行管理和保養(yǎng)，才能夠既降低營運(yùn)的成本，又能夠保證安全。 值得注意的是，由于計(jì)算工具的發(fā)展，相對稍小一點(diǎn)的船舶也開始擁有大型船舶的這些特點(diǎn)。 一些船級社為了滿足一些客戶（主要是船廠、設(shè)計(jì)方和一些船東）的要求，同時(shí)也為了顯示其技術(shù)，從規(guī)范的角度鼓勵(lì)將船舶設(shè)計(jì)建造得越來越輕。 國際船級社協(xié)會（IACS）已經(jīng)注意到這種動(dòng)向，最近決定出臺共同規(guī)范（Common Rules），以避免船級社在船舶強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)方面的競爭。我們注意到，這個(gè)共同規(guī)范只包括兩個(gè)方面：一個(gè)是散貨船的規(guī)范（JBP），另一個(gè)是油輪的規(guī)范（JTP）。 根據(jù)上述特點(diǎn)，我們應(yīng)該針對大型船舶的特性進(jìn)行管理和 大型船舶對機(jī)務(wù)管理的要求 由于大型船舶

11、結(jié)構(gòu)具有上述特點(diǎn)，所以我們就要針對這些特點(diǎn)進(jìn)行管理。通常應(yīng)該注意到以下幾個(gè)方面：使用上要寧可保守一點(diǎn)，要保證船體結(jié)構(gòu)不要超過允許的使用負(fù)荷。比如在壓載和配載時(shí)，考慮要周到一些，要考慮在航行途中油水部分消耗的情況。加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的檢查，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)該及時(shí)解決。特別要注意高應(yīng)力區(qū)域的檢查，重點(diǎn)要檢查是否存在疲勞損壞開裂的情況。 一般來說，高應(yīng)力區(qū)可以從圖紙、計(jì)算書和自查手冊中查到，也可以向驗(yàn)船師了解。 大型船舶對機(jī)務(wù)管理的要求 由于大型船舶結(jié)構(gòu)具有上述特常見缺陷：肘板趾端或構(gòu)件突然中斷處。 要特別注意肘板趾端焊縫成形不好的部位。常見缺陷：肘板趾端或構(gòu)件突然中斷處。大型船舶的特點(diǎn)與機(jī)務(wù)管理-概要課件開孔邊沿

12、 尤其注意開孔邊沿不光滑的部位開孔邊沿強(qiáng)力構(gòu)件相交部位，如甲板縱骨、舷側(cè)縱骨及船底縱骨與強(qiáng)框架相交處，斜凳板與內(nèi)底板相交處等等。強(qiáng)力構(gòu)件相交部位，如甲板縱骨、舷側(cè)縱骨及船底縱骨與強(qiáng)框架相交大型船舶的特點(diǎn)與機(jī)務(wù)管理-概要課件搭接部位搭接部位艙口角隅一旦發(fā)現(xiàn)了疲勞損壞，應(yīng)該盡快進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，防止再次出現(xiàn)疲勞損壞。艙口角隅一旦發(fā)現(xiàn)了疲勞損壞，應(yīng)該盡快進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，防止再次出對于大型船舶，還要注意檢查是否有構(gòu)件或半才發(fā)生了屈曲（失穩(wěn)）。屈曲一般發(fā)生在受壓應(yīng)力比較高，而結(jié)構(gòu)相對較薄的部位。如甲板，尤其是艙口間橫向甲板條。對于那些槽形艙壁的散貨船，如果沒有上壁凳等強(qiáng)力橫向支撐，艙口間橫向甲板條的屈曲更為常

13、見。另外一些強(qiáng)力肘板、較為單薄的橫向強(qiáng)框架也是屈曲較為常見的問題。大型散貨船的雙層底較高，肋板的屈曲也是值得關(guān)注的問題。對于大型船舶，還要注意檢查是否有構(gòu)件或半才發(fā)生了屈曲（失穩(wěn)）因?yàn)楦邞?yīng)力區(qū)域的腐蝕問題比較突出，所以保持防腐系統(tǒng)的完整有效十分必要。在涂層的選用方面應(yīng)該特別講究。當(dāng)鋼材受到拉應(yīng)力的作用時(shí)，如果沒有涂層的保護(hù)，腐蝕的速度會大大加快。這就是所謂的應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象。應(yīng)力腐蝕與鋼材受到的拉應(yīng)力有關(guān)，而高強(qiáng)度鋼在防腐蝕方面比普通強(qiáng)度鋼并沒有優(yōu)勢。也就是說，受到同樣大小拉應(yīng)力的作用，高強(qiáng)度鋼何普通鋼材的腐蝕基本是一樣的。而高強(qiáng)度鋼受到的負(fù)荷一般比普通強(qiáng)度鋼要大，所以在涂層失效的情況下，高強(qiáng)度鋼

