船舶制造過程中的焊接及維修維護(hù)研究

李鵬 徐凡 蘭敏東 黃帥鵬 王華

摘? 要：焊接技術(shù)好壞對于船舶的穩(wěn)定性以及承載力的影響巨大，后期的船體的維修維護(hù)工作則是對于船舶結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定的檢查，以此保證船舶的安全性以及使用壽命?；诖?，本文從船舶制造中的焊接技術(shù)以及焊接維修的角度出發(fā)，對船舶的焊接維修維護(hù)工作進(jìn)行研究探討。

關(guān)鍵詞：船舶制造;焊接;維修維護(hù)

前言：

船舶的制造過程中，焊接技術(shù)是整體制造工程中最為重要的組成部分，而且焊接的成本占據(jù)近一半的船舶整體制造成本。在焊接工藝也在不斷進(jìn)步提升，船體的維修工作則是在船體制造完成后需要進(jìn)行日常維護(hù)的，針對這兩種工作對于船舶的制造進(jìn)行探討研究。

1.船舶制造中的焊接技術(shù)以及焊接維修

1.1船舶制造的焊接工藝

船舶制造的原材料最為常見的就是船用鋼板，主要是因?yàn)樵摬牧系目垢g性較強(qiáng)而且重量較輕，不僅可以減少船身重量提升船舶的安全穩(wěn)定性，還可以增加船的行駛速度，當(dāng)船在海上行駛期間。船用鋼板的導(dǎo)熱性與膨脹率都比鋼材要好，但也導(dǎo)致材料較容易產(chǎn)生較大的變形?，F(xiàn)代焊接工藝對比段鑄造技術(shù)的發(fā)展較為落后，但在進(jìn)行焊接工作時(shí)，焊接的產(chǎn)品較于其他技術(shù)中的產(chǎn)品零件更輕。焊機(jī)結(jié)構(gòu)主要是由鋼材、鋁、鋁合金組成的，而其中鋼材占據(jù)近一半的整體結(jié)構(gòu)。焊接密封性較好，尤其適合鋼結(jié)構(gòu)的船舶[1]。

1.2焊接咬邊以及維修

當(dāng)船體的木材部位出現(xiàn)凹槽類缺陷時(shí)，就說明焊接出現(xiàn)了咬邊的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致木材的有效截面減少，在進(jìn)行焊接操作時(shí)缺陷的位置較為集中以致出現(xiàn)斷裂情況。而咬邊產(chǎn)生的原因就是焊接工作的操作存在問題或者是數(shù)據(jù)參數(shù)選擇有誤。當(dāng)船體的零件的焊接出現(xiàn)咬邊的現(xiàn)象，船體的強(qiáng)度就會(huì)明顯的降低，對于船舶的運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備產(chǎn)生潛在的威脅。在焊接過程中對于咬邊現(xiàn)象的控制工作需要進(jìn)行三個(gè)方面的預(yù)防，第一點(diǎn)就是焊接操作中不允許倒切的現(xiàn)象發(fā)生，防止受到更大的影響;第二點(diǎn)就是在焊接操作前對于數(shù)據(jù)參數(shù)做好計(jì)算;最后一點(diǎn)就是在焊接材料時(shí)對于焊條的弧度角度嚴(yán)格把控，保障焊接技術(shù)的良好效果。

1.3焊接縫隙夾渣以及維修

在進(jìn)行焊接操作時(shí)會(huì)在焊縫中出現(xiàn)殘留廢渣的情況就是，焊縫夾渣。這種現(xiàn)象的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致焊縫的韌性減少，長期使用就會(huì)導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)，最終導(dǎo)致焊縫裂開的發(fā)生。盡管夾渣的存在無法避免，但可以通過焊接工藝對于焊渣的產(chǎn)生進(jìn)行控制。導(dǎo)致夾渣出現(xiàn)的主要原因焊接技術(shù)的控制水平不足，在進(jìn)行焊接的過程中電流太小，導(dǎo)致焊接過程中大量夾渣的產(chǎn)生，還可能是焊接速度過快以及多層焊接時(shí)各層清理不干凈造成的。盡量從對坡口尺寸的合理設(shè)置、對焊接電流大小的控制以及焊接速度的控制，這三個(gè)方面進(jìn)行控制以避免夾渣的大量產(chǎn)生[2]。

1.4焊縫氣孔以及維修

在實(shí)際焊接過程中，凝結(jié)時(shí)由于氣泡并未從熔池內(nèi)溢出，或者在進(jìn)行焊接前，焊接人員沒有將邊緣上的雜物銹跡以及水分清除干凈，進(jìn)而導(dǎo)致焊接作業(yè)完成后出現(xiàn)焊縫氣孔問題。當(dāng)使用低氫焊條進(jìn)行焊接時(shí)，未控制焊接速度或者埋弧電壓超過既定限值等因素均會(huì)促使焊接期間產(chǎn)生大小不一的焊縫氣孔。焊縫氣孔這一問題的出現(xiàn)，將對焊縫金屬自身抗拉與抗彎強(qiáng)度造成極大的危害影響，當(dāng)氣孔在焊縫中存在的數(shù)量高于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，將無法再使用該焊縫金屬，造成資源浪費(fèi)。

針對焊縫氣孔維修，焊接作業(yè)開展前，焊接人員應(yīng)將焊縫邊緣所附著的銹跡、油污以及水分等完全清理，保證焊縫邊緣整潔性;嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求對焊接材料進(jìn)行預(yù)處理，結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的焊接工藝，同時(shí)在焊接過程中加強(qiáng)對焊接速度、焊接電流的把控，進(jìn)而有效避免焊縫內(nèi)出現(xiàn)氣孔。

