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常用的船体钢材有球扁钢、扁钢、槽钢、圆钢、角钢、工字钢、半圆钢、T字钢等。
船体钢材可以由钢材生产工厂直接各个轧制,直接供应造船工厂,也可以根据需要,由造船工厂自行制造如T型材和组合型材。.
(施鹤群)
船体结构用钢板(GB712-88) 船体结构用钢板简称船用板。由 于船舶工作环境恶劣,船外壳要受海水的化学腐蚀、电化学腐蚀和海 生物、微生物的腐蚀;船体承受较大的风浪冲击和交变负荷;船舶形 状使其加工...
玻璃钢也就是玻璃增强纤维塑料,玻璃钢具有密度小、比强度大、易成型、表面光滑、吸水性小、导热系数低、耐海水腐蚀、不被虫蛀、易于保养和维修等优点,用于建造玻璃钢船可减少船体自重20%一30%,提高船体装载...
玻璃钢渔船的船体结构通常采用分段式设计,先制造各个分段,然后通过胶接或焊接等方式组合成整体。
船体主船体结构设计的若干问题分析
本文对船体主船体结构设计的若干问题进行探讨分析。
SDA船体结构标准(全部)(1)
SDA SHANGHAI DESIGN ASSOCIATES SDA-002-05SD 船体结构标准 本标准经总工程师批准试行 2005.09 实施 SHANGHAI DESIGN ASSOCIATES发布 HULL STRUCTURE STANDARD PROFILE SECTIONS 常用型材标准 SDA-002-05SD 第 1 页 2005.9 共 61 页 PROFILE SECTIONS STANDARD 常用型材标准 说明: 本标准仅适用于船体结构图。 设计人员在选择型材时应尽可能以此标准为准。 HULL STRUCTURE STANDARD PROFILE SECTIONS 常用型材标准 SDA-002-05SD 第 2 页 2005.9 共 61 页 常用球扁钢 (欧洲标准 ) a mm t mm c mm r mm 球扁钢截面积 A
FR(frame),是指船体肋骨,在船体结构中按肋位沿舷侧设置的骨材。起支持外板保持船体外形、保证舷侧结构强度的作用,还作为各层甲板横梁的舷边支点。
肋骨与同一肋位平面内的横梁和肋板共同组成横向框架,保证船体的横强度。按肋骨所在的部位和作用,可分为主肋骨、甲板间肋骨、强肋骨、尖舱肋骨、中间肋骨、上层建筑肋骨等。最下层甲板以下的肋骨称主肋骨,是横骨架式舷侧结构的主要构件。两层甲板之间的肋骨称甲板间肋骨,其跨距和承受的载荷较主肋骨小,剖面尺寸也较小。上述两种肋骨一般都采用轧制型材。用T型组合型材制成的肋骨,以及局部加强或者支承舷侧纵骨或纵桁的大尺寸肋骨,称强肋骨。它常与强横梁和实肋板一起组成横向强框架,多设于需要特殊加强的部位,如机舱、装载重货或具有长大舱口的货舱内。在艏、艉尖舱内的肋骨称尖舱肋骨。在上层建筑内的肋骨称上层建筑肋骨。而中间肋骨则是指有局部加强(如冰区加强)要求的船上增设在肋骨间距中点位置的肋骨。
根据用途不同低合金船体钢可分为高强度造船用钢、舰船壳体用钢和液化气运输船用钢。
(1)高强度造船用钢。在各国船级社规范中,按屈服强度通常在265~395MPa之间2个或3个等级,每一级按冲击韧性的要求,又分为A、D、E3个档次。国际船级社联合会(IAcs)于1994年修订了高强度船用钢规范,其化学成分列于表1。表中列入的315、355和390MPa3个屈服强度级别,均为经过细化晶粒处理的镇静钢,允许钢中添加少量铌、钒、钛等微合金化元素,进行微合金化处理,且满足Nb% v% Ti%≤O.12%;若采用热机械处理轧制(TMcP),允许化学成分有所调整;按Cdq=C Mn/6 (Cr Mo V)/5 (Ni Cu)/15(%)计算的碳当量不大于O.4%;其力学性能列入表2,表中规定A、D、E、F4个档次在O、-20、-40和-60度的夏氏试样低温冲击功均高于一般强度船用钢。各国船级社从1994年起相继按IAcs的要求纳入了各自的规范。中国船级社也于1996年将有关内容纳入了《钢制海船八级与建造规范》中。
