李广垒
舟山中远海运重工有限公司
摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，我国航海事业也迅速发展起来。但是依然存在着船体建造中的缺陷问题，这些问题直接影响着船舶的使用安全以及使用寿命。随着时代的不断发展，对于船舶使用的要求越来越高，这就使得人们对船体建造技术的要求也越来越高。本文主要就船体建造缺陷检验技术以及船体建造缺陷处理技术进行分析研究。
关键词：船体建造；缺陷；检验技术；处理
引言
保证船舶建造质量，是船舶具备安全航行技术条件的前提，严把船舶建造质量关是船检部门和造船厂的共同职责。船舶的建造质量直接关系到人民生命、财产的安全，直接关系到企业的经济效益、企业的生存和整个航运市场的营运秩序问题。为了提高船舶的建造质量，杜绝低质量船舶的产生，我们必须从源头抓起，必须对造船厂的每一道工序进行认真的检查，从放样、构件加工、船台装配再到分段合拢，层层把关，严禁不合格品进入下一道工序。
1船体建造常见缺陷产生原因
1.1冷弯构件缺陷产生原因
冷弯构件是船体建造中最常见的构件之一，亦是船体建造中主要结构组成部分。冷弯构件受船体建造条件、技术、设备方面的限制，其局部会产生应力并发生变形，进而致使冷弯构件与船体间容易发生扭曲和变形，严重影响了冷弯构件的应用，从而导致船体建造存在缺陷。若是冷弯构件在施工中发生移动、振动、锤击、组装等问题，就会导致应力释放，致使冷弯构件局部发生变形或是出现裂纹，最终对船体建造质量产生严重的影响。该情况主要发生在构件焊接处和结构薄弱位置。该种现象多见于曲率失控的部件。针对这些情况在冷弯构件施工中经常采用强迫组装、加固处理等方法，导致冷弯构件容易发生变形，并且在肘板和面板连接位置出现裂纹。
1.2焊接裂纹出现原因
焊接裂纹是船体建造中最常见的缺陷也是对船体质量产生比较大影响的缺陷，甚至可以说焊接裂纹起着决定性的影响作用。因此，如果船体建造中出现焊接裂纹，那必然是一个非常严重的事故，必须尽快处理，否则将会带来非常严峻的后果，不仅仅是船体的质量得不到保证，更是会直接对船体的质量造成破坏。现在常见的焊接裂纹形式有应力裂纹和高温裂纹2种。所谓应力裂纹，其实是船体在建造焊接的过程中，出现的因为熔池焊接造成的收缩应力，这些残余应力在后面的船体加工之后被释放出来，这样就产生了裂纹；而高温裂纹的实质是焊接构件的时候，没有正确使用加热方法，导致母材上的温度快速升高且母材影响面积也在不断扩大，这个过程之中，母材焊接出现了冷热不均衡的情况，直接导致焊缝与板材之间出现应力，而这个应力是诱发高温裂纹出现的重要原因。一般情况下高温裂纹会出现在建材的薄弱位置。
1.3焊接缺陷
船体建造中最常见的焊接缺陷就是出现气孔，造成气孔出现的主要原因是焊接过程中主要采用手工焊接的方式，没有按照规范要求控制好焊脚、焊缝以及焊接技术，从而导致焊接中出现气孔缺陷。在采用电弧焊中还经常出现咬边的缺陷，主要原因就是采用手工焊接，对于焊接工艺要点没有完全掌握，从而导致出现咬边的缺陷。焊接过程中的重要缺陷就是焊接不透缺陷，造成该缺陷出现的主要原因是焊接人员技术水平不足，焊接母材处理不规范，焊接材料性能不达标，焊接电流不满足要求，存在违规焊接操作行为等原因，这些原因均会导致焊接不透缺陷出现。
1.4焊缝检验问题
