船体结构修理工艺

船体结构修理工艺一，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，第2/5页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第3/5页的深度，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。（4）密性试验：七，船体腐蚀及修理工艺1.船体腐蚀的原因及其分布：金属的腐蚀是因为金属与周围介质发生了化学反应和电化学作用而出现的，尤其是电化学作用是金属腐蚀的主要原因。船体的腐蚀是相当严重的，一般最容易出现的部位是：（1）水线变化区的外板（2）首尾柱部分（3）泄水孔周围和尾部转圆处（4）护舷材以下部位（5）焊缝区域（6）油舱，尤其是未装油的上部（7）水舱第4/5页（8）机泵舱底座处此外，船体还会遭受海洋生物的腐蚀2.修理工艺：因蚀耗减薄后的船体构件，凡在其蚀耗极限以内者，修理时仅除锈油漆；超过蚀耗极限者，则需局部或大面积更换新板，或加纵向骨架及贴补。（1）除锈油漆常用的除锈方法有：手工敲铲、气动电动机械除锈、高压水清洗除锈、抛丸或喷丸除锈等。油漆喷涂常用方法有：手工刷涂、手工滚涂及高压无气喷涂等。涂漆施工中要注意安全，一是防火，二是防中毒。（2）拆换修理工艺当测定板材在一个肋距内的累计腐蚀宽度与板宽之比约大于50％，且平均厚度已低于蚀耗极限时，这种外板和强力甲板应予全部更换，并原则上保持原始焊缝不变，对其余部位的板材允许贴补、挖补和割换修复。八，安全试验修理后对修理部分的结构应进行密性试验，试验可采用水密、气密、油密或相应的有效方法。九，船体结构勘验注意点1.水舱处（艏、艉尖舱、双层底）应进入舱内检查，该处腐蚀有时达5－6mm；2.货油舱内，若装载不同品质的油，其锈蚀可能有二层，内层的附着力很强，应特别注意；3.纵骨架式船，肋骨靠近外板处容易产生锈蚀，对艏部肋骨及艉部斜肋骨下端也应特别注意；4.假如甲板变形比较严重，对横梁的检查必