Сварными изделиями называют изготовляемую и вы­пускаемую сварочным производством продукцию в соответствии с технической документацией вне зависимости от того, явля­ются ли эти изделия законченными и годными к эксплуатации, либо представляют собой отдельные комплекты или технологи­ческие узлы более сложного изделия. Для сборочно-сварочных цехов судостроительных предприятий сварными изделиями яв­ляются узлы и секции корпуса судна.

Узел представляет собой технологически законченную кор­пусную конструкцию, состоящую из двух или нескольких дета­лей и удобную для предварительной сборки и сварки. Узлы мо­гут быть частью корпусных конструкций или изделиями судовых устройств и дельных вещей. Большая часть изготовленных в сбо­рочно-сварочном цехе узлов (около 80%) потребляется им самим при изготовлении секций, а остальные (некоторые фунда­менты, стрелы мачт, крышки люков и горловин, двери) посту­пают непосредственно к местам сборки блоков или на построеч­ное место для сборки корпуса в целом.

Характерными классификационными признаками узлов яв­ляются пространственное расположение базовой детали, харак­тер ее закрепления в начале сборки (например, на плоскость в горизонтальном положении, па ребро в вертикальном поло­жении) и степень механизации сварки. В соответствии с этими признаками узлы судокорпусных конструкций можно разбить на шесть групп:

1) балки тавровые и Г-образные (рис. 1);

2) короткие тавры, бракеты и кницы с поясками (рис. 2);

3) широкие полосы с ребрами или поясками (рис. 3);

4) рамки из полос и профилен;

Рис. 1. Сварные балки корпуса

Рис. 2. Короткие тавры, бракеты и кницы с поясками

Рис. 4, Объемные узлы неболь­ших габаритов: а — кингстон - ная коробка; б — мелкий фун­дамент; в — дойный патрубок

5) полотнища;

6) . объемные узлы небольших габаритов (рис. 4).

, Секция — технологически законченная часть корпуса судна, состоящая из деталей, узлов и насыщения. Детали корпуса, из­готовляемые в корпусообрабатывающем цехе, поступают в сбо­рочно-сварочный цех со склада комплектации, насыщение, т. е. детали и узлы конструкций корпуса, судовых устройств, систем, ^трубопроводов,— из корпусообрабатывающего, слесарно-кор- Цусного, трубомедницкого и других цехов предприятия.

В зависимости от формы обводов (плоские иЯи криволиней­ные), конструкции и расположения набора, соотношения глав­ных размеров (высоты к размерам секции в плане) секции де­лятся на три вида:

плоскостные (рис. Б, а), состоящие из полотнищ (плоских, криволинейных с небольшой кривизной или гофрированных), на которых расположены балки набора (одного или двух направ­лений); к ним относят группы бортовых и палубных секций, пе­реборок и др.;

полуобъемные (рис. 5,6), имеющие часто расставленные вы­сокие балки набора обоих направлений; они могут быть замкну­тыми, т. е. с двумя ограничивающими перекрытиями (например, днищевой обшивкой и двойным дном),-или открытыми (обшивка с набором); к ним относят группу днищевых секций;

объемные (рис. 5, е), у которых размеры соизмеримы во. всех трех направлениях, а высота превышает 20% меньшего раз­мера в плане; к ним относят секции форпика, оконечностей, над­строек и др.

х Более крупными технологическими единицами в составе су - . дового корпуса могут быть блоки секций («блоки»), представ­ляющие собой часть корпуса судна, отсеченную плоскостями, па - ' раллельными мидель-шпангоуту (иногда и палубам). Они фор­мируются из секций, узлов и деталей.

Классификационная схема разделения объектов сборки и сварки по конструктивно-технологическим признакам и после­дующие маршруты их в ходе постройки корпуса судна представ­лены на рис. 6.

Изготовление узлов и секций корпуса является одним из наи­более трудоемких этапов постройки сварного корпуса судна. Трудоемкость сборочно-сварочных работ, выполняемых в цехах предварительной сборки, достигает 65% общей трудоемкости сборки и сварки корпуса, а соотношение трудоемкостей изготов­ления узлов и секций составляет 1/4. В табл. 3 приведено рас­пределение трудоемкости сборки и сварки на разных этапах по­стройки судов.

Для сборочно-сварочного цеха судостроительного предприя­тия номенклатура изделий, их массогабаритные характеристики, конструктивные и технологические особенности зависят от вы­бранного технологического метода постройки судна.

