1、船舶结构与船舶管系(一)船体结构用 钢材钢质海船入级与建造规范对船体结构用钢材的等级和类型等都有详细规定。1.钢材的等级船体结构用钢材按其化学成分、机械性能和冶炼方法分为两大类共 10 个等级。(1)一般强度船体 结构钢:按其性能自低向高排列,有 A、B、D、E,4 个等级。A 级为沸腾钢,B 级为镇静 钢,D 级和 E 级为全镇静细晶粒钢。(2)高强度船体 结构钢:按其强度和缺口冲击韧性分为 6 个等级,目前主要用于大型远洋船舶,可以减小构件尺寸,减轻船体重量。此外,还有不锈钢和耐低温钢等类型。前者主要用于散装液体化学品船的货舱结构。后者常用于冷冻式液化气船的货舱结构。2钢材的类型(1)钢板
2、与型钢 :钢板(plate)与型钢(standard steel section )是船体结构用的主要钢材。钢板主要用于船壳板、甲板板和分舱隔板,其厚度一般为 6mm-40mm,宽度为 1200mm-3000mm,长度为 6000mm14000mm。型钢主要用于船体骨架以支撑船壳板等,一般由轨钢厂滚轨成型。型钢是标准件,按其剖面形状分,有扁钢、球扁钢、角 钢和槽钢等。(2)铸钢与锻钢 :铸钢(casting)是用钢水在砂模中浇铸成型的钢件。船体首柱、尾柱、系缆桩等常采用铸钢件。锻钢(forging )是红热钢坯 经过反复锤炼而成型的钢件。(二)船体构件的 连接方法1铆接(riveting)目前
3、这种方法在修造船中已基本淘汰。2焊接(welding)是现代船舶修造的基本方法。(l)焊接方法的分 类:以电弧作加热源的称为电弧焊(electric arc welding),简称电焊。电焊的工作效率高,使用方便。以乙炔气和氧气燃烧作加热源的称为气焊(gas welding)。气焊多用于薄板焊接和铸钢件的修补。(2)焊缝形式:船体结构中最常见的焊缝形式是对接焊缝和角焊缝,还有塞焊缝。(3)焊接的特点:焊接的优点是连接强度高,水(油)密性好,施工方便,结构重量较轻,焊缝表面较光顺。焊接的缺点是在焊缝处存在剩余应力,易产生裂纹。航行中如果发现裂纹,作为应急措施,可在裂纹端部 钻一圆孔以阻止其蔓延。
4、(4)焊缝检查:首先进行外观检查,常见的外部缺陷有表面不规整,存在气孔、裂 纹等。再用超声波等无损探伤检查,常 见的内部缺陷有未焊透,夹渣,存在气孔,裂 纹等。1.作用在船体上的力船舶不论是航行、停泊,还是进坞,都受到各种外力的作用,如船体重力、货物重力、水的压力、波浪冲击力、机器振 动力及坞墩反力等。根据这些力对船体作用的效果,大体上分为总纵弯曲力矩、横向力和局部力。1总纵弯曲力矩总纵弯矩(total longitudinal bending moment)。它由静水总纵弯矩和波浪总纵弯矩两部分叠加而成。(1)静水总纵弯矩: (2)波浪总纵弯矩: 2纵向扭矩当船舶首尾部的装载在船体中心线两侧
5、不对称时,或当船舶在斜浪中航行时,以及其它原因产生的首尾左右不对称的作用,都会在船体上产生扭矩作用。3横向作用力当船体受舷外的水压力作用与舱内货物、机器设备等的压力作用不均衡时,甲板、船底和舷侧结构会在船体横向断面内发生凹变形。另外,当船在水受横向波浪的作用时,会使船的一舷水压力大于另一舷水压力,或者船舶在横摇时,由于惯性力的作用等,往往会使肋骨框架发生歪斜。4局部作用力舷侧板受码头的碰撞和挤压作用;船尾部受到螺旋桨的激振力作用坞墩反力,机器、设备重力及波浪对船首底部的拍击力等。二、船体强度船体抵抗各种外力作用的能力统称为船体强度(hull strength)。其中主要考虑总纵强度、横向强度和局部强度。它 们分别表示船体抵抗总纵弯矩、横向力和局部力作用的能力。除强度外,船体还应有足够的刚性,使结构受压力作用时不致产生皱折而造成损害。