威海荣成扬帆船舶制造有限公司总组与搭载工艺流程及控制要点讲座-pah001课件.ppt
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1、 随着中国造船工业与造船技术的飞速发展,国内造船企业迅猛发展。今天,威海荣成扬帆船舶制造有限公司的兴起,必将在国内造船史上注入新的篇章。扬帆船舶发展的总体思路非常明确:“以世界一流造船企业为标杆,导入当今世界先进造船生产管理模式,采用现代化的工艺技术、装备,高效生产流程和合理工艺布置,建设现代化大型船舶建造精品基地”的指导思想。希望通过本次交流,能使我们通过沟通并全面熟悉和掌握船体建造总组与搭载生产施工过程、计划落实、精度控制、产品交验等有关内容,使我公司的船舶建造有一个良好的溶入。船舶建造工艺学概念是随着其科学发展程度而逐步形成的。其知识体系指导人们用原材料生产出需要的产品。船舶建造工艺学不
2、断将综合科学知识应用于现实生活,从而随着科技进程其内容也在不断修订和完善。所以说船舶建造工艺广义上包括工艺科学概念和反映船舶建造过程的生产科学概念。为了能够掌握和了解船舶建造的新技术、新工艺方法,有必要对一些新工艺的概念、含义以及应用模式作以说明,以利于同各位专家和同仁能更好的理解和交流,从中得到新的和统一的认识。(1)、钢质船舶建造钢质船舶建造造船生产在其发展轨迹中经历了一系列革命化的变化。金属代替木材作为结构材料就是其中最为明显的实例之一。世界上第一艘铁驳船始建于1789年。之后钢材开始成为了主要的造船结构材料,木质造船从此不断缩减。现在的小船主要有:体育运动船、小型渔船等。重要的改变发生
3、在19世纪,当时能源开始使用蒸汽,后来应用电。()、焊接技术应用焊接技术应用第二次世界大战后船舶的钢制船体开始采用焊接技术,从而取带了铆接的钢质船舶。焊接取代铆接已有很长时间,而焊接所导致的造船工艺方法的改进至今仍在研究发展中,甚至还会持续很长的一段时间。在焊接技术未引进之前,建造每艘船的船体基本上采用与木船的船体建造相同的工艺过程。与这种工艺过程相适应的是系统导向的计划安排,包括系统导向的船体建造图纸的绘制。()、造船工艺应用造船工艺应用20世纪,造船工艺理论得到了广泛的推广,不仅与自然科学的发展而且在很大程度上与要求加工工艺过程为基础的生产需求相联系。近年来,很多领域中新的信息技术都在快速
4、发展,信息加工水平不仅在生产系统而且在工艺学中都有所体现。船舶建造生产过程的本质、过程的相互联系及发展规律,是建立在数学、力学、物理、化学这些基础科学之上,与船舶建造相关联的应用科学如船舶设计、舰船原理、船舶强度、造船工业的经济学及企业管理学等在很大范围内相互作用。()、造船生产系统造船生产系统 从长期造船工艺生产的观点理解船舶建造的生产过程,即:材料获得和加工;船体结构组装和焊接;整个船体成形;货舱及各舱室的涂装;主、辅机、电气设备的安装;系统、设备的安装与调试;船舶舱室装饰与装修;完工船舶的试验及交付订货方。目前船体建造过程在本质上扩大了,生产过程包括技术手段、原材料、信息、财政和基本的资
5、源、控制系统、社会和自然环境及生态后果,均在生产过程中有所体现。()船体建造发展方向船体建造发展方向船体建造的发展方向以及新工艺方法应用大致可归纳如下:船舶建造新工艺方法的研究与完善得到普遍认可,其中主要是单元和模块原则,各种结构建造类型及限定尺寸的船舶组装,运用成组技术对单元和模块组件的尺寸进行控制。另外造船还包括如下新工艺内容:、在生产工艺准备时应用计算机技术的新信息工艺学、控制工艺过程的数学方法;、从合同设计开始,就使生产人员和设计人员紧密结合,同步开展生产设计和计划工作;、生产过程采用机械化与自动化,包括使用工业机器人、机器人配套工艺的运用等;、对新工艺过程原则上的研究,如新的工艺方法
