第三章 建造工藝
3.1模具
3.1.1生產(chǎn)條件
3.1.1.1原材料貯存
原材料的貯存除應符合原材料生產(chǎn)廠的有關(guān)規(guī)定外,還應符合下列規(guī)定:
(1)樹脂和添加劑應儲存于密閉的容器內(nèi),并置于低溫、干燥和避光的貯藏室中。
(2)纖維增強材料應儲存在干燥、無塵和溫度變化不大的場所,不可儲存在溫度會驟變的場所。
(3)引發(fā)劑與促進劑應分開貯存。
3.1.1.2車間環(huán)境
(1)成型車間、配料間和原材料儲存間應為具有堅固結(jié)構(gòu)的建筑物。
(2)建造船體和主要構(gòu)件的成型車間應能確保成型時溫度和濕度的基本穩(wěn)定。
(3)成型車間溫度應保持在10 32℃之間。
(4)成型車間內(nèi)空氣的相對濕度應不超過85 %,并應保持平穩(wěn),避免結(jié)露和凝霧。
(5)通風調(diào)節(jié)設(shè)備和溫濕度計在整個樹脂固化期內(nèi)均應處于良好狀態(tài)。
(6)成型車間應有良好的照明,但應避免自然光和人工照明對樹脂固化產(chǎn)生影響。
3.1.2成型工藝
3.1.2.1成型車間
(1)成型車問應有良好的照明,并具有通風設(shè)備,但應避免陽光和人工照明直接照射而影響樹脂的正常固化。
(2)成型車問的溫度在10℃-32℃之間,相對濕度應在40% ~85%之間,并保持穩(wěn)定。
3.1.2.2成型模具
(1)成型模具應具有足夠剛度和強度,且不易變形。模具的尺寸、光潔度應滿足產(chǎn)品的要求。
(2)模具應清潔干燥,且脫模容易。
(3)脫模劑應均勻地涂于模具表面,嚴禁遺漏。
3.1.2.3配膠與涂膠
(1)成型前必須進行凝膠試驗,以確定合適的樹脂最佳配比。
(2)表面膠衣樹脂的厚度應在0.4~0.6mm之問,且應厚度均勻。
(3)配膠時,樹脂中加入引發(fā)劑和促進劑后應逐一攪拌均勻,嚴禁引發(fā)劑直接與促進劑接觸。一次配膠量不宜過大。
(4)成型應在膠衣樹脂初步凝膠后較短時問內(nèi)進行。
3.1.2.4手糊成型工藝
(1)糊制層板的每層增強材料時,應使樹脂涂敷均勻并充分浸漬增強材料以獲得預定樹脂含量。
(2)應嚴格控制每層樹脂的用量。各鋪層之間的樹脂含量應均勻,以保證層板的厚度和質(zhì)量。層板的厚度偏差不得大于5%0
(3)鋪排纖維增強材料層時應盡量減少接縫的數(shù)目,同一層纖維增強材料片邊緣可采用搭接或?qū)拥姆椒ㄟB接。不同層的接縫應錯開100mm,五層之內(nèi)接縫應不重疊。若采用搭接時,搭接的寬度應不小于50mm。纖維增強材料層少于五層的層板不應采用對接方式。
(4)糊制過程中,應消除氣泡,避免增強材料片滑移。如果發(fā)現(xiàn)有纖維裸露、缺膠和積膠等妨礙使用的缺陷,應在糊制下一層增強纖維前修補完好。
(5)使用環(huán)氧樹脂時,船廠應制訂手糊工藝的補充規(guī)定,以防止缺陷,保證質(zhì)量。
3.1.2.5噴射成型工藝
(1)纖維和樹脂噴射成型法僅在噴射法施工易于保證成型良好的結(jié)構(gòu)面上使用。
(2)噴射設(shè)備在使用前應進行校準,以保證噴出的纖維百分比符合預定的要求。在操作期間還應定時校驗,以保證纖維長度和層板成份。
(3)當采用噴射成型工藝時,應采取消除氣泡的措施。當噴射纖維量達600g/mm2時,應使用滾壓法或其他方法消除氣泡。
3.1.2.6真空成型工藝
將玻璃纖維布和氈干鋪在陰模上,合上陰模,抽出模具內(nèi)空氣,然后沿分布在模具周圍的若干注射點定量注入樹脂,待樹脂固化后即可開模脫下。用這種工藝建造的船舶重量較輕,樹脂較少,船體內(nèi)外光潔,厚度均勻,船體分層破壞的可能性極小,這種方法的主要特點是自動化程度高、污染少、船體殼板中氣泡含量低。