Рис. 5. Секции корпуса

Листы	Бракеты	Полосы плоские	Отливки
и кницы	и профильные	и поковки

-	Узлы
	Балки тавро-	Короткие таары,	Широкие поло-	Рамки из полос		Объемные узлы
	вые и Г-образ-	бракеты и кни-	сы с ребрами	и профилей	Полотнища	небольших
	ные	цы с поясками	или поясками			габаритов

Секции
плоскостные	полуобъемные	объемные
без погиби нли с незна­чительной погибью	гофриро­ ванные	ограничен­ные криволи­нейной по­верхностью	ограничен­ные плоской поверхно­стью	ограничен­ные криво­линейной по­верхностью	корпуса	надстроек	крупных фунда­ ментов

> Блоки секций
* Корпус судна

Рис. 6. Разделение объектов сборки и сварки при постройке корпуса судна

Объем сборочных и сварочных работ на разных этапах изготовления корпуса судна Объем работ, °о Этап свароч­ ных сбороч­ ных свароч­ ных сбороч­ ных свароч­ ных Танкер Лесовоз Буксир Изготовление: узлов 12,9 12,3 11,9 | 50,6 47,6 секций 62,5 44,4 58,4 Стапельные работы 24,6 43,3 29,7 49,4 52,4 Итого 100 100 100 100 100

Основными технологическими методами постройки судов яв­ляются секционный,, блочный, модульный и блочно-секционный.

При секционном методе корпус судна собирают из отдельных предварительно изготовленных секций различных размеров (рис. 7, а, б). По мере готовности замкнутые отсеки и помещения корпуса испытывают на непроницаемость, после чего выполняют монтаж механизмов и другие сборочно-монтажные работы. Этот способ используется, в основном, при постройке судов всех типов на наклонных и горизонтальных стапелях.

При блочном методе корпус судна строят из отдельных бло­ков секций с различной степенью их насыщения (рис. 7, в). За­ранее изготовленные плоскостные и объемные секции собирают в блоки, испытывают их на непроницаемость, затем монтируют в них механизмы, системы, трубопроводы и пр. Блоки секций стыкуются на стапеле, после чего районы стыкования также ис­пытывают на непроницаемость и выполняют в них необходимые сборочно-монтажные и другие работы. Блочным методом произ­водят постройку малых и некоторых типов средних судов, как правило, на горизонтальных построечных местах. Сборка кор­пуса из блоков позволяет значительно сократить продолжитель­ность стапельного периода постройки и вести работы парал­лельно на нескольких участках (в цехах). Для некоторых типов средних судов (например, рыболовных траулеров, катеров), на­сыщенных механизмами, оборудованием и приборами, этот ме­тод постройки корпуса является единственно целесообразным, так как отдельные механизмы можно установить только с торца блока.

Высокие технико-экономические показатели, получаемые при постройке судов, резкое сокращение времени нахождения судна на стапеле, а также у достроечной набережной после спуска судна на воду за счет возможности проведения 85—90% всех

БокоВой. Вид

Верхняя палуба

Б)

г-: Ы : і. :: ; fin®,.: • 'Шжа ' ' / , . .в ? ЧІ ; 1 1 ' ' '

Второе дно

работ в цеховых условиях, оснащенность строительных доков мощными козловыми подъемными кранами обусловили широкое распространение данного метода в отечественном судостроении и за рубежом.

При модульном методе корпус судна формируется из стан­дартных модулей для - средней части, носовых и кормовых оконечностей и надстроек. Однотипные стандартные блоки (мо­дули) имеют полное насыщение и собираются из унифицирован­ных секций. Метод впервые разработан и применен для по­стройки рудовозов на верфях фирмы «Литтон индастриз» (США).

Модульный метод эффективен при постройке судов боль­шими сериями. Он может быть использован при изготовлении отдельных корпусных конструкций, надстроек, жилых, служеб­ных и бытовых помещений.

При блочно-секционном методе судно формируется из пред­варительно собранных и смонтированных блоков (для районов судна, наиболее насыщенных механизмами, оборудованием, си­стемами и др.) и секций (для районов трюмов, танков и др.).

Таблица 4 Распределение трудоемкости постройки корпуса судна при разных методах Трудоемкость работ, Этапы сборки Секцпопн ьп'1 метод Блочный метод Секции и узлы 50-70 50-60 6-8 6-8 Блоки 25—35 70—80 Корпус 30-50 10—15 85 -88 10-12 Примечание. В числителе, ;ана трудоемкость корпусных работ, в зна- меиателе — механомонтажных работ.

В табл. 4 дано распределение трудоемкости работ, выпол­няемых на отдельных этапах при разных методах постройки корпуса судна. Расчеты, проведенные для серийной постройки судов водоизмещением от 500 до 3000 т, показали, что по срав­нению с постройкой корпусов, формируемых из секций, При блочном методе трудоемкость работ сокращается на 5—7%, ста­пельный период уменьшается в 2—3 раза, а общий цикл по­стройки судна — на 25%.

