(哈工程李敬花)船舶建造理论与工艺 考点 全

船舶建造理论与工艺

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 正造法 反造法 优点 施工条件好 型线易保证 胎架简单可减少一次翻身 改善施工条件 缺点 胎架复杂 划线工作量大 施工条件稍差型线易产生错误 胎架数量多 适用范围 单底分段 机舱分段批量生产 双体分段与以甲板为基面的分段 单船生产 舷侧分段 舱壁分段 侧（卧）造法 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、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源极性

氩弧焊的特点及应用：

?机械保护效果好，焊缝金属纯净，焊接质量优良，焊缝成形美观；?电弧稳定，可实现单面焊双面成型；.?可全位置自动焊接；?氩气贵成本高。

主要用于易氧化的有色金属和合金钢的焊接，如铝、钛和不锈钢等

电渣焊的原理：利用电流通过熔渣时产生的电阻热加热熔化母材与电极（填充金属）并在冷却滑块作用下强制形成焊缝的一种熔化焊方法，分为丝极、板极、熔嘴和熔管电渣焊。 电渣焊过程：电弧产生→焊剂熔化形成渣池→电弧熄灭熔渣导电产生电阻热→金属熔化形成熔池→凝固结晶形成焊缝。

电渣焊的应用范围：电渣焊除焊接碳钢、低合金、中合金和高合金以及铸铁外也可用来焊接铝及铝合金、镁合金、钛及钛合金和钢。

等离子弧焊接概念：利用特殊构造的等离子焊枪所产生的高温等离子弧，并在保护气体的保护下，熔合金属的一种焊接方法。 分类：穿透型，熔透型，微束型

原理：利用机械收缩效应、热收缩效应和电磁收缩效应将电弧压缩为细小的等离子体。 特点：焊件不易氧化；焊接热影响区小；焊件不易变形；电弧挺直度和方向性好，可焊接薄壁结构；弧柱温度高，焊接速度快，生产率高；便于操作，容易实现全位置自动化；焊缝致密，成型美观 应用范围：等离子弧焊已日益广泛应用于生产中，特别是国防工业和尖端技术所用的铜合金、合金钢、钨、钼、钴、钛等金属的焊接，如钛合金的导弹壳体、波纹管及膜盒、微型继电器、电容器的外壳封接及飞机上一些薄壁容器等均可用等离子电弧焊。

激光焊原理以及特点：利用个光学系统将激光对焦成微小光斑，从而使材料熔化焊接， 激光焊分为脉冲和连续激光焊，

特点：高能高速焊，无焊接变形；灵活性大；生产率高、材料不易氧化；设备复杂，目前主要用于薄板和微型件的焊接。

焊接方法选用时应考虑事宜：接头质量和性能；经济性；工艺性

切割方法分类：

机械切割（剪切、冲孔、刨边、铣边） 热力切割（气体切割和等离子电弧切割）

机械剪切原理：

被切割金属受到剪切给予的超出材料极限强度的机械切割力的挤压后而发生变形并断裂分离。

机械剪切的过程：1）弹性变形阶段2）塑性变形阶段3）断裂阶段

常见的机械剪切加工机床：斜刃龙门剪床、压力剪切机、圆盘剪切机

气割原理、特点及船厂常用的气割设备：

原理：通常指氧—乙炔切割或氧—丙烷切割。其实质是金属在氧气中燃烧，通常可分为预热—燃烧—去渣三个阶段

中性焰：氧气和乙炔完全燃烧，适合作为预热火焰。

氧化焰：氧气燃烧不完全，燃烧温度低，对金属产生氧化作用。 碳化焰：乙炔燃烧不完全，燃烧温度低，对金属产生渗碳作用。 火焰大小：碳化焰>中性焰>氧化焰

特点：切割厚度大、切割形状方面适应性强、自动化程度高、噪声小、劳动强度低 船厂常用气割设备：手工气割炬、半自动气割机、门式自动气割机、数控自动气割机 金属能进行气割的条件： 1被割金属的燃点低于其熔点