6、(激光和放样工艺,高能工艺等)以及使用更多新型工艺材料,高效生产设备,其中包括数字过程控制、高精度测量设备等;、船舶建造中材料、能源、劳动量、财政和其它资源的经济学;、创建造船安全劳动条件和清洁工艺环境等。现代化船厂与传统船厂相比较,其生产过程有着明显的不同,扬帆船舶就是采用现代化船厂的生产模式,这种模式要求各个方面的生产过程能始终保持相互有机地结合,并且组织成一个能自身不断完善和提高的造船系统。由此船舶船体的制造可分为零件、部件和不同复杂程度的组装单元(包括分段及分段模块):零件零件 无装配工序,由同一牌号材料加工成的产品;部件部件 由几个零件组成的船体结构工艺的完整部分;分段分段 完整的工
7、艺性,单独制作的船体部分,由一系列部件和单个零件组成;分段模块分段模块 船舶船体部分,主要由分段、部件和零件组成。其特点是分段制作过程中就安装机械装置、系统组件、装置、设备、单元等。这种分段模块也称作船舶模块。分段模块分段部件零件船舶船体 船体零件和装配单元划分的目的船体零件和装配单元划分的目的 现代化造船将船体建造划分为零件、部件和组装单元的目的,就是要确定和划分船舶总的生产建造过程配合相应的生产程序,来达到每个工序内部都能完成有效的工作。例如船体分段和分段模块在建造过程时,此时船舶上的铁舾、管舾制作和安装机械、系统、设备安装、舱室的装修和设备都成为其制作的一部分。作业排序的优化作业排序的优
8、化 现代化的生产过程强调的是如何提高生产效率,其中最主要的一个因素就是优化作业排序。目前较先进的船厂采用计算的方法对作业排序进行优化,目标是达到设备调整时间最少、工件平均加工时间最少、关键设备利用率最高、材料利用率最高和船舶建造各大节点最短等等。经有关专家统计,由于作业排序的优化,对于不同类型作业可以使生产能力提高 造船生产技术发展到今天,基本上可划分为五个等级水平。第一级水平:第一级水平:是散装船体,并在船体形成后进行舾装。这是采用钢质造船的最初级水平;第二级水平:第二级水平:是先形成分段,而后合拢为船体,并进行舾装。这一阶段经历的时间最长;第三级水平:第三级水平:是船体采用分道建造法,在船
9、舶设计之前就制定了“建造策略”,规定了设计要贯彻的区域舾装方案;第四级水平:第四级水平:是采用一体化建造法,在船体分道建造和区域导向舾装的基础上使中间产品的制造不按船舶和船舶系统分类,实现空间分道、时间有序、责任明确、相互协调的作业优化排序。同时,造船系统的设计、生产、管理和采购各部门的任务和计划及相互关系,都围绕中间产品的制造予以明确规定,使得船厂的一切工作相互协调,极富节奏;第五级水平:第五级水平:是充分发挥人的因素,开展全面质量管理小组活动,持续地完善造船系统,不断提高生产率。工艺流程是生产过程的一部分。它包括全方位的生产和作业状态的测定,在作业对象状态的测试下记录并检验效果。在工艺过程
10、中,在设备和人力的影响下,使外部物理的作用带来作业对象内部的特性、形态和外部状态的改变(例如:受起重能力的影响,导致分段总组划分及单元划分不同,而对作业影响的改变等)。是指在作业地点生产过程的制订和考虑时、工艺过程选择时、产品生产研究时以及生产施工时的主要单位。每一个工艺过程都可划分为几个工序。在一个作业地点完成的完整工艺过程并由固定的执行机构来完成的称为工序。工艺过程可以是在分段上装配零、部件;在总组阶段进行单元施工等。威海荣成扬帆船舶制造有限公司的船体建造工艺流程,是根据现代化船舶建造工艺流程特点,按照流水节拍均衡生产,舯部首尾并行建造,分段制作专业化、成品化,坞内快速搭载的要求,进行下述
