Технология постройки судна

Размещено на http://www.allbest.ru/

Технология постройки судна

Основные характеристики судна:

Водоизмещение, D = 44454 т;

Дедвейт, DW = 35722 т;

Грузоподъемность, Р_груз = 35000 т;

Длина наибольшая, L_нб = 190 м;

Длина между перпендикулярами, L_пп = 185,8 м;

Ширина судна, В = 27,1 м;

Высота борта, Н = 15,2 м;

Осадка, T = 10,9 м;

Материал корпуса: сталь категории РСА, R_eH = 235МПа;

Судовая ЭУ:

Тип: малооборотистый дизель, 4 цилиндра

Марка: S46MC-C

Мощность, кВт: N=10480

Сухая масса: 266,2 т

n_m =129 об/мин

Тип стапельного места: строительный док (горизонтальное построечное место);

Класс верфи: 1-й (спусковая масса более 7000т);

Выбор материалов конструкций:

Для постройки основного корпуса применяют следующий материал: сталь ВСт3Сп4, удовлетворяющая требованиям РС и соответствующая Правилам РС, с пределом текучести не менее 235 МПа, изготовлена в соответствии с техническими условиями - ТУ 5.961-11679-2005. Конструкционная углеродистая сталь, обыкновенного качества. Свариваемость без ограничений, не склонна к отпускной хрупкости.

Расчет массы сборочной единицы.

В рамках данного проекта, вес секции корпусных конструкций может быть определён приближённо по формуле

Q = 7,85·F·S·K·10³ т, (15.1)

где F- площадь поверхности полотнища секции; S- средняя толщина листовых элементов секции; К- коэффициент учёта массы набора. Длина секции 24м.

Расчет массы одного из блоков цилиндрической вставки, а также входящих в него секций, представлен в таблице 5.1

Таблица 5.1 - Расчет массы секций цилиндрической вставки

Расчет показывает, что имеющихся крановых средств выбранного завода-изготовителя (краны грузоподъёмностью 320 т) будет достаточно для перемещения подобных секций на построечное место.

Принципиальная технология постройки судна.

Судостроительные верфи-предприятия, полностью изготовляют все корпусные элементы, строящие суда на стапельном месте и производящие монтаж поставляемых контрагентами машин, механизмов и всего необходимого судну оборудования, спуск судна на воду, достройку, испытание и сдачу судна заказчику.

Секционный метод заключается в том, что весь корпус судна разбивается на отдельные секции: палубы, борта, днище, переборки, платформы, надстройки и т. д. Детали корпусных конструкций, заготовленные в корпусообрабатывающем цехе, подаются на участок сборки и сварки, где из них собирают отдельные секции. При сборке и сварке секций их насыщают оборудованием и деталями крепления. Затраты труда при постройке судна таким способом резко уменьшаются. Готовые корпусные секции поступают на стапельные построечные места, где из них формируют корпус судна, выполняют монтажные и сварочные работы. После изготовления таким методом целого отсека или замкнутого помещения и испытания их на непроницаемость на стапельном месте продолжают монтаж насыщения корпуса (машин, механизмов, устройств, систем).

Островной метод. При островном способе корпус судна разбивают по длине на несколько самостоятельных районов («островов»), формирование которых производят пирамидальным способом. Количество «островов» определяют, исходя из конкретных особенностей судна, условий завода, принятых сроков постройки и т. п. В процессе формирования корпуса судна «острова» могут перемещаться по построечному месту или оставаться неподвижными. После окончания формирования «островов» включительно до верхней палубы по возможности большее число рабочих сваривает межостровные кольцевые монтажные стыки. Островной способ обладает всеми преимуществами пирамидального и вместе с тем не имеет недостатков последнего, т. е. обеспечивает значительное расширение фронта сборочно-сварочных и монтажных работ, в результате чего сокращается цикл постройки судна. Благодаря этому островной способ получает все более широкое распространение на отечественных и зарубежных судостроительных заводах. Данный способ позволяет рациональнее использовать построечное место тогда, когда его длина значительно превышает длину судна, но недостаточна для размещения двух судов. Свободную часть построечного места используют для постройки нового или кормового «острова» второго судна.