2氧化物的熔点低于金属熔点，并且具有良好的流动性 3金属在氧气中燃烧时应释放较多的热量 4金属的导热率不应过高

5金属中不应含有使气割过程恶化的杂质 提高气割速度的主要途径： 1强化对切割处的预热

2提高切割氧气流的流速和流量 3提高并保持切口区内氧气的纯度

激光切割原理、特点及应用范围：

原理：激光器发出水平激光束经过45°全反射以聚焦形成极小的光斑。被切割的材料受激光光斑的照射产生局部高温使材料瞬间熔化或气化。一定压力的辅助气体将割缝处的熔渣吹掉。随着割嘴的移动，在材料上形成割缝，从而使材料被切割开。 特点：速度快、割缝窄（约0.2~0.3MM）、割缝边缘垂直度好，光洁度高

应用范围：应用范围广，可切割各种高燃点材料、耐热合金、超硬合金等金属材料，也可以切割硅、锗等半导体材料和塑料、橡胶、石英、陶瓷、玻璃、复合材料等

机械成型的设备分类：辊弯机、压弯机、弯曲机

热力成型原理：当板材均匀加热时，就会产生应力，当控制这些应力时就会产生永久应变，热力成型的原理就在于此

水火弯板的原理：沿预订的加热线用氧—乙炔烘炬对板材进行局部线状加热，并用水进行跟踪冷却（或者让其自然冷却），使钢材产生局部的塑性变形，从而将板弯曲成所要求的曲面形状

水火弯板的冷却方式、各自优缺点：

自然冷却法：让构件在空气中自然冷却，简称空冷 优点：操作简单

缺点：成型速度慢，在产生角变形同时会产生加工所不需要的纵向挠度

正面跟踪水冷法：在加热面用冷水喷射正在冷却的金属，加快收缩，使其产生较大的塑性变形

优点：收缩较快

缺点：角变形效果不如空冷

背面跟踪水冷法：在构件的正面用烘炬进行加热，在其背面用冷水跟踪热源进行强制冷却 优点：角变形大，成型率高 缺点：需要在板下操作，较麻烦

成型因素：成型因素取决于材料的种类、板厚所用热量及冷却方法

弯曲及扭曲变形的消除： 对加工成型的板材，如存有不必要的扭曲度，要用热力方法对其消除，以达到光顺的目的。热力方法：（1）三角形加热 （2）点加热

材料运输设备：1传送机（车间内的钢板及型材）2起重机和卷扬机3工业运输车 4集装箱

起重机的5种主要类型：桥式起重机（高架吊车） 悬臂式起重机（塔吊）门式起重机（龙门吊） 塔式起重机 可移动式起重机（吊车）

离心式抛丸除锈：

主要用于原材料表面处理，最难处理的就是氧化皮，它是在钢材热轧时产生的（几千分之一英寸厚），离心式抛丸机抛射的主要是钢丸和细矿砂。优点是效率高、工作条件良好、原料可循环利用、处理的表面更均匀。

喷丸除锈：

是高压空气推动磨料喷射到钢结构表面达到预处理的目的。优点：机动性好，可用来二次除锈；具有更高的生产效率。缺点：劳动条件差（工人易得砂肺、尘肺病）

理想底漆性能：

使用方便，优化操作空间，干燥快，防腐蚀，与钢具有良好的粘着力、可焊性、合理的火焰切割性，低毒性，低污染环境，防火安全性好，适用于自动喷涂系统。

火焰喷射涂装：

使用各种枪型喷射器熔化喷涂金属，并把它喷射到涂装的表面，主要用于易腐蚀设备和核动力装置部分

优点：防磨蚀性能好，防火性能好，牢固耐用。 缺点：价格高。

钢材的加工质保：

1、对焊口进行无损伤探伤（与海工部分对比记忆）（1）X型射线及放射性同位素探伤；（2）超声波探伤；（3）磁粉探伤。 2、水密性实验及气密保压试验

舾装过程的质量保证

大多数的舾装质量涉及到系统和系统部件的检测，通常在船上每个系统建造和装配完成之后，要进行检测以确保其满足设计要求。

检验和试航包括系泊试验，建造厂试验，海上试航，联合试航。

第五章 船厂布局

船厂设备布置考虑因素：

使现场材料和工件库存量最优化

保证整个船厂工作流的平稳进行及最小化中转库存 中间产品、材料的运输距离及运输设备数量的最小化

船厂布局指导原则： 具有合理的材料流

车间以U型环绕在船坞周围，预舾装区域与船台十分接近 分段装配，舾装的平台沿起重机的运行路线布置

第六章 船舶设计和建造工艺

船舶建造方案，就是根据产品的特点和制造要求（批量、交货期和技术要求等），结合船厂生产条件制订的建造产品的基本方案。她是进行生产设计、编制生产计划和组织施工的指导方针