11、工艺流程布置:总组涂装先行舾装平直分段组立钢材预处理钢材堆放切割加工部件组立曲面分段组立上层建筑组立码头舾装交船搭载 堆场与抛丸处理线垂直堆场与抛丸处理线垂直布置布置,紧邻材料码头。主要,紧邻材料码头。主要考虑钢材可由材料码头直接考虑钢材可由材料码头直接卸入钢材堆场,进入抛丸流卸入钢材堆场,进入抛丸流水线无需水线无需9090度转向。设置三度转向。设置三跨,每跨跨,每跨2828米,板材最大尺米,板材最大尺寸为寸为22224.54.5米。其中,米。其中,2.52.5个跨堆放板材,个跨堆放板材,0.50.5个跨堆放个跨堆放型材。钢材的储备量按型材。钢材的储备量按1.51.5个个月考虑月考虑。3*2
12、82 5 2钢料堆场15T电磁吊15T电磁吊15T电磁吊25T电磁吊25T电磁吊25T电磁吊25T电磁吊25T电磁吊25T电磁吊20T电磁吊设为设为4 4跨。其中三跨为板材切割,一跨为型材切割。跨。其中三跨为板材切割,一跨为型材切割。16 52 7钢料切割加工车间设备布置理料区T 型材加工切割区构件切割区板材拼接区型材加工区自动化切割生产线平铁切割生产线等离子切割机6M*90M11M*90M6M*90M11M*90M等离子切割机等离子切割机等离子切割机火焰切割机火焰切割机6M*54M等离子切割机 6M*90M500T压力机300T压力机火焰切割机材料堆放区材料堆放区材料堆放区材料堆放区3 0*
13、4 设为设为4 4跨。按空间分道生产原则,一跨主要为肋跨。按空间分道生产原则,一跨主要为肋板、绗材组立;一跨为框架等组立;另两跨为小部件板、绗材组立;一跨为框架等组立;另两跨为小部件半立体组立。半立体组立。平直分段组立间布置及工艺流程见下图所示。按区域、阶段完平直分段组立间布置及工艺流程见下图所示。按区域、阶段完整性原则,平直分段组立间从切割下料到分段予舾装,形成独立的整性原则,平直分段组立间从切割下料到分段予舾装,形成独立的作业区域。没有采用作业区域。没有采用FCBFCB单面焊双面成型装置,采用埋弧自动焊。单面焊双面成型装置,采用埋弧自动焊。在厂房内设翻身工位,做到分段完整组立和予舾装,成品
14、化出厂房。在厂房内设翻身工位,做到分段完整组立和予舾装,成品化出厂房。曲面分段组立车间设为曲面分段组立车间设为3 3跨。其布置及工艺流程见下图。按跨。其布置及工艺流程见下图。按区域、阶段完整性原则,一跨为冷热加工区,布置大型三星滚、区域、阶段完整性原则,一跨为冷热加工区,布置大型三星滚、压力机、肋骨冷弯机等。主要加工外板、槽型舱壁,水火弯板及压力机、肋骨冷弯机等。主要加工外板、槽型舱壁,水火弯板及型材弯曲加工等。一跨作为机舱平台、舱壁板平面段生产线;一型材弯曲加工等。一跨作为机舱平台、舱壁板平面段生产线;一跨作为以曲面为基准曲面生产线;其他为分段组立区域。跨作为以曲面为基准曲面生产线;其他为分
15、段组立区域。先行舾装车间主先行舾装车间主要为机舱分段、上层要为机舱分段、上层建筑分段进行预舾装建筑分段进行预舾装,该车间设为二个可移该车间设为二个可移动式工作间。各布置动式工作间。各布置小型小型5 5电葫芦吊车电葫芦吊车台。台。302 4 0预舾装车间(移动式)5T葫芦吊5T葫芦吊大坞尺寸:大坞尺寸:530M530M106M106M13M13M。按串联按串联1.51.5艘并联两条布置。艘并联两条布置。600T龙门式吊车600T龙门式吊车 60T门座吊 40T门座吊 60T门座吊艉段艉段20万吨散货船20万吨散货船船坞(530m106m)总组场地 分段总组是为了缩短船坞搭载、装配、焊接周期的一分