表1高强度造船用钢化学成分
表2高强度造船用钢的力学性能
(2)舰船壳体用钢。自第二次世界大战以来,各国海军水面舰船一直沿用碳素钢和高强度钢作壳体材料,80年代后又开发了一系列微合金化、更高强度级别的适用钢种。传统的壳体用钢质量趋于优化,主要反映在纯净化、细晶化和均匀化等方面。
近10年钢中杂质元素的含量已能控制在相当低的范围(%):
根据产品设计性能的需要,可采用铁水预处理、三脱技术、炉外精炼等措施达到高纯度,一般规定钢中全铝含量不得低于O.015%。成分优化的另一重要标志是钢中添加微量碳氮化物形成元素的处理技术,钢中的Nb、Ti≤O.02%。控制轧制、控轧冷却工艺生产的微合金钢在舰船方面的应用先于民用船舶,至今仍在开发低碳(C≤O.10%)和超低碳(C≤O.02%)的舰船壳体用钢。此外美国率先把含铜沉淀硬化型的高强度钢列入军品材料,80年代末美国海军又把4种舰船结构用厚板纳入研究计划(如表3所示),代表了今后海军水面舰艇壳体用钢的发展趋势。
表3列入美国海军研究计划的四种舰船结构用厚板钢种
潜艇耐压壳体用钢,在水下航行时潜艇(包括深潜器和水下作业船)耐压壳体承受负载,下潜深度越大,壳体承受的外压也越大,随着潜艇排水量和工作深度增加,就需加大钢板的厚度、提高钢材的强度级别。各国这类钢均已形成系列,其强度范围、化学成分和生产工艺大致相同。主要合金元素为镍、铬、铝,添加硼为提高厚板的淬透性,加入钒为改善钢的抗回火稳定性能。一般采用电炉冶炼和炉外精炼,在淬火加高温回火(调质处理)状态下使用。美国多采用HY-80、HY-100,英国为QT-35、QT-42和Q(N),日本为NS46和NS63、NS80、NS90法国选用Marrell-80,前苏联常用AK25和AK27钢。通用的HY系列的耐压壳体用钢的化学成分列于表4,其中HY-130钢镍含量达5%,具有优越的断裂韧性,用以建造下潜深度大于300m的常规潜艇和核动力潜艇。
表4HY系列耐压壳体用钢化学成分(%)
(3)海洋钻采平台用钢。平台用钢绝大部分沿用各级强度的造船用钢,这类结构必须经受住大型结构和自重所产生的巨大应力,还要对付苛刻环境(如风浪,碰撞)因素的影响。使用条件最为苛刻的是平台结构的节点用材,要求很好的抗层状撕裂性能,这种材料称为Z向钢。钢的强度级别一般在吼:≤345MPa以下,主要是保证结构的刚性和较小的年腐蚀率。这种钢必须采取严格的高纯净化冶炼工艺,大幅度降低钢中的硫含量和氢含量,以提高焊接时抗层状撕裂的能力。主要牌号有CX522E、HT、JUMI-z、KZT500和NK-z钢,抗层状撕裂敏感性主要用z向(钢板厚度方向)拉伸试验的断面收缩率来评定。
(4)码头和海洋建筑用耐海水腐蚀钢。此类材料类似于上述的平台钢,如钢桩用材,在海洋大气、飞溅带、潮差区、全浸区和海底土壤区的腐蚀行为和破坏形式是各不相同的,以飞溅带的腐蚀最为严重。一般结构用耐海水腐蚀钢主要有美国镍-磷-铜成分的Mariner系和法国铜-铝-钼成分的APS系钢种。焊接结构用耐海水腐蚀钢的化学成分接近于造船用钢,主要有日本新日铁的Mariloy系和川崎的Mariwel系钢种。国外耐海水腐蚀钢代表牌号见表5。
表5国外耐海水腐蚀钢代表牌号
(5)液化气运输船用钢。天然气、氨等低温液化气储罐和运输船,以及极寒海域的破冰船用钢,都要求很好的低温韧性,主要通过调整合金成分、提高纯净度、提高组织均匀性和热处理等途径来改善钢的低温韧性,在服役条件下承受外载时不发生脆性破坏,优良的焊接性也是重要的技术要求之一。这类钢通常采用镍系低温钢,各国低温钢规范及其最低使用温度见表6,以9%Ni的钢韧性最高,在调质状态下,可满足天然气和液化气的运输和储存的技术要求,它比镍-铬奥氏体不锈钢的强度高得多,可用于制造薄壁轻型结构。
表6铁素体低温韧性钢及其最低使用温度规范2100433B