Состав и назначение корпусно-достроечных работ

1.Введение

При подготовке инженеров-кораблестроителей  в специальных курсах наряду с  вопросами проектирования и конструкции  судов необходимо рассматривать  и проблемы строительства судов. Это и составляет задачу курса  технологии судостроения.

Слово технология происходит от греческих слов τέχνη – мастерство, ремесло, искусство и λογος –  учение. Под технологией вообще подразумевается  совокупность знаний о способах и  средствах выполнения производственных процессов. В настоящее время  этим словом называют науку, занимающуюся проблемами создания (в производстве) продукта определённого качества при наименьшей затрате общественно необходимого труда и наиболее рациональном использовании средств труда и ресурсов природы.

Предметом технологии судостроения является учение о способах и средствах постройки судов  в установленном количестве при  наименьших стоимости и сроках.

При проектировании судна определяют его размеры, форму  и материал корпуса, вид и состав механического и прочего оборудования, а также другие элементы, обусловливающие  заданные проектные характеристики (например скорость хода, живучесть, обитаемость и др.)

Решая задачу предстоящей  постройки спроектированного транспортного  судна или военного корабля, предусматривают  применение определённых технологических  процессов обработки, сборки и сварки корпуса, монтажа оборудования, использование различных приспособлений и производственного оборудования с учётом конкретных условий завода-строителя. При этом стремятся, чтобы постройка судна производилась в минимальные сроки и при наименьших затратах. Следовательно, технологические решения основываются на комплексе технических, организационных и экономических вопросов, причём, как всегда в технике, приходится выбирать по возможности оптимальные компромиссные решения.

Учебный курс технологии судостроения является комплексным, основанным на использовании положений из многих основных дисциплин, начиная от физики, химии, металловедения, сопротивления  материалов и кончая экономикой и  статистикой.

В состав курса технологии судостроения входят следующие дисциплины:

судостроительные  материалы;

технология постройки  транспортных и специальных металлических  судов;

технология постройки  неметаллических судов (пластмассовых, железобетонных, деревянных);

основы механизации  и автоматизации судостроительного  производства;

основы проектирования цехов и верфей.

Технология судостроения как наука начала формироваться  лишь в последние 30-40 лет. Поэтому  в ней ещё много разделов, содержащих описание процессов, а не рассмотрение их физической сущности и математическую интерпретацию.

Однако непрерывно идёт углубленное изучение всех закономерностей  производственных процессов судостроения. Выявляются условия, с помощью которых  можно повысить качество и сократить  сроки и стоимость постройки.

Иными словами, непрерывно происходит процесс повышения научного уровня технологии судостроения. Этот процесс основывается на применении и синтезировании, например, вероятностных методов из математики; решений из теории пластичности, газодинамики и теории взрыва; результатов физико-химических исследований по коррозии и защите от неё; использовании аналитической геометрии и программирования в плазовых построениях; основ электроники и электровакуумной техники в способах контроля и других достижений из разных областей науки.

Применение этих научных методов имеет целью  создание инженерных обоснований технологических  решений с количественной оценкой  их эффективности. Освоив такие методы, кораблестроители смогут творчески  решать многообразные технологические  задачи.

Изучая технологию судостроения, целесообразно кратко познакомиться с историей его  развития.

Деревянное судостроение началось с изготовления примитивных  долбленных челнов, позже стали строить  более крупные мореходные суда и, наконец, пришли к созданию многопушечных  парусных военных кораблей.

Основным материалом для этих судов являлись наиболее прочные породы дерева. Сначала для  постройки судов использовали хвойные  породы дерева, обладавшие прочностью и гибкостью, позднее в связи  с увеличением размеров судов  стали применять дуб.

Деревянные суда строили на площадках, расположенных  по берегам рек и водоёмов и  оборудованных устройствами для  поддержания строящегося корпуса  и его спуска на воду. Вокруг размещались  склады корабельного леса, вспомогательные  мастерские, кузницы и склады судового оборудования и снабжения. Так возникли первые судостроительные верфи.