船舶建造方案包括：

1船体建造阶段的具体划分 2分（总）段的制造方法 3部件和组合件的制作方式 4船舶在船台上的建造方法

5船舶舾装的阶段和内容的划分，以及应采取的各项技术组织措施 影响船舶建造方案的主要因素： 一、船舶产品特点的影响：

1船舶主尺度和船型特点对船舶建造方案有重大影响 2产品批量的影响

二、船厂生产条件的影响

船舶建造方案的综合评价方法：

对于一个产品可以提出几个方案进行分析比较，并根据其综合评价选择最优的船舶建造方案。一般从三方面评价： 1可行性2合理性3先进性

船台装配阶段生产设计包含具体内容： 1船体分段划分图 2船体结构理论线图 3施工要领说明书 4船台装配顺序图 5船台吊装定位线图 6船台焊接程序图 7船台散装件图

8船台装配长度统计表 9船台焊接长度统计表 10辅助作业工作图

造船CIMS：

造船CIMS是更具船舶产品及其制造过程的特点，对CIMS的具体应用。因此，CIMS是以自

动化技术、信息技术和造船技术为基础，通过计算机及其软件，将造船订货、船型实验、船舶设计、船舶建造、造船管理和交船后服务等造船厂全部生产活动所需的各种分散的自动化单元技术有机地集成起来，形成总体高效益，高柔性的智能制造系统。

数字化造船定义：

以信息化、数字化为核心，以虚拟技术、仿真技术、网络协同技术为手段，建立产品、资源和流程的数字模型为基础，实现信息流、物流、价值流高效准确运行，从而对船舶开发、设计制造、管理、经营、决策活动实现全过程全系统的最优控制，使企业获得最大的经济和社会效益。

第七章 船舶下水

船舶下水的主要方法和措施：

1）根据下水原理，可分为重力式下水、漂浮式下水和牵引式下水。 2）根据下水方向，可分为横向下水和纵向下水。

3）根据下水的工艺方法，可分为涂油滑道、钢珠滑道、小车下水。 下水原理 重力式 漂浮式 牵引式 下水方向 纵向 横向 垂直浮升 纵向 下水设施 涂油滑道、钢珠滑道 涂油滑道、橼木滑道 船坞 纵向船排滑道、纵向两支点滑道楔形下水车纵向滑道 变坡度横移区纵向滑道 横向高低轨滑道 梳式滑道 开船机、起重机 横向 垂向 纵向涂油滑道下水的设备：

1） 下水墩木；2）滑道；3）滑板；4）下水油脂；5）下水支架；6）止滑器

下水墩木：沙箱下水墩木，活络铁墩

决定纵向涂油滑道的主要参数：滑道坡度、滑道中心距、滑道末端水深、滑道长度、滑道宽度和滑道的载荷分布等。

纵向滑道牵引式下水分类： 1纵向船排滑道下水 2两支点纵向滑道下水 3楔形下水车纵向滑道下水 4变坡度横移区纵向滑道下水

横向滑道牵引式下水分类：

高低轨道（腿）横向滑道下水；梳式滑道下水 （此处可能有识图题）

第九章 海洋平台制造概述

海洋平台的分类：

按运动方式：一，固定式：桩式（群柱式、桩基式、腿柱式）、导管架式、重力式。二，移动式：浮式（船式、半潜式）、坐底式（坐地式《独立腿式、沉垫式》、自升式）、顺应式（牵索塔式、张力腿式、SPAR）

按安装水域深度：一、潜水平台：重力式、桩基式（导管架式、塔式、简易结构）、组合式。二、深水平台：系泊式（半潜式、张力腿式、SPAR式）、坐地式（顺应式）。 海洋平台的种类（按功能分）：