14、比普通強(qiáng)度鋼的應(yīng)力腐蝕更為嚴(yán)重。因?yàn)楦邞?yīng)力區(qū)域的腐蝕問題比較突出，所以保持防腐系統(tǒng)的完整有效我們知道，鋼材的彈性模量都是一樣的。這就意味著更高的應(yīng)力會導(dǎo)致更大的應(yīng)變。由于往往高強(qiáng)度鋼所受的應(yīng)力較大，它們的變形量也就較大。但問題在涂層通常不具備這樣的彈性，這就會使得涂層容易開裂。根據(jù)常識，涂層一旦開始損壞，如果不能在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行修復(fù)的話，整個(gè)涂層系統(tǒng)將會很快失效。所以我們在進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢查的時(shí)候，還應(yīng)該注意到涂層的狀況。一旦發(fā)現(xiàn)涂層開始損壞，就應(yīng)該盡快修復(fù)涂層。我們知道，鋼材的彈性模量都是一樣的。這就意味著更高的應(yīng)力會導(dǎo)為了保證涂層的修復(fù)質(zhì)量，使得經(jīng)過修理的涂層能夠起到相應(yīng)的作用，涂層的修復(fù)應(yīng)該嚴(yán)格

15、按照規(guī)定的工藝進(jìn)行。我們強(qiáng)烈建議大家在進(jìn)行油漆工程前，咨詢相關(guān)的油漆商和專家，尤其是原來涂層的油漆商。因?yàn)檠a(bǔ)漆還是有很多講究的。如果無法聯(lián)系原來涂層的油漆商，我們建議按照以下的原則進(jìn)行：選用油漆品種時(shí)要注意與原來油漆的相容性。因?yàn)樯?下層油漆之間的結(jié)合力很大程度上與油漆品種相關(guān)。如果涂料配套不好，則在使用過程中容易出現(xiàn)漆膜成片脫落的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了涂層的防腐效果。 下面是常用的油漆品種的配套適應(yīng)性，可以供搭架參考：為了保證涂層的修復(fù)質(zhì)量，使得經(jīng)過修理的涂層能夠起到相應(yīng)的作用下層涂料上層涂料油性系瀝青系氯化橡膠系環(huán)氧樹脂系焦油環(huán)氧系乙烯系醇酸樹脂酚醛樹脂油性系瀝青系氯化橡膠系環(huán)氧樹脂系焦油環(huán)氧系

16、乙烯系醇酸樹脂酚醛樹脂表中：表示配合最佳；表示配合尚可；表示配合不好；表示不能配合。下層涂料上層涂料油性系瀝青系氯化橡膠系環(huán)氧樹脂系焦油環(huán)氧系要注重油漆前的表面處理。這是一個(gè)非常關(guān)鍵的步驟。一般應(yīng)該進(jìn)行淡水清洗和徹底的除銹，與原來涂層相接的部位還應(yīng)該進(jìn)行拉毛處理。 清洗一般要用高壓淡水或用淡水浸泡的方法，目的是去除原來表面的鹽分。 除銹應(yīng)該徹底，一般的手工拷鏟是達(dá)不到要求的，應(yīng)該采用砂輪或拷鏟加電動(dòng)/風(fēng)動(dòng)鋼絲刷的方法來達(dá)到。 新舊涂層相接部位的拉毛一般用砂輪和鋼絲刷來進(jìn)行。寬度應(yīng)該在2040mm，以避免涂層在該部位開裂。要注重油漆前的表面處理。這是一個(gè)非常關(guān)鍵的步驟。一般應(yīng)該進(jìn)行涂敷時(shí)盡可能進(jìn)