В настоящее время  называют предприятие или часть  его, занимающееся постройкой корпуса, монтажом оборудования судна и его  сдачей. Судостроительные заводы, кроме  верфи, включают ещё машиностроительную часть.

В России, морские  и речные коммуникации которые начали создаваться с момента образования  Московского государства (ΧV век), некоторые  верфи были известны уже в XVI веке, например верфь в Соломбале под Архангельском (основана в 1590г.), верфи под Москвой на Оке, в Казани, строившие суда для плавания по Каспийскому морю, и другие.

Значительное развитие судостроение в России получило в  период царствования Петра I (1682-1725). Расширялись старые и создавались новые верфи в Архангельске, где впервые были построены русские морские торговые суда, а также в Воронеже, Тихвине, Лодейном Поле и др.

Центром судостроения Пётр выбрал Петербург. В 1704 г. там была заложена Адмиралтейская верфь, а затем  и ряд других («Галерный двор», Ижорский завод, Охтинская верфь  и др.). Позднее для постройки  судов, требовавшихся для войны  с Турцией, были организованы судостроительные верфи в Херсоне (1778 г.) и Николаеве (1789 г.).

Речные суда продолжали строить на верфях, расположенных  на Волге, Днепре, Северной Двине, Сяси, Волхове и других крупных реках.

XIX век ознаменовался большими достижениями в области техники, стремительным развитием промышленности. Для крупной промышленности XIX века деревянное и парусное судно оказалось тормозом.

Противоречие между  старым морским транспортом и  новой промышленностью можно  было разрешить только качественным преобразованием судна, т.е. переходом  от парусов к паровому двигателю  и от деревянного корпуса судна - к металлическому. Первая железная баржа была построена Уилкинсоном в 1789г.

Применение паровых  двигателей на судах взамен парусов  и весел относится к началу XIX века, т.е. совпадает с первыми опытами использования металла для постройки корпуса вместо дерева.

В 1807 г. Фултон отправился по реке Гудзон (вблизи Нью-Йорка) на построенном  им первом пароходе «Клермонт», на котором  в качестве двигателя была установлена  паровая поршневая машина в 20 л.с.

В 1815 г. первый русский  пароход (называвшийся тогда «пироскафом») начал совершать рейсы из Петербурга в Кронштадт. Через 20 лет, в 1835 г. в России существовало уже 52 паровых судна. Пароходы первого периода имели в качестве движителей гребные колёса.

С 50-х гг. XIX века стали использовать гребные винты, которые в настоящее время заменили гребные колёса даже на речных судах.

Первым пароходом  русского флота с гребными винтами  был 48-пушечный фрегат «Архимед», построенный  в 1848 г. на Охтинской верфи в Петербурге.

В 1851 г. в Англии инженер  Брунель приступил к постройке  огромного океанского железного  парохода «Great Eastern» («Грейт Истерн»), имевшего небывалые для того времени размеры: длину 200 м и водоизмещение 27000 т. На пароходе были установлены винт, колёса и шесть мачт с парусами. При громадном корпусе он имел очень слабые машины.

По величине «Грейт Истерн» опередил свою эпоху на полвека; только в 1907 г. он был превзойдён по размерам океанским пассажирским пароходом «Лузитания» (который во время 1914 – 1917 гг. был потоплен германской подводной лодкой).

Однако рейсы парохода «Грейт Истерн» из-за недостаточного количества пассажиров и грузов не приносили дохода и были прекращены.

Развитие строительства  паровых судов привело к созданию новых верфей широкого профиля с  машиностроительной частью, а также  к реконструкции ряда существовавших верфей. Так, в России в 1803 г. была реконструирована и расширена Ижорская верфь, в 1850 г. был создан Балтийский завод в  Петербурге, открыт ряд новых заводов, например Семянникова ( ныне завод им. В. И. Ленина), реконструировано Новое Адмиралтейство под постройку металлических судов и т.д.