钻井平台、生产平台、生活平台、储油平台、近海平台等

设计标准：美国石油协会标准-API 美国钢结构协会标准-AISC 美国焊接协会标准-AWS 美国船级社标准-ABS 挪威船级社标准-DNV 中国船级社标准-CCS

趋势：深水化、大型化、极地化、高科技化

第十章 海洋平台制造工艺

海洋平台结构用钢要求：强度要求、塑性要求、优良的低温韧性、良好的耐疲劳性、良好的耐海水腐蚀性能、良好的焊接工艺性能、良好的纯净度

常见海洋平台结构用钢： 普通强度钢：

按照钢的韧性，普通强度钢分为A、B、D、E四级： A级钢是一般钢材，无冲击试验要求，Mn/C≥2.5

B级钢的缺口韧性在0°时冲击试验功≥27J（纵向值） D级钢的缺口韧性在-20°时冲击试验功≥27J E级钢的缺口韧性在-40°时冲击试验功≥27J 高强度钢：

高强度钢按其最小屈服应力划分强度级别，分为320N/mm2、360N/mm2、400N/mm2三个强度级 Z向钢：

在某一结构钢的基础上，经过特殊冶炼、镇静处理和适当热处理的钢材，具有抗层状撕裂性能。主要用于大型船舶和海洋采油平台的结构复杂部位，可承受厚度方向较高的拉应力。例如平台导管架，各种节点等部位。

Z向钢的标记是在母级钢型号后加上Z向钢等级符号。

Z向钢分为Z15、Z25、Z35三个等级，Z后数字表示该钢件厚度方向的断面收缩率。

管节点用钢的选择：

水下节点 水上节点 要害节点 撑杆端部

对焊缝金属和焊接接头的性能要求：

1防止结构焊缝和接头脆断，故要有足够的缺口韧性，并限制其硬度 2结构受交变应力部位的焊缝和接头有耐疲劳的性能

3有一定的耐腐蚀性等

平台结构焊接材料选择的基本原则：

根据构件的部位和性质，使其焊缝金属和焊接接头的机械性能不低于母材的保证值。 也就是根据平台构件的用钢等级和平台设计要求，选用与之相匹配的焊条或焊丝和焊剂。焊后焊接金属的焊接接头的性能与母材的性能基本一样，能防止焊缝和热影响区焊接裂纹的发生和扩展，不致发生脆断和疲劳。

焊接方法与工艺：

焊前准备：焊前的工艺准备有焊接坡口和焊前预热处理。 焊件的焊缝坡口形状：

焊缝坡口的形状选择，应考虑以下因素： 1保证焊缝达到设计的强度要求 2易于加工成形

3焊接热输入的热量小，变形小，对裂纹等缺陷敏感性差 4焊接生产效率高，省材料，省工时 常用的坡口及选择：

X型、Y型、V型和双V型等。厚度小于20mm多采用V型，大于20mm多采用X型坡口，但在管径较小的情况下，为便于焊接，也可选V型坡口，这样可避开焊工在管内的焊接操作。

焊前准备：

焊前的工艺准备有焊接坡口和焊前预热处理 焊前预热处理：

为缓和焊接应力，降低焊缝扩散氢含量，减少裂纹发生几率，焊前对大厚度焊件、拘束度高的焊件以及平台关键构件要进行预热处理。预热温度取决于结构的性质、焊件的材质和厚度，通常在100~150°之间。加热范围是焊缝两侧150mm，关键构件焊接过程要保持预热温度，连续焊完。焊后保温半个小时，用保温措施缓慢冷却到常温。 常用的海洋平台结构焊接方法：