Очевидно, решение вопроса о выборе .технологического ме­тода постройки корпуса судна не может быть однозначным. Для нахождения оптимального варианта в каждом конкретном слу­чае необходимо производить специальные расчеты с учетом ка­питальных затрат, себестоимости изделий, обеспечения задан­ного выпуска судов и т. д. Например, при постройке серии судов свыше 20 ед. со спусковой массой до 3500 т и большом насыще­нии их оборудованием и приборами целесообразно принять блочный метод в сочетании с поточно-позиционной организацией производства.

Организация сборки и сварки корпуса судна на построечном месте осуществляется:

поточно-бригадным методом серийной постройки судов при неизменном положении корпуса на построечном месте, состоя­щем из одной позиции.

Этот метод используется для сборки корпусов крупных судов при от­сутствии специально оборудованных поточных линий. Каждое судно остается на своем построечном месте до спусковой готовности, а специализированные бригады рабочих последовательно и ритмично переходят с одного судна на другое, выполняя па каждом судне закрепленные за ними одноименные ра­боты;

поточно-позиционным методом серийной постройки судов с передвижкой частей корпуса по мере его формирования па построечной линии, состоящей из нескольких позиций.

Этот метод более приемлем для постройки - малых и средних судов на горизонтальных построечных местах. Весь объем работ по изготовлению корпуса делится на отдельные этапы, каждый из которых последовательно выполняется на специализированных позициях, расположенных друг за дру­гом. Находящиеся на этих позициях суда (с различной степенью готовности) образуют как бы единый поток судостроительной продукции (что и опреде­лило название метода). Этот метод работы позволяет повысить производи­тельность труда, ускорить и удешевить выпуск судов;

конвейерным методом, являющимся разновидностью поточ­но-позиционного метода, но предусматривающим более четкое закрепление работ по позициям, строгую согласованность их вы­полнения во времени и принудительную передвижку с опреде­ленным ритмом; метод применяют при крупносерийной по­стройке малых и мелких судов;

последовательно-параллельным методом, при котором от­дельные операции начинаются не после окончания предыдущих, а ведутся параллельно с ними; за счет этого сокращается дли­тельность производственного цикла.

В зарубежном судостроении встречаются и другие методы организации постройки. Например, на верфи «Гетаверкен» (Швеция) применен метод постройки корпуса в доке с периоди­ческим передвижением формируемой части корпуса вдоль дока для наращивания последующих частей судна (рис. 8). На этой верфи торцевая часть дока входит в сборочно-сварочный цех и обслуживается общим краном.

Выбор организационного метода постройки корпуса судна зависит от количества судов в серии и продолжительности их постройки. Так, постройку одного судна осуществляют без пере­мещения его на построечном месте и при минимальном количе­стве технологической оснастки. Постройку же большой серии судов (в особенности на протяжении нескольких лет) требуется производить в строгом соответствии с тщательно продуманной технологической схемой постройки, с планировкой производ­ственных площадей, графиком использования грузоподъемных и транспортных средств, а также различных видов специализиро­ванной технологической оснастки. Это позволит обеспечить за­данный выпуск судов ритмично и с планомерным снижением

трудоемкости, затрачиваемой на постройку каждого последую­щего судна серии.

В технологии отечественного и зарубежного судостроения при секционном методе постройки судов предусмотрены схемы формирования корпуса суднапо горизонталям (рис. 9,а), пира­мидальная (рис. 9,6), по отсекам (рис. 9, в) и островная (рис. 9,г). Все большее распространение в СССР и за рубежом получает островная схема сборки (например, при постройке крупных танкеров на наклонных стапелях).

При блочном методе постройки судов устанавливают после­довательность сборки и сварки блоков и очередность подачи их на построечное место для формирования корпуса судна. В зави­симости от размеров судна блоки изготовляют либо в тех же сборочно-сварочных цехах, где собирают секции, либо в спе­циальных цехах сборки блоков. Собранные блоки транспорти­руют на построечные места с помощью кранов или тележек и трансбордеров.

Увеличение главных размерений судов и их водоизмещения обусловило внедрение нового метода постройки судов, при

котором две части судна формируют раздельно (на стапелях пли в доках), а затем соединяют их на плаву. Стыкование частей судна на плаву выполняют при помощи подвесных (приваривае­мых к корпусу) или плавучих понтонного типа кессонов либо эластичных герметизирующих устройств, устанавливаемых на • монтажном стыке. После установки и осушения кессона рабочие

производят подгонку и сварку монтажного стыка. Таким способом японская компания «Кавасаки» пост­роила суда дедвейтом свы­ше 100 000 т (рис. 10). Ана­логичным образом на вер­фи компании «Нидерландсе док эн Схепсбоу Маатсхап - пей» был построен тан­кер «Мелания» дедвейтом 210 000 т (длиной 325,32 м, шириной 47,17 мне высо­той борта 24,5 м).