Вторая половина XIX века характеризуется успешным развитием отечественного военного кораблестроения, расширением состава флота на всех морях, значительным увеличением размеров и улучшением технических качеств кораблей. В 1866 г. на Балтийском заводе была построена первая отечественная подводная лодка с поршневой машиной, работавшая на сжатом воздухе, а в 1908 г. – первая в мире дизельная подводная лодка «Минога». В период 1907 – 1914 гг. были спроектированы и построены под руководством И. Г. Бубнова и А. Н. Крылова в Петрограде крупнейшие линейные корабли царского флота типа «Севастополь» водоизмещением 23000 т с паровыми турбинами мощностью 42000 л.с.

Морское транспортное судостроение в царской России развивалось  весьма слабо. До революции строились  в небольшом количестве грузовые пароходы и буксиры.

Первая мировая  война, революция и гражданская  война прервали судостроение в России. Оно возникло снова в 1925 г., когда  на XIV съезду ВКП(б) было принято решение об индустриализации страны.

На Балтийском заводе в Ленинграде в январе 1925 г. была начата постройка первой серии советских  пароходов типа «Товарищ Красин» (средний  лесовоз). За ним последовала серийная постройка нефтевозов, пассажирских экспрессов Крымско-Кавказской линии, рыболовных траулеров, гидрографических и транспортных судов для Арктики  и многих других судов.

Все суда дореволюционной  постройки, а также советские  – до 1933 г. строили со стальными  корпусами клёпаной конструкции. Применение сварки, начатое в судостроении с 1926 – 1928 гг., сначала было ограниченным: её использовали лишь при выполнении второстепенных узлов и конструкций (трапов, кожухов, вкладных цистерн и др.).

Первым отечественным  судном с электросварным, а не клёпаным корпусом был морской катер длиной 16 м, построенный под руководством В. П. Вологдина в 1931г. на Дальневосточном заводе во Владивостоке.

В 1932 – 1933 гг. в ряде пунктов СССР (Ростов-на-Дону, Красноярск, Средняя Азия, Ленинград, Киев, Николаев и др.) была начата постройка электросварных речных барж и буксиров. Это положило начало повсеместному переходу с  клёпаного корпусостроения на сварное.

В морском судостроении клёпаные корпуса не строились со времени окончания Великой Отечественной  войны. В речном судостроении их постройка  была прекращена ещё в 1939 г.

Таким образом, сварка, впервые примененная в судостроении в середине 30-х годов, за 20 лет  стала основным методом соединения частей корпуса. Широкое применение сварки позволило значительно уменьшить вес корпусов судов, повысить их прочность и надёжность и означало переход на новую техническую ступень в судостроении, подобный переход с деревянного судостроения на металлическое.

Отечественное судостроение прошло большой путь развития и сейчас представляет собой мощную отрасль  современной индустрии. В нашей  стране строят крупнотоннажные нефтеналивные  суда, мощные ледоколы, крупнейшие в  мире рыбопромысловые базы, атомные  подводные лодки, суда на подводных  крыльях и многие другие суда.

Широко известны, например, крупнотоннажные танкеры  типа «София» дедвейтом 49000 т, скоростные сухогрузные суда дедвейтом 16200т  типа «Ленинский комсомол», а также  крупнейшие китобойные базы «Советская Украина» и «Советская Россия» водоизмещением 44000 т.

Предприятия морского судостроения, в зависимости от размеров и спускового веса строящихся судов, принято разделять на пять классов. На предприятиях I класса строят крупные суда, спусковой вес которых превышает 7000 т; на предприятиях II класса – суда со спусковым весом от 3500 до 7000 т. Предприятия III класса предназначены для постройки судов со спусковым весом от 1000 до 3500 т, IV класса – для постройки мелких судов, спусковой вес которых не превышает 250 т.

На каждом судостроительном предприятии имеется достроечный  цех. Достроечные работы, выполняемые  судовыми сборщиками-достройщиками, весьма разнообразны как по содержанию, так  и по сложности исполнения. К ним  относятся работы по монтажу оборудования и отделке судовых помещений, монтажу дельных вещей и устройств, изготовлению и монтажу элементов  систем вентиляции и др.