16、段总组是为了缩短船坞搭载、装配、焊接周期的一种建造工艺手段。分段总组要充分考虑以下因素:种建造工艺手段。分段总组要充分考虑以下因素:分段供给的可能性及完整性;总组场地;分段几何尺分段供给的可能性及完整性;总组场地;分段几何尺寸;船坞起重及运输能力;施工流程是否合理;是否有利寸;船坞起重及运输能力;施工流程是否合理;是否有利于于 “壳、舾、涂壳、舾、涂”一体化造船;能否满足单元预舾装一体化造船;能否满足单元预舾装要求等因素。要求等因素。分段总组阶段工艺流程详见下图分段总组阶段工艺流程详见下图(1 1)、总组阶段)、总组阶段涂装施工电装施工机装施工甲装施工管装施工电装焊接电装装配机装装配机装焊接船
17、台合拢涂装补油形成总组合格返修焊接探伤铁舾焊接铁舾装配管系焊接管系连接总组装配分段总组阶段工艺流程边缘报验焊后报验总组焊接边缘准备分段定位船体施工 分段总组施工过程不能看成是单一工种的独立作业,虽然各工种独立完成自己的工作,但保证总组分段的完整性取决于各工种的协调作业。另外总组段的部位决定了各工种的作业面、劳动强度、人员配置、时间选定、完工周期等。如货舱区底部分段的总组,主要由船体装配及焊接、管系安装及焊接,以及涂装局部补漆工作,而其它工种不需投入。但是机舱区域的分段总组则需船体、机、甲、居、电、涂装等各工种的同时参与。因此机舱区域的分段总组则需要比货舱区域的底部分段投入更多的人员和更长的总组
18、周期。船台基准阶段工艺流程船台基准阶段工艺流程 船台基准阶段工艺流程船台合拢铺船体建设墩船台清理基准段报验船台划线基准段定位船台线报验船体施工清理滑道 船台基准阶段虽然工序比较简练,但其工艺难度、技术含量比较高。因为船台基准是一个基础,是分段在船台装配定位和主尺度交验时的测量依据,其精度如何直接影响到后续分段的合拢及全船建造的型位尺寸,所以船厂质检、船东、船检等各方面对船台上基准的布置及标注精度是十分关注的。、船台上标注基准的内容 船台上标注的基准有:船体中心线基准线、船体半宽线基准线、分段两端肋位线、垂线间长和最大船体长度线等。船台上标注的基准示意最大船体长度基准船体中心线船体半宽基准线垂线
19、间长基准分段肋位基准线垂线间长基准最大船体长度基准划船台线方法示意312BOA划船台线方法示意312BOA划船台线方法示意312BOA划船台线方法示意1O前一段尾部肋位线后一段首部肋位线 下面简单介绍船台上标注基准的方法:将两台经纬仪分别放置在船台首、尾中心线 O点和 1点上,当两台经纬仪互相看到对方的基准点时,就可划出船台中心线。将经纬仪在O点和1点上向左、向右各旋转90度,并按船体半宽分别量取A、B、2、3四点,再将经纬仪放置到这四个点上,按船体中心线的划法,即可划出船体半宽线。当船体中心线和半宽线划完后,再按计算后的船体长度分别量出分段合拢缝处船体肋位线。最后用油漆做出标记即可。基准段分
20、段定位交验合格后,就开始按 “塔式建造法”进行后续分段的合拢,其合拢顺序是从中心向艏艉、左右;从底部向舷侧、甲板。基准段底部分段底部分段机舱分段甲板分段横壁分段纵壁分段舷侧分段艉部分段上层建筑艏部分段主船体成型船台总组合拢顺序 船台合拢与分段总组施工过程基本相同。但船台总组更要讲究前后工序的衔接,即后道工序施工前,前道工序必须要完成,否则会造成后道工序衔接不上,而影响所有后续工作的无法开展。因而各工种的作业面、劳动强度、人员配置、时间选定等更要合理的配置,才能完成并缩短船台建造周期。下图是分(总)段船台合拢阶段的工艺流程图。分(总)段船台合拢阶段铺建设墩边缘准备船体焊接焊后报验边缘报验船台装配