Если при пирамидальном способе постройки необходимый фронт работ на стапеле не обеспечивается, а блочный способ по каким-либо причинам невозможен, применяют островной способ. В этом случае формирование корпуса; судна должно производиться одновременно на двух или нескольких рабочих местах, что позволяет значительно увеличить фронт работ. Каждый отдельный остров представляет собой, часть корпуса судна, в которой собирают и сваривают между собой секции и узлы, корпуса, после чего там же монтируют механизмы, устройства и оборудование до полной готовности. Для соединения отдельных островов между собой служат забойные части корпуса. Монтажные стыки между островами и стыки забойных элементов должны, быть совмещены по всему поперечному сечению корпуса. Забойный элемент следует устанавливать между островами в процессе сборки и сварки смежных островов, но только после окончания сварочных работ по всем монтажным пазам и стыкам секций, между которыми ставят забойные элементы. После установки и подгонки забойного элемента в первую очередь заваривают стык, обращенный к миделю, после чего сваривают пазы. Другой стык должен быть зафиксирован на эластичных креплениях, а затем вставка заварена по стыкам и пазам. Межостровные кольцевые монтажные стыки необходимо сваривать после формирования островов до верхней палубы включительно. Ручную сварку кольцевого стыка надо выполнять по возможности большим, числом одновременно работающих сварщиков. Установка и сварка деталей насыщения должны производиться после окончания сварки этих стыков.

При трёхостровном формировании корпуса в соответствии с направлениями, показанными на рис. 15.2, устанавливаются забойные элементы по одному монтажному стыку.

Рис. 15.2. Схема формирования корпуса судна трехостровным способом.

Метод организации постройки судов: поточно-позиционный метод широко применяется при серийной постройке малых и средних судов так и крупнотоннажных. В качестве примера приведена схема (рис. 15.3) поточно-позиционной постройки крупнотоннажных судов в сухих доках.

Рис. 15.3. Схема поточно-позиционной постройки крупнотоннажных судов в доке на верфи

I - III - позиции постройки крупнотоннажных судов в доке; 1- док; 2 - промежуточный затвор; 3 - батопорт; 4 - площадка формирования блок - секций и блоков; 5 - боковая камера дока для формирования кормовой части судна; 6 - сдвижной навес для защиты рабочих мест от атмосферных осадков.

В доке верфи первая позиция для формирования кормовой части судна расположена в специальной боковой камере средней части дока. Две последующие позиции - в основном доке.

Виды сварки:

Для изготовления секций корпуса судна применяются следующие виды сварки:

1 Стыковое соединение полотнищ - автоматической сваркой под флюсом, так как дает требуемое качество шва и обладает высокой производительностью, однако она создает неблагоприятные условия в цеху (ГОСТ 8713-79С4-Аф).

2 Для тавровых соединений - полуавтоматическая сварка в среде С02, которая обеспечивает достаточную изоляцию сварочной зоны в заводских условиях (ГОСТ 14771-86).

3 Ручная сварка- 5-8% от длины сварочных швов. Используют для коротких швов в труднодоступных местах (ГОСТ 5264-80).

Сварочное оборудование:

Автоматы: АДС-500-1000-2, ТС-17-МЦ, «Мир».

Полуавтоматы: ПШ-54, ПДПГ-500, «Спутник».

Проволока сварочная: СВ-08, 08А, 08ПА.

Флюсы: 384, 384А-3, ОСУ-45 .

Электроды ручной сварки: УОНИ-13.

Стапельные места и спусковые сооружения:

Выбираем I класс верфи.

Ориентировочный типаж для оснащения открытых стапельных мест и доков новых верфей представлен в таблице 15.2

Таблица 15.2 - Ориентировочный типаж для оснащения открытых стапельных мест и доков новых верфей

Примечание. При проектировании стапельных мест количество портальных кранов принимается в соответствии с расчетом.

Производственные условия:

К современным типам стапельных и спусковых сооружений для постройки и спуска судов относят такие сооружения как: сухие доки, днище которых находится ниже уровня воды в акватории на уровне, позволяющем выводить построенные суда из дока в акваторию;

Современные стапельные и спусковые сооружения могут быть использованы как для постройки судов, так и для их ремонта в горизонтальном положении.

Стапельные места и спусковые сооружения относят к основным средствам производства судостроительных верфей, и их технический уровень в значительной степени определяет технический уровень средств производства верфи в целом.

На судостроительных верфях в зависимости от их класса, особенностей площадки и акватории, можно использовать козловые или портальные краны (см. рис. 15.4).

Рис. 15.4. Разрез открытого строительного дока для постройки крупнотоннажных судов с торцевой площадкой для сборки блоков надстроек, укрупнения секций и агрегатирования дизелей, с козловыми и портальными кранами.

постройка судно островной стапельный

Технологическая характеристика цехов:

Здания основного и вспомогательного производства - составная часть промышленно-производственных основных средств судостроительной верфи. Главной составной частью здания являются пролеты.