17、行多道涂敷，以達(dá)到一定的漆膜厚度。 漆膜厚度十分重要，這是涂層抗?jié)B透性的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。因?yàn)槌送饬ψ饔?，涂層的損壞主要是因?yàn)殡娊赓|(zhì)滲透到了鋼材表面而引起的，涂層的抗?jié)B透性能決定了它的壽命。 多道涂敷還可以減少涂層的缺陷，因?yàn)楹笠坏劳繉涌梢愿采w前一道的針孔。而且手工涂敷厚度一般比較薄，多道涂敷也是增加涂層厚度的一個(gè)辦法。補(bǔ)漆時(shí)還應(yīng)注意環(huán)境。對于常用涂料而言，標(biāo)準(zhǔn)的施工環(huán)境是溫度1030、濕度在80%以下。濕度和溫度的控制對于營運(yùn)船舶來說比較困難。但是我們可以選擇比較合適的時(shí)機(jī)，盡量靠近這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。涂敷時(shí)盡可能進(jìn)行多道涂敷，以達(dá)到一定的漆膜厚度。由于大量高應(yīng)力區(qū)的存在，和大量采用高強(qiáng)度鋼，大型船舶的

18、修理一般時(shí)間較長，難度也相對較大。對于公司來說，這意味著營運(yùn)成本的大幅度增加。所以，我們認(rèn)為應(yīng)該加強(qiáng)日常的結(jié)構(gòu)保養(yǎng)，盡量減少或避免對船舶進(jìn)行結(jié)構(gòu)性的修理。 結(jié)構(gòu)保養(yǎng)的關(guān)鍵是避免腐蝕對結(jié)構(gòu)的損害，所以保持防腐系統(tǒng)的完整有效非常重要。而防腐系統(tǒng)保養(yǎng)的重點(diǎn)是在壓載水艙。這種工作在船舶涂層狀況較好的時(shí)候就開始，可以獲得比較理想的結(jié)果。對于涂層不好的現(xiàn)有船舶，主要是采用犧牲陽極等補(bǔ)救措施，以降低腐蝕的速度。當(dāng)然對涂層不好的現(xiàn)有船舶的壓載艙采取全面更新涂層是一個(gè)更為理想的方法，但這需要較大的一次性投入，不是每個(gè)船東都能做到的。由于大量高應(yīng)力區(qū)的存在，和大量采用高強(qiáng)度鋼，大型船舶的修理一還有一個(gè)值得關(guān)注的問

19、題是航修。我們一直反對請航修隊(duì)對船舶進(jìn)行結(jié)構(gòu)性的修理。因?yàn)榇蟛糠趾叫揸?duì)的裝備達(dá)不到結(jié)構(gòu)修理的最低要求，人員的配備和水平跟正規(guī)船廠還有差距，修理的質(zhì)量令人懷疑。船舶因?yàn)檎埡叫揸?duì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)修理后出問題的例子屢見不鮮。對于大型船舶而言，由于結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平較高，材料較為特殊，所以應(yīng)該盡量避免對主體結(jié)構(gòu)采用航修的方法。還有一個(gè)值得關(guān)注的問題是航修。我們一直反對請航修隊(duì)對船舶進(jìn)行 大型船舶在監(jiān)造和修理中應(yīng)該注意的問題大型船舶的特點(diǎn)決定了它們的建造和修理難度較大。而我國目前的船廠還有不少不盡人意的地方。具體表現(xiàn)在：修船廠目前以外包工為主，工人的素質(zhì)參查不齊。船廠目前仍普遍采用工時(shí)分配制度，客觀上造成部分工人忽視