21、管系连接管系焊接铁舾装配铁舾焊接焊接探伤合格返修船体成型涂装补油船台合拢机装焊接机装装配电装装配电装焊接管装施工甲装施工机装施工电装施工涂装施工分(总)段定位脚手架搭建船体施工 上层建筑分段的总组应在船台基准段定位后就开始展开。因为上层建筑是影响水下调试和交船的关键工序,所以上层建筑总组应越早越能保证其完整性、有利于上层建筑的整体吊装、有利于机、甲、居、电、涂装等工事的提早结束,为下水完整性和交船创造条件。船 体 施 工电 装 接 线上 层 建 筑 结 构 报 验管 系 连 接管 系 焊 接形 成 总 组涂 装船 台 合 拢居 装 焊 接居 装 装 配电 装 装 配电 装 焊 接管 装 施 工
22、电 装 施 工大 型 设 备 进 舱上 层 建 筑 总 组 阶 段上 层 建 筑 预 组分 段 装 配分 段 吊 装 定 位分 段 焊 接居 装 施 工火 工 矫 正 船体的各个舱室在合拢后成为独立的舱室之后,便可以进行舱室的干舱交验。其前提是:形成舱室的合拢装配、焊接结束;舱内管舾、铁舾联接并交检;火工矫正结束完整后,经船东、船检对焊后的确认并签字。干舱交验前应对舱室内的各种缺陷、包凸处理、卫生清洁、照明检查、吊板安全确认等工作完成后,提交船东、船检进行干舱报验。舱室干舱交验结束后,即可进行舱室的密性交验。密性报验前,需对舱室所有邻界面的合拢焊缝进行一次密性检查,对有气密漏的部位进行修补,直
23、到焊缝没有任何缺陷。同时还要检查焊缝是否有油漆,若有需脱漆处理。密性报验前,船体、机、甲、居、电等施工结束;卫生清洁、照明检查、吊板安全等工作检查良好,然后方可对船东、船检提交报验申请。具体施工工艺流程详见下图舱室清理居装施工结束电装施工结束船体施工结束甲装施工结束机装施工结束密性报验干舱报验涂 装舱室密性舱室干舱完整舱室密性工艺阶段 船舶下水是船台上建造工艺的最后一个施工阶段,也是造船工艺流程中的一个重要组成部分。船舶下水阶段主要完成的工作有:下水装置的安装;下水前的检查工作;下水操作;下水后工作。船 舶 下 水 工 艺 阶 段船 体 基 线、主 尺 度 划 线 报 验外 板 涂 装 结 束
24、密 性 结 束船 体 成 型船 体 基 线、主 尺 度 划 线船 舶 下 水下 水 操 作下 水 装 置 安 装下 水 前 检 查 铺设下水砂箱墩;检查前后支架的安装情况;拆除建设墩及加临时建设墩;对水下滑道进行清理、浇蜡及安装;安装安全止滑机、机械止滑机、制动千斤顶;挂龙须缆;指挥讯号系统的安装试验;检查照明情况等。主要检查海底、舱口、舷边开孔等是否封闭;压载舱内是否干澡无水;船上是否有可移动的物件;检查前、后支架、滑道、滑板的安装及紧固情况;各种止滑器及制动千斤顶是否灵敏可靠;检查制动锚链的安设情况;下水指挥信号情况;水下、陆地是否有阻碍下水的物件等。成立下水委员会及确定下水的工作人员和指
25、挥人员;下水仪式应根据潮水的情况严格控制时间;下水时应按专门的下水操作程序执行(详见专门的下水操作程序作业指导书)。船舶下水并全浮后,根据风向及风力的大小及时的抛锚;拖轮提前做好准备,迅速靠拢,并带缆靠码头;检查船体是否漏水,最后将水下的滑板等打捞回收。(一)、基本的船体建造计划和进度表 船体车间的生产计划主要依靠公司、部编制的船体建造基本计划和进度表等文件,并由此编制船体合拢进度表、单船合拢进度表,最后分解并形成月度计划、周日程计划和小日程(单日)计划。理论上讲,计划的制定是有严肃性的,不易随意调整,但目前我们受到各方面的因素影响,还没达到科学的、有效的、准确的统计与分析,所以月度、周日程、
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