3.1.3 脫模
(1) 模制件鋪敷完成后,在與殼體鋪敷相當?shù)沫h(huán)境下,殼體在模具中擱置時間不少于48h。
(2)船體的脫模應在其巴氏硬度大于或等于40后及加強材、隔艙板成型安裝后進行,其余大型構(gòu)件也應在加強材成型固化后方可脫模。
(3)脫模后,模具和制品應放在支架上,避免生產(chǎn)變形。
3.2結(jié)構(gòu)與板材連接
3.2.1鋪層工藝
以玻璃纖維及其制品增強的層板試件應符合下表的要求
3.2.2結(jié)構(gòu)細則
船體的連接可采用現(xiàn)場糊制、粘接或機械連接等方法。當骨材交叉時,應在大骨材上開孔,使小骨材連接通過,當骨材尺寸相近時,一般應使縱向骨材保持連續(xù)。骨材相交處應選用氈片或氈布交替鋪層連接。
3.2.2.1甲板與舷側(cè)板的連接
(1)甲板與舷側(cè)板的連接除應保證結(jié)構(gòu)的完整性以承受總縱彎矩之外,還應能承受由甲板局部載荷造成的角變形。甲板與舷側(cè)板的連接示例見圖A2.1(1)至圖A2.1(12)
船體的連接可采用現(xiàn)場糊制、粘接或機械連接等方法。當骨材交叉時,應在大骨材上開孔,使小骨材連接通過,當骨材尺寸相近時,一般應使縱向骨材保持連續(xù)。骨材相交處應選用氈片或氈布交替鋪層連接。
3.2.2.1甲板與舷側(cè)板的連接
(1)甲板與舷側(cè)板的連接除應保證結(jié)構(gòu)的完整性以承受總縱彎矩之外,還應能承受由甲板局部載荷造成的角變形。甲板與舷側(cè)板的連接示例見圖A2.1(1)至圖A2.1(12)
?。?)通常甲板與舷側(cè)板的連接程序為:先將板甲與舷側(cè)板連接,接著鋪敷角材,然后再鋪敷與之正交的橫梁和肋骨。
3.2.2.2骨架構(gòu)件之間的連接
?。?)骨架構(gòu)件之間的連接(如橫梁與肋骨的連接)可采用機械連接和粘接兩種方式。
(2)骨架構(gòu)件之間的連接可分為有肘板型和無肘板型兩種。為了增加角部連接的剛性,一般多采用有肘板的骨架構(gòu)件連接形式。
(3)預制肘板的組裝見圖A3.3(1)所示;
?。?)單腹板骨材的角接,在面板寬度不同時應逐漸過渡,見圖A3.3(2)所示;
(5)預制骨材按對接規(guī)定組裝的連接方式,見圖A3.3(3)所示;
?。?)帽型骨材現(xiàn)場糊制有肘板角連接的方式,見圖A3.3(4)所示;
(7)帽型骨材現(xiàn)場糊制無肘板角連接的方式,見圖A3.3(5)所示去除甲板后,其節(jié)點連接如圖A3.3(6)所示。
3.2.2.2骨架構(gòu)件之間的連接
?。?)骨架構(gòu)件之間的連接(如橫梁與肋骨的連接)可采用機械連接和粘接兩種方式。
(2)骨架構(gòu)件之間的連接可分為有肘板型和無肘板型兩種。為了增加角部連接的剛性,一般多采用有肘板的骨架構(gòu)件連接形式。
(3)預制肘板的組裝見圖A3.3(1)所示;
?。?)單腹板骨材的角接,在面板寬度不同時應逐漸過渡,見圖A3.3(2)所示;
(5)預制骨材按對接規(guī)定組裝的連接方式,見圖A3.3(3)所示;
?。?)帽型骨材現(xiàn)場糊制有肘板角連接的方式,見圖A3.3(4)所示;
(7)帽型骨材現(xiàn)場糊制無肘板角連接的方式,見圖A3.3(5)所示去除甲板后,其節(jié)點連接如圖A3.3(6)所示。
3.2.2.3艙壁與船殼的連接。
?。?)艙壁與船殼的連接處為船體受總縱彎曲變形時的剛性點,為減少其連接剛性而使其在小變形時的應力分布較均勻,建議采用圖A4.1(1)至(4)的連接方式。
?。?)艙壁與船殼的連接處為船體受總縱彎曲變形時的剛性點,為減少其連接剛性而使其在小變形時的應力分布較均勻,建議采用圖A4.1(1)至(4)的連接方式。