20、修理質(zhì)量。而由于大部分機(jī)務(wù)是輪機(jī)長出身，對結(jié)構(gòu) 修理不夠熟悉，對于修船時(shí)的質(zhì)量控制客觀上存在難度。船舶結(jié)構(gòu)修理是機(jī)務(wù)經(jīng)常碰到的情況。尤其是大型船舶的修理，由于船舶較大，要求較高，光靠驗(yàn)船師是很難作到有效控制的，需要機(jī)務(wù)人員的合作才能對修造船質(zhì)量進(jìn)行有效控制。所以機(jī)務(wù)也應(yīng)該有這方面的知識。 大型船舶在監(jiān)造和修理中應(yīng)該注意的問題大型船舶的特點(diǎn)決定了它結(jié)構(gòu)用材組成船體結(jié)構(gòu)所使用的鋼板、型材及焊接材料均應(yīng)持有本社頒發(fā)的產(chǎn)品證書，以證明它們符合本社材料與焊接規(guī)范的有關(guān)要求。鋼材衡量鋼材主要有兩個(gè)指標(biāo)，一是材料的屈服極限，它體現(xiàn)的是強(qiáng)度，一般分為普通鋼和高強(qiáng)度鋼兩類；另一個(gè)是材料的韌性，它是用沖擊試驗(yàn)的溫

21、度來衡量的，分為A、B、D、E、F五個(gè)等級。其中F級的鋼材只有高強(qiáng)度鋼才有，而B級鋼只有一般強(qiáng)度鋼。 這兩個(gè)指標(biāo)都不得低于圖紙的要求。一般來說強(qiáng)度超出圖紙的要求太多也是要謹(jǐn)慎的，因?yàn)檫@也會帶來一些其他方面的問題。結(jié)構(gòu)用材組成船體結(jié)構(gòu)所使用的鋼板、型材及焊接材料均應(yīng)持有本社鋼材的等級可以從它的牌號中看出來。一般強(qiáng)度鋼是船舶結(jié)構(gòu)最常用的鋼材，它們的牌號有4種：CSA、CSB、CSD、CSE牌號中CS是表示CCS認(rèn)可的一般強(qiáng)度鋼，最后面的字母是表示它們的韌性等級。一般強(qiáng)度鋼的屈服強(qiáng)度要求不低于235N/mm2。高強(qiáng)度鋼有32級、36級、40級，它們的屈服強(qiáng)度分別是：315N/mm2 、355N/mm

22、2 、390N/mm2。高強(qiáng)度鋼的牌號比較好記，一般是韌性等級符號在前，后面跟著是強(qiáng)度等級。如：D32表示屈服強(qiáng)度為315N/mm2，韌性等級為D級的高強(qiáng)度鋼；而E36表示屈服強(qiáng)度為355N/mm2，韌性等級為E級的高強(qiáng)度鋼。鋼材的等級可以從它的牌號中看出來。至于鋼材的韌性，是用沖擊試驗(yàn)的溫度來衡量的。每一個(gè)強(qiáng)度級別的船用鋼材，它要求的平均沖擊功都是一樣的，但每相差一個(gè)韌性等級，要求的沖擊試驗(yàn)溫度相差20。下表是常用高強(qiáng)度鋼的性能： 試驗(yàn)溫度強(qiáng)度等級20 0 204060 普通強(qiáng)度鋼（235N/mm2） CSA CSBCSDCSE- 高強(qiáng)度鋼 315N/mm2 - A32D32E32F3235

23、5N/mm2 - A36D36E36F36390N/mm2 - A40D40E40F40至于鋼材的韌性，是用沖擊試驗(yàn)的溫度來衡量的。 焊接材料 焊接材料同樣應(yīng)有CCS的證書，以證明它們符合本社材料與焊接規(guī)范的有關(guān)要求。 焊材同樣有等級，焊接不同的鋼材時(shí)要使用相應(yīng)等級的焊材。 焊材同樣有強(qiáng)度和韌性的區(qū)別。常用的焊接材料有：1、2、3、1Y、2Y、3Y、4Y等幾個(gè)等級。 其中前面的數(shù)字表示韌性等級，后面的Y或Y40等表示強(qiáng)度級別。 它們的力學(xué)能見下表：焊接材料焊材級別1、2、3、1Y、2Y、3Y、4Y2Y40、3Y40、4Y40、5Y40屈服強(qiáng)度N/mm2305 375 400抗拉強(qiáng)度N/mm24