电渣焊、埋弧自动焊、等离子弧焊、CO2气体保护焊、氩弧焊、激光焊等。对于要求有单面焊双面成型的构件有时可以用STT焊打底，具体方法根据构件结构特点而定。

焊后工艺处理：

焊缝修整、缺陷修补和焊后热处理 焊后工艺处理之目的：

提高焊缝金属和焊接接头的韧性和疲劳强度。 焊后热处理的目的：

提高焊缝金属和焊接接头的韧性和疲劳强度。 焊后热处理的目的：消除残余焊接应力

焊接缺陷检验主要方式：

肉眼外观检查、射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透剂探伤等。

射线探伤：一般用于一切关键构件的对接缝。板厚在27mm以上的可只用射线探伤。若板厚在37mm以上者，在用射线探伤后还应进行超声波探伤。

超声波探伤：主要用于强度要求高而难以用射线检查的焊缝，尤其是十字接头、T型接头及各种形式组合接头。

磁粉探伤：主要用于检查焊缝表面裂纹，多层焊的中间层及扣槽封底焊前的表面裂纹检查。 渗透剂检查：主要用于不宜用磁粉检查的焊缝。

海洋平台构件加工工艺：

与船体构件加工一样，海洋平台构件加工方式分为热加工和冷加工两大类。

海洋平台构件边缘与传播构件边缘加工工艺的比较： 由于海洋平台结构构件的边缘，除管管相贯和管板相贯边缘与船舶建造中的边缘、焊缝有较大的区别外，其他边缘、焊缝均与船舶钢板板缝一样，仅平台构件厚度厚些而已。而平台管件相贯线边缘的特点，在于其焊缝坡口角度是变化的，且其坡口角度又是与相贯线位置密切相关，也即两管之间的相对位置要求严格对准。 相贯构件之间的相对位置线一定要正确无误。

管节点的装配：

在进行管节点装配前要做好以下准备工作：

按图纸要求进行已完成的主、支管的加工精度复检，尤其是相贯线处的坡口加工质量。 为了装配管节点时施工方便、保证节点装配精度，最好能事先准备若干个装配支管用的简易托架，托架的支座立板应能调节，以适应管件直径的变化和前后位置、高度的调整之需。

装配顺序：

1将主管吊至平台，在装配托架上就位，调整其水平高度，如有必要进行校正 2划线。在主管和支管上均应划线

3安装上支管。注意支管与主管接头处相贯线的间隙要调整均匀 4侧支管划线和安装。

对于双层壳板的立柱曲面分段，可采用三种方案进行装配： 1以外板为基面在胎架上正造 2以内壳板为基面在胎架上反造

3先分别以内、外壳板为基准面装焊相关的内、外壳板架，然后再组装成立柱曲面分段。

半潜水式海洋平台立柱总段的焊接顺序：先焊外壳板对接缝的内侧，其次焊内壳板对接缝的外侧，再次焊夹层中水平构件的对接焊，然后焊夹层构件与内外壳板的角焊缝，最后焊内外壳板对接缝的封底焊。

船台类型：纵向倾斜船台、水平船台。

海洋平台的总装方法：

半潜式平台总体结构，一般由下舟体（沉垫）、立柱、支撑、模块及井架平台和井架五大部分组成。

其总装方法可归纳为三大类：吊装法、下沉法、顶升法。

海洋平台建造方案：

对海洋平台而言，其总装法有分段法、总段法；又可分为陆上总装法和海上总装法

影响海洋平台建造方案选择的因素： 1、海工企业起重运输能力 2、生产场地

3、海工企业设备资源能力 4、下水设施

5、所建平台的类型、尺度和结构特点 6、海工企业与其他厂的协作情况

影响海洋平台分段划分的因素：

由于海洋钻井船的主要部分（平台、沉垫等）类似驳船，并且其结构都能满足相应的船舶规范（当然也有特殊要求），因此船体分段划分的一些主要原则均适用于海洋平台。具体来说，要考虑以下因素：

1要考虑制造厂的起重运输能力，使最大分段重量及尺度不超过承造厂的最大起重运输能力 2要考虑各个建造阶段的劳动量平衡问题

3要考虑强度问题，使分段大接缝尽可能避开高应力集中区 4要考虑施工工艺性问题，尽可能扩大平面分段之数量，尽可能合理布置分段大接缝的位置，以改善施工条件，尽可能扩大预舾装工作量，尽可能降低原材料消耗

半潜式平台分段划分特点：

1同自升式钻井船的平台部分一样，半潜式钻井船的平台部分分段划分是以平面分段为主来进行划分的

2半潜式钻井船的沉垫因其高度和宽度尺寸往往不是特别大，而其内部纵横舱壁较多，因而便于形成环形总段，故沉垫往往划分为若干总段或者半立体段 3立柱一般划分为若干环形分段，预制合格后再与沉垫、平台进行总装，其长度随起重能力、材料规格、总装方案、预制方法等因素而变。

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