船体结构修理工艺

发布 2021-05-30 08:06:28 阅读 1106

一, 常见的几种施工工艺。

1. 结构更换:更换损坏了或蚀耗了的部件,使之恢复成原有的形式;

2. 结构部分更换:考虑到整个结构更换比换困难,涉及面广,其中有的部件的蚀耗还未到非换不可的程度,征得验船师的同意,可以进行结构部分更换;

3. 结构矫正:在更换外板、甲板时采用,主要包括冷加工矫正和就地热矫正;

4. 结构拆下、矫正、装复:有时外板变形严重,无法就地矫正修复,则将外板拆下送到车间,利用机械设备进行矫正,待在外板原来的部位的内部骨架就地矫正结束后,再将外板原位装复,必要时亦可将骨架一起拆下送车间矫正;

5. 结构拆除:有时船体经过改装后,有一些结构已无存在的必要,须予以拆除;

6. 焊接工艺:(1)焊接前,接缝处应批出斜坡口,以消除夹缝空档。

常见的坡口按焊接的要求有v形、y形、x形和k形;(2)焊接表面冷却后有一层灰色的焊渣,必须铲除干净,防止夹渣。焊缝要求均匀平整,如焊坑、咬边或者烧穿钢板,均为不合格,应当刨除重焊;(3)对于旧焊缝的修理,不可直接在原有的焊缝上面加焊,应将待修的旧焊缝及其两端各延长5-8mm长度全部刨掉,批出整齐的斜坡口,然后焊接,要特别注意新、旧焊缝接合处的质量;(4)对于构件本体裂缝的焊接,必须先在裂缝的两端各钻一个止裂孔,以便使其内应力在此处向各个方向分散,然后批槽堆焊。如果焊接大尺寸的铜制构件的裂缝,除必须钻止裂孔及批槽外,还应当预先用慢火将构件烘热,保持在一定温度上焊补;(5)对于地环、羊角等的焊接,如带底座者,应按复板焊接的工艺要求进行焊接;如天底座者,其脚部应批成锥形然后堆焊,不可采用仅在圆钢角部堆焊一圈的方法。

二, 船体渗漏及其修理工艺。

1. 产生原因:

由于金属遭受腐蚀,其完整性就逐渐遭到破坏,在焊缝处局部强度逐渐下降,加上船舶在海面上经常收到水的压力和波浪冲击,以及船舶主机、辅机工作时引起的船舶振动,还有不正确的货物装载与移动,船舶在波浪上时而中拱,时而中垂等,在这些外力的作用下,船舶产生纵向和横向的弯曲,使船体发生变形,在腐蚀严重处就造成焊缝纹路增大,从而产生渗漏现象,这在船体外板、甲板和水密舱壁的接缝处常可见到。

2. 修理工艺:

船体出现渗漏的地方,多在焊缝处,这是因为焊接过程中有夹渣、气孔、裂纹、未焊透等缺陷,以及不合理的施焊程序造成了应力集中;在使用过程中,又受到各种外力的作用而产生了裂缝,从而产生了渗漏。这时,一般均采取刨掉该处焊缝,重新补焊的办法来消除;为了使新旧焊缝接头过渡良好,在刨除漏水焊缝时,一般比原漏水焊缝长50-75mm。

根据损坏程度,也可采用补板或换新的办法。补板可分挖补和贴补两种,即在焊水的焊缝处挖补或贴补一块比漏水焊缝长的钢板,四周连续对接焊或连续搭接焊。在漏水严重而补板又不可能的情况下,应采取换新的办法,即在漏水焊缝两侧的钢板全部割除换上新钢板,挖补和换新仅在大小上又区别,其工艺过程如下:

1) 在决定挖补或换新的板的边缘(或焊缝上)画好切割线,测量外形尺寸,如有必要应在适当肋位制作样板;

2) 根据现场测得得数据加放适当得余量(一般每边加放20-50mm)后号料切割,并加工成形;

3) 在待拆除得板上按预先画好得切割线割,(在适当位置保留4-6个小段约50mm长得板缝暂不切割),切割时必须注意不要损伤骨架;

4) 割除板与骨架间得角焊缝,在适当位置焊上吊环并挂上葫芦钩住待拆板石,再割去保留的小段板缝,将板取下;