Трудоёмкость корпусно-достроечных  работ в общем цикле постройки  судна составляет от 15 до 22 % и зависит  от типа судна, характера устанавливаемого оборудования и вида отделки помещений. Поэтому корусно-достроечный цех  на судостроительном предприятии является одним из основных производственных цехов, для которого характерна очень  большая номенклатура работ при  весьма значительных затратах на продукцию, изготавливаемую в цехе и устанавливаемую  на судах. Другая характерная черта  – большой объём кооперации производства корпусно-достроечного цеха с другими  цехами и внешними поставщиками.

Как известно, конструкции  корпуса изготовляются в сборочно-сварочном  цехе, корпус судна формируется на стапеле, а достроечно-отделочные работы производятся, когда судно находится на плаву. В этих условиях результаты работы слесарей-достройщиков зависят от готовности их рабочих мест, а также от комплектации и качества работ, выполняемых до них корпусостроителями. А от достройщиков, в свою очередь, зависят результаты труда рабочих деревообрабатывающего, такелажного, малярно-изоляционного и других цехов, ведущих достройку и отделку судна параллельно с корпусниками-достройщиками, либо вслед за ними. Такого рода промежуточное положение корпусно-достроечного цеха весьма осложняет план выполнения предусмотренных для него работ, требует чёткой и гибкой организации производства и управления или на всех участках работ в цехе и монтажных работ на судне. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Состав и назначение  корпусно-достроечных  работ.

2.1 Номенклатура работ,  трудоёмкость, организация.

К корпусно-достроечным  работам относятся:

1)установка доизоляционных  деталей крепления изоляции, оборудования, судовых устройств, дельных вещей,  электрооборудования и электротрасс, трубопроводов и механизмов;

2)установка мелких  фундаментов, комингсов и съёмных  листов;

3)изготовление и  монтаж обрешетников и настилов  полов и ограждений;

4)изготовление и монтаж обрешетников и декоративной зашивки помещений и изоляции;

5)изготовление и  установка выгородок, стеллажей, кожухов и ширм

6)изготовление и  монтаж элементов систем вентиляции;

7)монтаж несъёмного  и некоторых видов съёмного  оборудования;

8)установка на  кронштейнах, скоб-мостах, лапах и фундаментах электрооборудования, не требующего проверки центровки осей двигателя и приводимого им в движение механизма;

9)монтаж дельных  вещей и устройств;

10)контрольные испытания  отсеков и цистерн, испытание  помещений на непроницаемость  и герметичность;

11)раскрепление запасных  частей к механизмам, предметов  снабжения и аварийно-спасательного  имущества.

Во время швартовных испытаний сборщики-достройщики участвуют в сдаче оборудования, систем вентиляции и кондиционирования воздуха, а также в испытаниях устройств и дельных вещей. Во время ходовых испытаний они в составе одной или двух бригад устраняют обнаруженные при испытаниях дефекты.

Все монтажные и  достроечные работы на судне в  целях определения рациональной технологической последовательности их выполнения, а также для удобства планирования и учёта разбивают  на технологические комплекты и  этапы.

Технологический комплект представляет собой законченный  объём работ, который один рабочий (или бригада рабочих) может выполнить  в планируемый срок. Трудоёмкость и длительность выполнения технологических  комплектов различны.

Технологический этап представляет собой сумму технологических  комплектов и характеризует окончание  определённого вида монтажных работ  на судне.

При постройке и  достройке судна на нём одновременно работают рабочие различных специальностей: сборщики-корпусники и сборщики-достройщики, электросварщики, слесари-монтажники, электромонтажники, столяры, маляры и др. для согласования последовательности выполнения работ различными цехами и участками и окончания работ в заданные сроки разрабатываются технологические графики.

Технологический график постройки судна определяет последовательность и длительность выполнения работ  по технологическим комплектам, этапам или видам работ.

Организационная структура  достроечных цехов и участков на судостроительных заводах зависит  от сложившихся форм организации  производственного процесса и принятой технологии постройки судов.

2.2 Цеха верфи, выполняющие  КДР.

Встречаются следующие  основные схемы организации достроечных  цехов и участков.