24、00560490660510690焊材級別1、2、3、1Y、2Y、3Y、4Y2Y40、3Y40根據(jù)鋼材和焊接材料的性能對比，可以得出焊接材料的選用配套表：根據(jù)鋼材和焊接材料的性能對比，可以得出焊接材料的選用配套表：要知道所采用的是何種等級的焊材，可以查看焊材的產(chǎn)品證書。目前船廠大量采用的焊材分為焊絲和焊條兩種。雖然焊條是一種最為古老的焊接材料，但是由于它有著特別的性能和靈活的焊接方式，所以在船廠里還在大量地使用。焊條分為酸性焊條和堿性焊條兩大類，他們有著不同的性能：酸性焊條堿性焊條施工方便脫渣容易焊縫金屬韌性低施工不方便脫渣較難焊縫金屬韌性好要知道所采用的是何種等級的焊材，可以查看焊材的產(chǎn)品證

25、書。酸性(1) 船體大合攏時(shí)的環(huán)形對接縫和縱桁材對接縫；(2) 具有冰區(qū)加強(qiáng)級的船舶，船體外板端接縫和邊接縫；(3) 桅桿、吊貨桿、吊艇架、系纜樁等承受強(qiáng)大載荷的艤裝件及其所有承受高應(yīng)力的零部件；(4) 要求具有較大剛度的構(gòu)件，如首框架、尾框架、尾軸架等,及其與外板和船體骨架的接縫。(5) 主機(jī)基座及其相連接的構(gòu)件。我們知道材料的韌性對于結(jié)構(gòu)安全十分重要，所以在CCS規(guī)范中，對于以下部位，要求采用堿性焊條：(1) 船體大合攏時(shí)的環(huán)形對接縫和縱桁材對接縫；我們知道材其實(shí)，焊材選用的原則非常明確。一般來說，可以按照以下原則來選用焊材：一般情況下，選用的焊接材料的強(qiáng)度和韌性均應(yīng)不低于母材。在高強(qiáng)度鋼

26、和高等級鋼材的焊接時(shí)要特別注意。 母材被焊接連接時(shí),除在結(jié)構(gòu)不連續(xù)處或應(yīng)力集中區(qū)域內(nèi)應(yīng)選用較高強(qiáng)度等級的焊接材料外,一般可選用與較低強(qiáng)度級別的母材相適應(yīng)的焊接材料。母材的連接強(qiáng)度相同,韌性級別不同時(shí),結(jié)構(gòu)受力情況復(fù)雜或施工條件惡劣者外,一般可選用與較低韌性級別相適應(yīng)的焊接材料。上面是一般的選用原則，但還有一些特別的情況，尤其對于一些高應(yīng)力區(qū)和重要的部位，驗(yàn)船師可能會要求采用較高等級的焊材。以保證焊接部位的性能。其實(shí)，焊材選用的原則非常明確。一般來說，可以按照以下原則來選下面是一些常用焊條的性能：下面是一些常用焊條的性能：目前船廠最常用的手工焊條有J422、J427、J502、J506、J507

27、幾種。其中J422的用量最大，它是屬于1級焊材。普遍用于船體的一般結(jié)構(gòu)的焊接。其次是J427，這是一種堿性（低氫）焊條，屬于3級焊材。一般用于韌性要求較高的一般強(qiáng)度鋼材的焊接。J502是一種比較常見的高強(qiáng)度焊條，屬于1Y級。但這種焊條的韌性不好，限制了它的使用。J506 和J507都是高強(qiáng)度堿性焊條，屬于3Y級焊材。主要用于高強(qiáng)度鋼的焊接。目前船廠最常用的手工焊條有J422、J427、J502、J5由于手工電弧焊具有焊接效率低、線熱量大、自動(dòng)化程度低等一些缺點(diǎn)。所以近年來船廠大量采用埋弧自動(dòng)焊和CO2氣體保護(hù)焊等高效焊接方式。這些高效焊接方式大多數(shù)采用焊絲。埋弧自動(dòng)焊的原理與手工焊類似，只不過