3.2.2.4水密艙壁與骨材的連接
?。?)為了保證水密艙壁在破艙情況下保持水密,對穿過艙壁的連接帽型骨材和其他骨材本身也應在水密艙壁處是水密的。
?。?)圖A5.2(1),(2),(3)顯示了裝有水密內(nèi)隔板的帽型骨材的裝配方法。水密艙壁與帽型骨材的連接應是將帶有腹板的帽型骨材預制件先在船殼底板上裝好,然后再進行艙壁定位。
3.2.2.5支柱
?。?)纖維增強塑料船可以使用金屬支柱,為此應考慮鋼、鋁等金屬支柱及其連接板在纖維增強塑料上的安裝,應制定工藝措施。
?。?)安裝金屬支柱時,支柱上下端與復合材料連接的金屬板必須先與支柱焊接成一個整體,不允許先裝金屬板再焊上金屬支柱,見圖A6.2所示。
?。?)當采用管子套管子來調(diào)整支柱長度時,應盡量在金屬支柱一端進行調(diào)整。調(diào)好尺寸后,卸下焊畢后再安裝,見圖A6.3所示。
?。?)纖維增強塑料船可以使用金屬支柱,為此應考慮鋼、鋁等金屬支柱及其連接板在纖維增強塑料上的安裝,應制定工藝措施。
?。?)安裝金屬支柱時,支柱上下端與復合材料連接的金屬板必須先與支柱焊接成一個整體,不允許先裝金屬板再焊上金屬支柱,見圖A6.2所示。
?。?)當采用管子套管子來調(diào)整支柱長度時,應盡量在金屬支柱一端進行調(diào)整。調(diào)好尺寸后,卸下焊畢后再安裝,見圖A6.3所示。
3.2.2.6穿過船殼的金屬構(gòu)件與船殼的連接
?。?)在金屬構(gòu)件穿過船體殼板的部位,特別是如舵桿、尾軸架、軸系等位于水線以下的和有可能受到振動影響的部位,均應認真考慮,仔細設(shè)計。通常對這些部位應采用增加殼板厚度或增設(shè)扶強構(gòu)件的方法予以加強。對由金屬件引起垂直于殼板的作用力,應由增設(shè)的構(gòu)件承受。圖A7.1是一個金屬構(gòu)件穿過船體殼板的一個實例。先將一塊板與穿過層板的金屬構(gòu)件焊在一起,然后裝配到位,在層板的另一面套上一個墊環(huán),用螺栓夾緊。
?。?)所有的連接界面應精心加工,并符合裝配要求。同時應選擇適應金屬和纖維增強塑料的樹脂(也可加人增強材料),以保證連接后的強度和水密性。
3.2.2.7機座結(jié)構(gòu)
?。?)機座應安裝在專門設(shè)計的基座縱析的構(gòu)架上,并保證其具有良好的剛性,圖A8.1給出了兩種實用的機座結(jié)構(gòu)形式。
?。?)機座結(jié)構(gòu)也可以采用在纖維增強塑料構(gòu)件上加裝金屬帽的結(jié)構(gòu),見圖A8.2所示。安裝金屬帽的螺栓處可以使用木質(zhì)芯材。
?。?)在金屬構(gòu)件穿過船體殼板的部位,特別是如舵桿、尾軸架、軸系等位于水線以下的和有可能受到振動影響的部位,均應認真考慮,仔細設(shè)計。通常對這些部位應采用增加殼板厚度或增設(shè)扶強構(gòu)件的方法予以加強。對由金屬件引起垂直于殼板的作用力,應由增設(shè)的構(gòu)件承受。圖A7.1是一個金屬構(gòu)件穿過船體殼板的一個實例。先將一塊板與穿過層板的金屬構(gòu)件焊在一起,然后裝配到位,在層板的另一面套上一個墊環(huán),用螺栓夾緊。
?。?)所有的連接界面應精心加工,并符合裝配要求。同時應選擇適應金屬和纖維增強塑料的樹脂(也可加人增強材料),以保證連接后的強度和水密性。
3.2.2.7機座結(jié)構(gòu)
?。?)機座應安裝在專門設(shè)計的基座縱析的構(gòu)架上,并保證其具有良好的剛性,圖A8.1給出了兩種實用的機座結(jié)構(gòu)形式。
?。?)機座結(jié)構(gòu)也可以采用在纖維增強塑料構(gòu)件上加裝金屬帽的結(jié)構(gòu),見圖A8.2所示。安裝金屬帽的螺栓處可以使用木質(zhì)芯材。