Габариты герметизиру­ющих устройств значитель­но меньше кессонов. Уст­ройства подводят снаружи, плотно прижимают (как пластырь) к корпусу и осу­шают район стыка. Затем производят сварку монтаж­ного стыка изнутри кор­пуса. Для формирования наружной стороны шва по внутреннему желобу герме­тизирующего устройства протягивают каретку с мед - гГым ползуном. С помощью той же каретки после свар­ки осуществляют подачу пленки для рентгенографи­рования стыка, а также очи­стку и окраску района стыкования корпуса. Аналогичным спосо­бом в 1966 г. на верфи в г. Иокогама были состыкованы на плаву две части танкера «Олимпик Райдер» дедвейтом 40 000 т. Схема устройства и последовательность этапов стыкования ча­стей танкера показаны на рис. 11.

В СССР в 1969 г. герметизация монтажного стыка танкера дедвейтом 12 000 т была осуществлена с помощью шарнирного герметизирующего устройства (ШГУ),'которое представляло собой жесткий плавающий обруч полой конструкции. *

Основными направлениями совершенствования и развития секционного и блочного методов постройки судов являются: увеличение размеров секций и блоков секций, подаваемых на построечные места;

перенос значительной части монтажных и достроечных работ с построечного места на площадки сборки узлов, секций и бло­ков секций;

а-) 2 3 г

Рис. И. Последовательность процесса стыкования носовой и кормовой ча­стей танкера «Олимпик Райдер»: а — стыкуемые части корпуса; б — совме­щенные носовая и кормовая половины корпуса; в — установка и обжатие герметизирующего устройства 1 — кормовая половина; 2 —кормовая и носовая водонепроницаемые переборки; 3 — стыкуемые кромки; 4— носовая половина; 5 — фиксаторы; 6 — резиновый бандаж; 7 — стыкуемые кромки наружной обшивки; 8 — воздушное пространство; 9 — зажим­ное устройство

изготовление надстроек блоками е максимальным их насы­щением;

расширение области применения островного способа форми­рования корпуса судов вплоть до постройки судна частями с по­следующим их стыкованием в доке или на плаву;

механизация и автоматизация основных технологических операций;

применение блочного метода также при строительстве судов на наклонных продольных стапелях и понтонах.

Таким образом, метод постройки судна определяет характер основных средств производства: состав цехов и их производ­ственные мощности, тип, количество и размеры построечных мест, протяженность достроечных набережных.

Разделение корпуса судна на секции производят с учетом си­стемы набора, размеров поставляемого промышленностью ли­стового проката и необходимости обеспечения достаточной жест­кости секций. При продольной системе набора (когда балки главного направления расположены вдоль судна) минимальное количество монтажных стыков по набору обеспечивается за счет использования секций, имеющих максимально возможную длину (равную длине или удвоенной длине листового проката). Для поперечной системы набора (когда балки главного направления расположены поперек судна) ширина секции должна быть мак­симальной (предпочтительно равной ширине судна), а длина — равной длине листового проката. В этих случаях объем сборки и сварки на построечном месте будет минимальным.

Каждая секция должна иметь достаточную жесткость во из­бежание возникновения остаточных деформаций при подъеме ее кранами, кантовке, транспортировке и установке на построечное место.

Предусматривают совмещение монтажных стыков секций при формировании из них блоков или корпуса по высоте и ширине, т. е. симметрично относительно ДП судна, что уменьшает кон­центрацию местных сварочных напряжений и общую деформа­цию корпуса.

Габариты и масса секций корпусов имеют тенденцию к росту, что объясняется непрерывным увеличением размеров судов и стремлением еще больше сократить объем корпусных работ на построечном месте и общую продолжительность постройки судна. Однако увеличение габаритов и массы секций обусловли­вает возрастание капиталовложений в связи с расширением про­летов цеха, повышением грузоподъемности подъемно-транспорт­ных средств и оснащением рабочих мест дополнительными сборочно-сварочной оснасткой и оборудованием. Если в первых сборочно-сварочных цехах выпускали секции массой около 20 т, то в настоящее время сборочно-сварочные цехи рассчитывают на изготовление секций массой до 400 т с размерами в плане до 16,5x31,0 м.

На ряде зарубежных верфей с горизонтальными построеч­ными местами в доках, обслуживаемых мощными козловыми кранами, масса блоков секций достигает 600 т. Например, на верфи компании «Кокумо Меканиска Веркстадс» (Швеция) су­достроительный док и корпусный цех обслуживаются козловым краном грузоподъемностью 840 т. Строительный док в Белфасте оборудован козловым краном грузоподъемностью 840 т, а сбо­рочно-сварочный цех — мостовыми кранами грузоподъемностью по 200 т.