Достроечный цех  с замкнутым циклом работ, обеспечивающий изготовление изделий всей достроечной  номенклатуры и выполнение корпусно-достроечных  работ на судне. В зависимости  от номенклатуры работ этот цех может  иметь следующие основные участки: корпусозаготовительный, где выполняются  такие операции по обработке корпусных  деталей, как обрезка, гибка, вальцовка, выколка, сверление и зенкование отверстий, отгибка фланцев и  др.; штамповочный, на котором детали изготовляют методом штамповки; механической обработки, где детали изготовляют на металлообрабатывающих  станках (токарных, фрезерных, строгальных  и др.); сварки (электродуговой, газовой, контактной) и газовой резки; слесарной сборки изделий; изготовления и монтажа элементов систем вентиляции и кондиционирования воздуха; достроечные участки, выполняющие непосредственно на судне работы по установке доизоляционных деталей и зашивке, монтажу оборудования, дельных вещей, устройств и т.п.; вспомогательные участки, обслуживающие основные участки и выполняющие работы по погрузке оборудования, устройству лесов, подмостей и др.

Достроечный цех, производящий только достроечные работы на судне. Такой цех имеет специализированные участки, выполняющие определённые виды достроечных работ. Изделия  достроечной номенклатуры изготовляет  отдельный цех.

Цех поточно-позиционной  постройки имеется на предприятиях, где принят поточно-позиционный  метод постройки судов. Этот цех  включает специализированные участки, выполняющие достроечные работы на соответствующих позициях. Наименование и количество участков зависят от типа судна, объёма работ и принятой технологии. Изделия достроечной  номенклатуры изготовляет отдельный  цех, передающий свою продукцию на комплектовочный  склад.

Монтажно-достроечный  цех, выполняющий все достроечные, монтажные и сдаточные работы на судне. Цех имеет ряд специализированных участков, осуществляющих достроечные работы, монтаж механизмов, трубопроводов и систем. Изделия достроечной и монтажной номенклатуры изготовляют специализированные цехи.

Достроечный цех  возглавляется начальником цеха, который имеет заместителя по подготовке производства. В ведении  начальника цеха находится ряд подразделений, обеспечивающих производственную деятельность цеха: технологическое бюро (ТБ), планово-распределительное  бюро (ПРБ), бюро труда и зарплаты (БТЗ), бюро технического контроля (БТК) службы механика, энергетика и инструментальщика, кладовые, архив и др. Производственными  участками руководят мастера  или старшие мастера. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Корпусно-монтажные  работы.

Первым этапом монтажных  работ на судне является насыщение  секций. Размечать положение мест установки деталей насыщения  и производить монтажные работы гораздо удобнее в секциях (при  сборке их в цехе), чем на судне. Установка  насыщения в секциях позволяет использовать принцип параллельного ведения работ, начиная монтажные работы уже на ранних этапах постройки судна, поэтому при изготовлении секций корпуса их стремятся максимально насыщать различными деталями и узлами, необходимыми для ведения последующих работ (фундаменты и крепления, фланцы и подвески, детали устройств, дельные вещи и т.д.)

До установки насыщения  сварка и правка секции должны быть закончены; на конструкциях секции должны быть нанесены контрольные (базовые) линии  для разметки мест установки насыщения (линии ДП; контрольные линии высот  от основной). Установка насыщения  может производиться в то время, когда секция ещё находится в  постели, или после того как секцию сняли с постели и специально установили на клетки, тележки или кильблоки в наиболее удобное положение. В ряде случаев монтажные работы в секциях (блоках) выполняют на специализированных позициях.

Установка насыщения  с обратной стороны плоскостных  секций производится после их кантовки и укладки на козлы с домкратами или деревянными клиньями, позволяющими устанавливать секцию в нужное положение.

Детали и узлы насыщения должны быть изготовлены  заранее и комплектно на каждую секцию поданы в сборочно-сварочный цех.