1.5焊接裂縫以及維修

熱裂紋、冷裂紋是目前船舶制造中焊接環(huán)節(jié)較為常見的焊接缺陷問題，結(jié)晶時(shí)，焊接金屬表面產(chǎn)生裂紋，由液體狀態(tài)向固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變，即為熱裂紋，待焊接作業(yè)結(jié)束后，可以明顯看到焊接裂紋，焊接熔池中有熔點(diǎn)較低的雜質(zhì)存在，進(jìn)而促使出現(xiàn)熱裂紋情況，在此情況影響下，固化后的新結(jié)晶自身可塑性、強(qiáng)度無法達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。冷裂紋則是處于冷卻狀態(tài)下的焊縫，受到熱應(yīng)力作用影響而出現(xiàn)焊接裂縫，冷裂紋在焊接作業(yè)完成后出現(xiàn)的時(shí)間不確定。

針對焊接裂縫維修，為了有效防止熱裂紋或者冷裂紋情況出現(xiàn)，焊接人員應(yīng)在完成焊接作業(yè)后，立即對焊接件進(jìn)行保溫或者加熱處理，根據(jù)現(xiàn)場具體情況，對焊接件的表面是否存在焊接裂縫進(jìn)行檢查，若存在裂紋情況，對其及時(shí)修復(fù);同時(shí)在焊接過程中，加強(qiáng)對焊接溫度的把控，并提升工藝操作規(guī)范性，從而降低焊接裂紋情況出現(xiàn)概率。

2.船體的維護(hù)工作

2.1船舶的計(jì)劃維護(hù)工作

由于工作環(huán)境、工作強(qiáng)度等方面差異性，船舶在執(zhí)行完任務(wù)后，所產(chǎn)生的故障問題也各不相同，根據(jù)常見故障類型，制定針對性維修計(jì)劃，既能提升維修工作效率，又能精準(zhǔn)定位故障所在位置，減少故障診斷耗時(shí)。例如，針對日常維護(hù)，當(dāng)進(jìn)行航程到達(dá)維護(hù)時(shí)，運(yùn)維人員需要檢查各類零部件是否存在嚴(yán)重磨損，并對關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行檢測，嚴(yán)格按照日常維護(hù)規(guī)定要求進(jìn)行操作，避免出現(xiàn)某個(gè)部位被遺漏檢修問題。針對船體大修，制定詳細(xì)的維護(hù)計(jì)劃，立足船舶安全要求，并查看船體小修記錄，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步深入檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在船體缺陷，規(guī)避缺陷部位重復(fù)維護(hù)，從根本上保障船體維護(hù)工作質(zhì)量，同時(shí)達(dá)到減少不必要維護(hù)成本投入的控制效果。另外，將每次計(jì)劃維護(hù)工作情況進(jìn)行記錄，并歸檔保存，為后續(xù)開展船舶維護(hù)工作提供參考依據(jù)。

2.2船舶維護(hù)的范圍

在滿足船體日常維護(hù)要求的前提下，結(jié)合具體情況，明確船體維修范圍，其目的減少后期維護(hù)成本，保證船體日常維修工作效率和質(zhì)量，短時(shí)間內(nèi)快速解決船體缺陷問題。針對基本維修工作，應(yīng)包括廢舊零件更換、船體內(nèi)外部表面銹跡去除以及檢查輔助機(jī)械設(shè)備等;針對大修工作，應(yīng)包括支撐船體運(yùn)行的所有機(jī)械設(shè)備、機(jī)電設(shè)備的故障檢查與功能調(diào)試，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障隱患，確保船舶運(yùn)行安全。

2.3制造中使用耐腐蝕材料減少維護(hù)工程

船體可以正常穩(wěn)定運(yùn)行與船舶制造過程中做好防腐工作有著必然聯(lián)系，為了有效降低腐蝕作用對船體的危害影響，在實(shí)際船舶制造過程中，應(yīng)重視對耐腐蝕材料的使用，提升船體結(jié)構(gòu)耐腐蝕性。以船體動(dòng)力系統(tǒng)為例，冷卻水管、消防管等均是動(dòng)力系統(tǒng)主要構(gòu)成部件，內(nèi)部所流動(dòng)的液體具有高流量、流速快等特點(diǎn)，被長期內(nèi)部水壓作用影響的管道，在受到物理碰撞時(shí)，極易破壞船體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而出現(xiàn)腐蝕問題。基于此，針對高流量管道，建議選用由不銹鋼材質(zhì)制成的管道，既能進(jìn)一步增強(qiáng)管道水壓承載能力，又能提升管道耐腐蝕性，有效減少后期維護(hù)工作開展頻率同時(shí)，也能起到降低船舶制造成本投入的作用。

結(jié)論：綜上所述，船舶制造過程中的焊接技術(shù)以及對于船體的維護(hù)維修工作，對于船舶的使用壽命起著非常重要的影響。經(jīng)過上文分析可得，通過對船舶的焊接工藝以及焊接維修;船體的日常維護(hù);計(jì)劃維護(hù);維護(hù)范圍以及維護(hù)材料的選取進(jìn)行研究。以此，延長船舶使用年限。

參考文獻(xiàn)：

[1]高遠(yuǎn)芬.船舶制造過程中的焊接及維修維護(hù)[J].船舶物資與市場，2021，29（06）：67-68.DOI：10.

[2]湯俊.船舶制造過程中的焊接及維修維護(hù)措施探討[J].船舶物資與市場，2020（12）：41-42.DOI：10.

作者簡介：

李鵬（1986年11月—），男，漢族，寧夏人，本科畢業(yè)，中級工程師，研究方向：船舶修造。15A0E3DE-89BD-4769-8613-3B612B0331FE