28、焊條的藥皮換成了顆粒狀的焊藥而已。埋弧自動(dòng)焊采用的焊絲較粗。熔敷金屬的強(qiáng)度主要是由焊絲來保證的，而熔敷金屬的韌性主要是由焊藥來保證的。所以焊藥對于熔敷金屬的韌性起到關(guān)鍵的作用。CO2氣體保護(hù)焊具有較大的靈活性，可以用于各種部位的焊接，同時(shí)又具有較高的焊接效率。所以應(yīng)用日益廣泛。由于手工電弧焊具有焊接效率低、線熱量大、自動(dòng)化程度低等一些缺CO2氣體保護(hù)焊由于采用直流反接的電流形式，使得氫離子容易獲得電子而變成氫氣揮發(fā)掉，所以CO2氣體保護(hù)焊的焊縫金屬的韌性一般比普通酸性焊條要好一些。普遍認(rèn)為CO2氣體保護(hù)焊是一種準(zhǔn)低氫的焊接方式，所以可以用于大部分要求用堿性焊條焊接的部位。CO2氣體保護(hù)焊所用的

29、焊絲分為實(shí)心焊絲和藥心焊絲兩種。實(shí)心焊絲由于電弧的穩(wěn)定性不如藥心焊絲，所以盡管藥心焊絲的價(jià)錢較高，還是得到了廣泛的應(yīng)用。但藥心焊絲的焊藥被包裹在焊絲的內(nèi)部，無法進(jìn)行烘干。由于堿性焊藥對水分非常敏感，所以目前還沒有包裹堿性焊藥的焊絲。CO2氣體保護(hù)焊由于采用直流反接的電流形式，使得氫離子容易獲影響結(jié)構(gòu)質(zhì)量的幾個(gè)關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)船體結(jié)構(gòu)施工的各個(gè)環(huán)節(jié)都對最終的質(zhì)量產(chǎn)生影響，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的失誤都會使得結(jié)構(gòu)的質(zhì)量達(dá)不到規(guī)定的要求。 鋼材加工 冷加工：冷加工是通過施加外力的方法使得鋼材變形。常見的冷加工有鋼板的折邊、型鋼的冷彎等。冷加工對鋼材的不利影響主要有冷作硬化。冷作硬化會使得鋼材變硬變脆。鋼板的折邊加

30、工還有可能使彎折部位出現(xiàn)裂紋，尤其是折邊的端部更為常見。影響結(jié)構(gòu)質(zhì)量的幾個(gè)關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)船體結(jié)構(gòu)施工的各個(gè)環(huán)節(jié)都對最終鋼板越厚，出現(xiàn)這種裂紋的可能性越大。發(fā)現(xiàn)裂紋的構(gòu)件不應(yīng)安裝使用，應(yīng)改用韌性更好的鋼板，或改用T形焊接的形式。鋼板越厚，出現(xiàn)這種裂紋的可能性越大。熱加工：常見的熱加工方法有：水火彎板、火工校正等。這些加工方法在船廠十分常見。熱加工對材料的影響主要是通過加熱使得鋼材的晶粒變大，從而降低鋼材的強(qiáng)度和韌性。高強(qiáng)度鋼和高等級鋼（主要指D級鋼和E級鋼）對受到加熱比較敏感。要注意加工溫度，避免達(dá)到重結(jié)晶的轉(zhuǎn)變溫度。一般應(yīng)該控制在650C以下。熱加工：常見的熱加工方法有：水火彎板、火工校正等。這

31、些加工方 結(jié)構(gòu)裝配在這個(gè)工藝環(huán)節(jié)主要應(yīng)注意鋼板和構(gòu)件應(yīng)該對準(zhǔn)，焊接位置的間隙應(yīng)符合要求。同時(shí)要注意避免強(qiáng)制裝配，以免影響構(gòu)件承受負(fù)荷的能力。定位焊（點(diǎn)焊）不應(yīng)過大，以免影響焊接質(zhì)量。要特別注意在焊接前清除已經(jīng)開裂的定位焊，這是許多船舶在修理后焊縫開裂的主要原因之一。對于高應(yīng)力區(qū)，要特別注意構(gòu)件的對準(zhǔn)。尤其是隔著鋼板兩邊的構(gòu)件的對準(zhǔn)。 結(jié)構(gòu)裝配在這個(gè)工藝環(huán)節(jié)主要應(yīng)注意鋼板和構(gòu)件應(yīng)該對準(zhǔn)，焊接 焊接對于船體結(jié)構(gòu)，常見的影響焊接質(zhì)量的因素有焊接人員的技術(shù)水平和責(zé)任心、焊接工藝、焊接材料、焊接的位置和環(huán)境條件等。另外，母材的可焊性也是一個(gè)很重要的因素。根據(jù)CCS的要求，焊工應(yīng)持有相應(yīng)等級的證書。持證焊