Выполнение в секциях  значительного объёма работ по установке  деталей и узлов насыщения  значительно снижает общую трудоёмкость монтажных работ благодаря:

1)снижению трудоёмкости  разметки, установки и приварки  насыщения, выполняемых в наиболее  удобном положении;

2)сокращению общего  цикла подготовки судовых помещений  под изоляцию и оборудование  помещений, поскольку сразу после  стыкования секций можно производить  испытание отсеков и их окраску;

3)улучшению подготовки  производства и условий труда рабочих.

Подсчёты показывают, что снижение общей трудоёмкости монтажных работ благодаря перенесению  большого их объёма с судна в цех  составляет свыше 30%; некоторые дополнительные затраты, связанные с необходимостью консервации и защиты предварительно установленных деталей и узлов  насыщения, сравнительно невелики.

Разметка  мест установки насыщения. Места установки насыщения определяются нанесением взаимно-перпендикулярных координатных линий по размерам, указанным в совмещённых чертежах, от базовых линий.

Все детали и узлы насыщения, устанавливаемые в помещениях судна, делятся на доизоляционные, присоединяемые непосредственно к конструкции  корпуса (переборкам, бортам, подволоку), и послеизоляционные, устанавливаемые  после окончания работ по изоляции соответствующих корпусных конструкций.

Как правило, при  насыщении секций производится установка  всех доизоляционных деталей и узлов, причём для каждого помещения  все эти детали и узлы, независимо от их конструктивной принадлежности (детали крепления мебели, крепления  систем и трубопроводов, крепления  электротрасс и т.д.), показаны на одном, так называемом совмещённом чертеже, где взаимное расположение всех деталей  согласовано и закоординировано. Для больших судовых помещений, а так же для конструкций с  большим количеством деталей  насыщения, совмещённые чертежи  выпускают на отдельные поверхности  помещения (переборки, подволок) в масштабе 1:100; для малонасыщенных помещений  применяют более мелкие масштабы.

Применение совмещённых  чертежей на установку всех деталей и узлов креплений в судовых помещениях значительно сокращает цикл работ по подготовке помещений под изоляцию.

Организация работ  по совмещённым чертежам предусматривает  наиболее совершенные методы насыщения  судовых помещений доизоляционными  и послеизоляционными деталями. Всё  доизоляционное насыщение в помещении устанавливается одна специализированная бригада по одному совмещённому чертежу (эти работы производят до испытания на непроницаемость соответствующих корпусных конструкций). Все послеизоляционные детали насыщения в этом же помещении устанавливает другая специализированная бригада по другому совмещённому чертежу. Бригады до начала работ должны быть обеспечены деталями и узлами подлежащими установке по совмещённым чертежам, и т.п.

При мелкосерийной  и индивидуальной постройке судов  совмещённые чертежи чаще всего  не выпускают, и все работы по установке  насыщения ведут по нескольким отдельным  чертежам.

Разметка координат  производится либо вручную (с помощью  рулетки, угольника, меловой нитки, шлангового уровня, веска и различных  приспособлений), либо при помощи фотопроекционного  метода.

После сдачи разметки мастеру и ОТК производится подготовка вырезов. Мелкие вырезы (до 40-50 мм) высверливают, а более крупные вырезают газом  и зачищают пневматическими машинками.

Нанесение горизонтальных линий для установки деталей  обрешетников полов производится при  помощи шлангового уровня и метра.

Фотопроекционная  разметка. За последние годы разработаны и внедрены различные новые методы, во многом упрощающие и ускоряющие процесс разметки мест установки насыщения. Одним из таких методов является фотопроекционная разметка.

Сущность фотопроекционного  метода, применение которого целесообразно при крупносерийной постройке судов, заключается в том, что после разметки мест насыщения вручную поверхности секций головного судна фотографируют и изготовляют негативы, а разметка насыщения на секциях серийных судов производится по фотопроекции соответствующих негативов. В ряде случаев фотографируют не размеченную секцию, а изготовленный КБ совмещённый чертёж насыщения секции в масштабе 1:10 (естественно, что при проектировании на размечаемую секцию контуры деталей насыщения должны изображаться на секции в натуральную величину). Места установки деталей размечают по проекции негатива, а затем устанавливают и закрепляют на электроприхватках сами детали.