Пролет здания - это часть здания, ограниченная двумя смежными рядами колонн или продольными разбивочными осями зданий. Пролет здания характеризуется основными размерами: шириной, шагом колонн и высотой.

Ширина пролета - расстояние между продольными осями двух рядов колонн, образующих пролет, в направлении, перпендикулярном к оси пролета.

Пролет мостового крана - расстояние между вертикальными осями рельсов подкрановых путей.

Шаг колонн - расстояние между осями двух смежных колонн одного ряда в направлении продольной оси пролета (или расстояние между разбивочными осями колонн здания в продольном направлении). Шаг колонн в соответствии с нормами технологического проектирования принимают в зависимости от требований технологии (например, необходимости передачи из пролета в пролет деталей в корпусообрабатывающем цехе или узлов и секций в сборочно-сварочном цехе) и разрешающей возможности силовых ферм или сборных железобетонных балок.

Сетка колонн -размеры ячейки, представляющие собой прямоугольник, стороны которого равны ширине пролета и шагу колонн; размеры сетки колонн обозначают в виде произведения шага колонн на ширину пролета (например, 12X24, 12X30,12X36, 24X42 м).

Высота пролета (общая) - расстояние от уровня пола до низа несущих конструкций покрытия здания.

Высота до подкрановых путей - расстояние от уровня пола до верха головки подкранового пути (в крановых пролетах)

Таблица 15.3-Ширина и высота пролетов сборочно-сварочных цехов

Рисунок 15.5 (К таблице 15.3)

а - ширина платформы;

а' - ширина ноги портала;

б' - расстояние от платформы до ноги портала;

б - расстояние от ноги портала до колонны;

в - расстояние от оси до наружной кромки колонны;

е - ширина проезда;

d_x - высота кантуемой секции;

l- высота кантовочной площадки;

з₄ - расстояние от верхней кромки кантуемой секции до оси гака;

а₆ - расстояние от оси гака до отметки подкранового рельса «крайнее положение гака по высоте»;

з₆ - расстояние между нижней кромки кантуемой секции и площадки;

м - высота фермы крана от отметки подкранового рельса;

н - зазор между фермой крана и покрытием.

Обоснование размеров пролётов и ворот. Требования к полам.

Размеры пролетов основных корпусных и сборочно-монтажных цехов судостроительной верфи определяют с учетом действующих норм расстояний между рабочими площадками, рабочими местами, установками и элементами зданий.

Ширину пролета принимают исходя из расположения рационального количества поточных линий в пролете, максимальной ширины этих линий, расстояния от кромки колонн до оборудования или оснастки рабочих мест, расстояния от оси колонны до ее кромки, расстояния между оборудованием или рабочими местами, ширины зоны обслуживания.

Высоту пролета до верхней кромки подкрановых путей в цехах со станочным оборудованием определяют исходя из расстояния от пола до рабочей части оборудования, необходимого расстояния для поднятия детали в процессе обработки от рабочей плоскости оборудования до верхней точки деталей, расстояния от верхней кромки детали до нижней кромки фермы крана, расстояния от нижней кромки фермы крана до отметки подкранового рельса.

Высоту пролета можно также рассчитать исходя из максимальной высоты оборудования, необходимого расстояния от нижней кромки фермы крана до верхней кромки оборудования, расстояния от нижней кромки фермы крана до отметки подкранового рельса.

Высоту пролета до верхней кромки подкрановых путей в сборочно-сварочных цехах находят, как правило, из условия кантовки секций максимальных размеров, суммируя высоту оснастки или кантовочной площадки, зазор между оснасткой или кантовочной площадкой и секцией, максимальную высоту кантуемой секции, расстояние между секцией и осью гака, расстояние от оси гака до нижней кромки фермы крана и расстояние от нижней кромки фермы крана до отметки подкранового рельса (см. ниже таблица 15.4).

Таблица 15.4 - Размеры проемов ворот основных цехов верфи

Ориентировочные требования к полам основных цехов верфи представлены в таблице 15.5.

Таблица 15.5 - Ориентировочные требования к полам основных цехов верфи

Определение трудоемкости постройки балкера.

Расчет удельной трудоемкости производится по учебному пособию и приведен в таблице 15.6.

Таблица 15.6 - Расчет удельной трудоемкости

Примечание:

t_э- продолжительность этапа, рабочие дни;

А_э- трудоемкость работ на данном этапе, чел.-ч;

Ф_дн- средняя продолжительность рабочего дня, день рабочий, ч ;

Р_ср - среднесуточное количество рабочих на судне, чел. Принимается отдельно для каждого вида работ отдельно.

Усредненная удельная трудоемкость по видам производится в таблице 15.7.