32、工都經(jīng)過焊工考試，技術(shù)水平符合統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。船廠通常使用的焊接工藝要經(jīng)過CCS的批準(zhǔn)。當(dāng)船廠因?yàn)樘厥庑枰褂梦唇?jīng)批準(zhǔn)的焊接工藝，應(yīng)要求船廠提供詳細(xì)的工藝供驗(yàn)船師進(jìn)行認(rèn)可。 焊接對于船體結(jié)構(gòu)，常見的影響焊接質(zhì)量的因素有焊接人員的技焊縫位置：有平焊、立焊、橫焊和仰焊，其中平焊操作最為容易，質(zhì)量也容易得到保證。立焊和橫焊次之，仰焊較難。 較難焊接的部位的焊接質(zhì)量出現(xiàn)問題的可能性較大，檢查時(shí)應(yīng)對這些部位進(jìn)行重點(diǎn)檢查。常見的影響焊接質(zhì)量的環(huán)境因素有： 焊縫不清潔如切割的氧化皮或前一道焊的藥皮沒有清干凈，容易導(dǎo)致焊縫夾渣；焊縫有油水，容易引起焊縫的氣泡，并引起焊縫金屬的脆化。焊縫位置：有平焊、立焊、橫焊和仰焊

33、，其中平焊操作最為容易，質(zhì) 惡劣天氣下雨天氣或濕度過大會導(dǎo)致焊縫有水份,焊縫中的水份在電弧的高溫和電離作用下會分解出氫離子，導(dǎo)致焊縫金屬發(fā)生氫脆。風(fēng)力過大會吹散焊條藥皮產(chǎn)生的保護(hù)氣體，使溶池內(nèi)的熔敷金屬暴露在氧、氮等有害氣體之下，導(dǎo)致焊縫金屬內(nèi)存在氣泡和脆化。 構(gòu)件的另一面有水（俗稱背水）背水使焊縫金屬的冷卻速度大大加快，焊縫內(nèi)生成大量的粒狀貝氏體，導(dǎo)致焊縫韌性下降，應(yīng)力不易釋放，焊縫及熱影響區(qū)容易開裂。所以各船級社都不允許在背水的情況下進(jìn)行焊接。水線下的焊接工程必須在塢內(nèi)進(jìn)行就是這個(gè)道理。 惡劣天氣 構(gòu)件的另一面有水（俗稱背水）焊工的責(zé)任心是影響焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素。 常見問題：偏離規(guī)定的焊接

34、工藝，采用大直徑焊條和大電流焊接 ；對接焊不開坡口，反面不清根；焊前對焊縫不清潔，焊后不清渣；天氣不好時(shí)照常施焊；焊條不烘干；所用的焊條等級不對等。焊工的責(zé)任心是影響焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素。 常見問題：偏離規(guī)定的 結(jié)構(gòu)焊接要注意的一些問題因?yàn)楹缚p附近的熱影響區(qū)鋼材的強(qiáng)度和韌性都有不同程度的降低，所以各種結(jié)構(gòu)的修理應(yīng)避免將焊縫尤其是對接焊縫布置在應(yīng)力集中處。 船體結(jié)構(gòu)中的平行對接焊縫的間距不小于100mm，且避免尖角相交對接焊縫與角接焊縫間的平行距離應(yīng)不小于50mm。這也是考慮到熱影響區(qū)對結(jié)構(gòu)的影響。 另外對接焊中要注意反面必須清根。手工焊的熔深較淺，不能將留根熔透，會出現(xiàn)未焊透現(xiàn)象。第一道焊（俗稱打底焊）由于焊縫背面沒有封死，空氣可從背面進(jìn)入焊縫中，所以打底焊的質(zhì)量是沒有保證的。 結(jié)構(gòu)焊接要注意的一些問題因?yàn)楹缚p附近的熱影響區(qū)鋼材的強(qiáng)大型船舶的特點(diǎn)與機(jī)務(wù)管理-概要課件要注意角焊縫的端部包角 端部是受力較大的部位；端部不包角焊縫容易開裂，構(gòu)件容易分離。包角焊可以防止外