5) 修顺切割边缘,请氧化物后,将预先加工好的新板装上。板材先与骨架贴紧,然后从该板的中间肋骨近中点处向上下及前后尽可能地施以定位焊,随后割除新板四周余量(常为套割),并由中间向两端对对接焊缝施以定位焊;

6) 根据需要装妥马板后,先焊板在舱内的对接缝,施焊程序如图:

7) 一般采取逐步退焊法进行,以避免焊后产生较大的内应力,然后焊板与内部骨架的角焊缝,最后在板的外面,将板对接焊缝刨开槽后进行封底焊;

8) 板缝焊妥后拆除马板、铲去焊疤,对焊缝进行密性试验检查其有无夹渣、气孔、裂纹、未焊透等缺陷。

必须注意:在补板或者换新时,未动的旧板边缘已形成了坚固的框架,这样就会妨碍补板或换新板在焊接时的自由收缩,以至产生了残余应力,这时补板或换新板的四角就容易出现裂纹,为克服这一缺陷,必须采取以下措施:

a. 将补板的四角(或换新板的四角及割除部位的四角)做成圆角,其曲率半径不得小于板厚的三倍;

b. 安装时应注意新板/补板与旧板对接/搭接间隙不得大于1mm,使其紧密接触,另外,为了使焊接时有收缩余地,采用马板固定,若采用定位焊固定,则定位焊长度应小于5-10mm,间距为300-400mm。

注意:旧板割下时,若在板与骨架连接处则切割较困难,当骨架与板为间断焊连接时,为保留骨架可将骨架处板切割成狭窄的板条,待其他部分的板被割除后,再割开骨架与板条的连接焊缝;若骨架与板为连续焊缝时,需将板与骨架一同割除,然后重新装焊新的骨材。

三, 船体凹陷及其修理工艺。

1. 产生原因:

当内应力超过了船体的局部强度时,使船体的局部产生了永久性变形。

2. 修理工艺:

1) 就地消除凹陷:

当凹陷尺寸小,且弯曲度不大,其位置又是在主要构件和接缝线以外的地方,例如非水密舱壁等处,可采用以下方法予以就地矫正:

a. 加热吊平:在变形凹陷部位的中间焊一螺栓,并在两边骨架处安装卡板,把螺栓拧紧,然后用氧乙炔烘矩在变形面上顺序烘烤加热,再拧螺栓,把凹陷部位慢慢拉出,反复几次,直至恢复原状,完工后,要检查其周围附近的焊接是否因吊平时牵动而致松动或损伤,必要时应进行密性试验。

加热吊平法一般用于一个肋距间小面积变形的矫正。

b. 加热并用千斤顶加以矫正:首先在凸出的一面安放撑住或千斤顶,然后在其反面(凹面)利用氧炔焰加热,使钢板温度达到800-900℃,即呈现桔黄微红时,缓慢地、均匀地用千斤顶顶平,以免发生金属的折损及裂缝,为了帮助受热处的收缩,可浇注冷水进行冷却,然后用直尺或样板检查其正确性。

c. 利用加热时进行锤击矫正:使用这种方法,主要注意温度,一般要求加热至1000-1100℃,并且铁锤不能直接打击钢板,而需垫以平锤,通常多采用木锤矫正,这样可防止钢板损伤和留下锤痕。

d. 利用门型马板打入铁楔矫正,这种方法仅用于薄板和凹陷小的地方。

2) 在车间内矫正:

当凹陷比较大时,可拆卸下船送到车间,利用矫正机械或者在平台上加热锤击矫正,其优点是可以进行大面积矫正;

3) 补板/挖补:

若钢板在局部范围内损耗严重时,将凹陷部位切除,补上新板,或者就在凹陷区贴补一块钢板,补板的四角应做成圆角,四周与旧板烧连续对接或搭接焊,焊接程序同上。

通常对于船体凹陷,采用贴补方法比挖补方法多,因为它省去了拆卸旧板的工作,效率高。贴补板的厚度一般为原板厚的0.75倍。

贴补前,要对凹陷区除锈油漆。若为弯曲部位,还应将补板预先加工成型。

4) 换新板:

当损坏相当严重而无法挽救时,就需将凹陷的钢板全部换新。

四, 船体裂纹及其修理工艺。

1. 产生原因及部位:

船体裂纹产生的原因很多,如在船体装配过程中,各构件没有达到规定的配合就进行焊接,结果造成弯曲而产生应力,这种应力潜伏在船体板架上,当受到其他外力叠加时,便会产生船体裂纹;船体结构所用的材料质量低劣,以及在加工制作中,操作不当或预热不足,焊接过程中存在灰渣、气孔、裂纹、未焊透等缺陷,加上不合理的施焊程序,造成应力集中,这些都是产生裂纹的隐患;再就是金属遭到腐蚀,船舶在波浪上反复受到交变应力的作用,以及主机、辅机等工作时产生的船舶振动而引起的金属疲劳,在外力作用下,只要超过了理论计算时船舶纵向和横向的强度,便会产生船体裂纹。因此,必须掌握其规律,找出船体上最容易产生裂纹的部位,做到有的放矢地消除和预防。

一般作容易产生裂纹的部位有:

1) 凹陷与弯曲处,特别是接缝部位。因为产生凹陷、弯曲时,接缝处会产生较大的应力。

2) 艏柱和艉柱处,特别是被波浪冲击而受损害的地方。这是因为艏、艉柱的加工程度最大,金属内部结构被迫改变,具有不同的电位,因而特别容易遭受腐蚀,在冲击的作用下受到损害而产生裂纹。

3) 主机、辅机和锅炉下面以及不能进行清洁的水舱、油舱等处的外板。

2. 修理工艺:

船体外板、甲板的裂纹修补,基本上采用碳刨开槽两面焊接方式进行,必要时在裂纹修补结束后再在其外(内)表面加焊复板,即贴补方法,修补前,必须做好以下准备工作:

1) 限制裂纹的发展,即在裂纹的两端钻直径为5-8mm的圆孔,圆孔深度应与裂纹深度一致,形成圆孔后,可以减小应力,起到止裂的作用;

2) 检查裂纹的程度:用煤油试验可检查其长度;用钻孔法可测定其深度;

3) 在裂纹处按照焊缝的要求和标准开出坡口,此处坡口的深度必须大于裂纹的深度,否则焊完滞后,金属内部仍留有裂纹,造成隐患;

4) 对于限制圆孔进行塞焊。

五, 船体骨架弯曲及修理工艺。

1. 产生原因:

作用在外板上的力,同时传递到外板相连接的骨架上,因此,就其本质来说,弯曲和凹陷没有什么区别,只是弯曲部分在骨架而已,在船体上容易产生弯曲的部位有:木材、肋骨、舱壁扶强材、木架、首尾柱等。

2. 修理工艺:

1) 就地矫正:将弯曲部位的外板预先拆去,对弯曲程度较小的骨架,用氧炔焰对弯曲部位加热后,再用锤敲击,使其恢复原来的形状,对弯曲比较严重的部位,则在加热后用千斤顶对其施加外力,然后用锤轻轻敲击到原有形状,也可用门型马和铁楔来矫正;

2) 车间矫正:对于弯曲变形特别严重的肋骨,应拆下船到车间进行矫正后再装复或换新,在拆除前应根据拆除的肋骨的受力情况,采取分批拆除或全部拆除工艺,拆下的肋骨应在其弯曲部位到完好处多割去100-200mm,以便安装新肋骨时能正确的连顺线型。

六, 船体破洞及修理工艺。

1. 产生原因:

由于意外碰撞,例如两船相撞,使船体局部强度遭到破坏而出现破洞,破洞的部位可在艏、中、艉,也可在水上或水下部位。

2. 修理工艺:

1) 割除损坏结构:用气割法将破洞处的外板及内部骨架割下,但必须保证船体结构不变形,对留下的部分进行修边和开坡口,骨架与骨架的接缝和板与板的接缝应错开,但不宜过大,以利以后装配,局部绘制施工图,构件号料加工;

2) 安装骨架:先装横向骨架,如横梁和肋骨,以及它们之间的梁肘板,然后装纵向骨架,如舷侧纵横等,进行新装骨架与保留骨架间的焊接和新装纵横骨架间接缝的焊接。

3) 安装甲板与外板:先装舷侧顶板和甲板外板,使骨架刚性固定后,再依次安装其它外板和甲板,先焊板与板的舱内对接缝,后焊骨架与板的角接缝,最后焊板与板在外表面碳刨开槽后的对接缝,采用逐步退焊法以减少焊接变形,最后火工矫正,并进行质量检验。

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