Таблица 15.7 - Усредненные удельные значения трудоемкости видов работ в общей трудоемкости постройки транспортных судов

Спуск судна: спуск судна на воду производится после выполнения всех работ, связанных с обеспечением прочности и герметизации его корпуса.

Спусковые устройства: строительные доки, представляющие собой котлован, отделенный от акватории воротами или плавучим затвором, носящим название батопорт. Батопорт притапливается на пороге в голове дока и прекращает поступление воды в док, когда он осушается. В строительном доке судно либо строят, либо его вводят туда на тележках, специально для спуска. Для спуска судна на воду док заполняют водой, и судно всплывает. При достижении одинакового уровня в доке и на акватории ворота открывают. Если док закрыт батопортом, то из него откачивают воду и он, приобретая плавучесть, всплывает, открывая вход в док, и тогда судно выводится из дока.

После вывода судна из дока батопорт заводится на место и притапливается. Затем док осушается насосами насосной станции.

Процесс подготовки и спуска судна на воду можно разбить на операции. В процессе этих операций идет подготовка и контроль сухого дока, его систем и контрольно-измерительных приборов; демонтируют элементы строительных опор, оставляют только кильблоки и клетки. Из камеры убирают оборудование, приспособления, леса, а также в деревянные предметы, которые могут всплыть в процессе заполнения камер водой.

Всплывающее судно удерживают от смещения к стенкам дока с помощь системы тросов и швартовно-тягового оборудования дока. После всплытия судна из отсеков батопорта откачивают балласт. Получивший положительную плавучесть батопорт отводят в сторону. Судно выводят из дока с помощью того же швартовно - тягового оборудования и буксирного судна.

Все судовые машины, механизмы и устройства после окончания их монтажа налаживают и испытывают в работе по возможности в условиях, близких к эксплуатационным, у достроечной стенки завода. При испытании главных силовых установок и движительного комплекса судно крепят швартовными тросами к причальной стенке (поэтому все испытания, проводящиеся у достроечной стенки, принято называть швартовными испытаниями).

После устранения всех недостатков, обнаруженных при швартовных испытаниях судна, составляется программа ходовых испытаний, и судно выходит на ходовые, сдаточные испытания, проводимые государственной комиссией. На ходовых испытаниях официально определяются фактические качества судна: скорость хода, управляемость и другие, мореходные и технико-экономические характеристики. На основании государственных испытаний составляется акт приемки судна, и после устранения мелких недоделок оно считается вступившим в эксплуатацию.

Требования по охране труда.

В процессе постройки судна участвует большое количество рабочих: газорезчики, гибщики, прессовщики, судосборщики, электросварщики, пневматики и другие рабочие, профессия которых имеет право на свою специфику и формирует свойственные ей условия труда.

Требования обеспечения допустимых уровней химических, физических и других производственных факторов реализуются через систему технических средств и приемов, создающих безопасные условия труда:

1. Нагревательные и кондиционирующие устройства для создания оптимальных температурных условий для работающих;

2. Оградительные устройства с целью изоляции человека от движущихся частей машин и механизмов, опасных по напряжению токоведущих частей электрооборудования, зон высоких температур - вредных излучений, участков технологического процесса, опасных в отношении воспламенения или взрыва различных веществ;

3. Предохранительные устройства, служащие для предупреждения аварий и поломок отдельных частей оборудования и связанных с этим опасностей травмирования рабочих;

4. Сигнализация безопасности (световая, звуковая, прибороуказательная и комбинированная), предупреждающая о наступлении опасности;

5. Дистанционное управление процессами и различными агрегатами, устраиваемое с целью удаления человека в укрытие или на безопасное расстояние от места выделения вредных веществ и опасных излучений от зоны взрыва;

6. Профилактические испытания (на механическую, диэлектрическую прочность, на герметичность, надежность срабатывания различных устройств), проводимые для выявления соответствия оборудования в целом или ответственных его частей и защитных средств требованиям безопасности;

7. Опознавательная окраска, предупредительные знаки и плакаты, напоминание работающим о требованиях безопасности труда;

8. Индивидуальные защитные средства (очки, щиты, шлемы, респираторы, защитная одежда и обувь, рукавицы, перчатки, диэлектрические коврики и др.);

9. Специальные устройства безопасности (защитное заземление, устраняющее опасность поражения током в случае перехода напряжения на корпус электроустановки);

10. Двухреечное включение, исключающее возможность попадания рук рабочего в опасную зону при обслуживании некоторых машин (прессов);

11. Предохранительные пояса для безопасной работы на высоте и многое другое.

Размещено на Allbest.ru