焊缝检验工作其实是一件非常重要的工作，它直接影响着船体建造中的焊接质量，但是现在存在检验人员不够重视或者说认识不足的情况，并没有认真对焊缝的质量进行检验，从而造成焊缝检查不到位的情况，这是影响到船体建造质量的隐患，是一个藏在暗处的危机。除此之外，由于船体的锚机系统将船体的底座完全覆盖，所以很难直接通过肉眼来准确判断出主甲板与底座复板的焊接是否符合要求。
1.5焊接缺陷对船体结构的影响
任何焊接结构中都会有一些缺陷, 对于产生缺陷的原因, 及其对结构性能的影响和防止办法, 过去很多学者曾进行过大量研究。在一些著作中, 主要是从焊接冶金学的角度来讨论焊接缺陷问题。实际上焊接缺陷的产生过程是十分复杂的, 既有冶金的原因, 也受到应力和变形的作用。缺陷对焊接结构承载能力有非常显著的影响, 更为重要的是应力和变形与缺陷同时存在。通常焊接缺陷容易出现在焊缝及其附近地区, 而那些地区正是结构中拉伸残余应力最大的地方。焊接缺陷之所以会降低焊接结构的强度, 其主要原因是缺陷减小了结构承载横截面的有效面积, 并且在缺陷周围产生了应力集中。根据冶金学的理论, "焊接缺陷"是指结构中母材和焊接接头处的力学、物理或冶金性能的不均匀性, 这一不均匀性的程度严重使部件、结构或产品不符合标准和规范规定的容限时,有可能会导致整个结构的崩溃或不能正常的工作。焊接缺陷对船体结构的影响, 可分为局部和总体两部份, 焊接缺陷或多或少都会损害船体构件, 削弱船体构件的作用。船舶结构实际上就是一个庞大的水上建筑, 如果局部产生严重的焊接缺陷, 可能导致船体某一构件的损坏, 船体破损进水, 造成货损或沉船事故; 如果在重要的部位产生严重的焊接缺陷, 有可能降低船体梁的总纵强度, 造成船体断裂。根据对多起的船舶断裂事故分析, 可以得出结论: 焊接缺陷对船体结构的强度危害是最大的, 船体梁断裂基本上是由于焊缝质量缺陷引起的。因此, 对船体结构焊缝的检验, 对焊缝质量的总体评定, 必须做出科学的、正确的判断, 这样才能确保船舶安全。
2船体建造常见缺陷的处理方法
2.1冷弯构件缺陷的处理方法
在进行船体建造检查时将检查工作的重点之一放在冷弯构件缺陷上来。采用科学的检验技术手段，认真分析冷弯构件缺陷出现原因，将技术处理重点放在冷弯构件应力及局部裂纹方面，从初始阶段做好缺陷控制，采取有效的措施消除应力，防范好裂纹，而后再进行下道工序施工，最大限度的将冷弯构件缺陷消除。
2.2焊接裂纹的处理方法
焊接裂纹是一个非常重要的关键点，直接影响着船体建造的质量。针对不同的焊接裂纹，首先要做的工作是将造成焊接裂纹的原因找到，认真辨别区分，找准究竟是应力裂纹还是高温裂纹。其次，应力裂纹与高温裂纹的形成原因有所不同，因此要对症下药，根据不同的原因来进行裂纹的治理工作。简单地说，如果是高温裂纹，那就要从焊接温度入手来进行焊接区域的降温处理工作，通过对焊接处温度的控制来尽可能控制高温裂纹的产生。如果是应力裂纹，则需要在焊缝处理的时候，尽可能使用更加详细且具体的程序化制作方式，来将焊缝中的残余应力释放出来，这样才能够有效控制应力裂纹的产生。最后，要在处理好焊接裂纹工作之后做好检验与收尾工作，保证确实将焊接裂纹处理完毕，避免出现处理到一半就放弃的情况，并对最终的焊接裂纹处理结果进行检验，确保有效解决焊接裂纹缺陷问题。
2.3焊接缺陷的处理方法
焊接缺陷的处理应以强化技术作为平台，对船体建造焊接过程进行准确把握，严格按照相关技术规定执行焊接操作，加强船体各结构和各部位焊接情况的检查，从而有效控制气孔问题，进一步提升焊接检验技术水平。电弧焊过程中根据母材的相关参数，例如金相、板厚等参数，对咬边容限值进行确定，及时处理存在咬边缺陷问题的部位，及时进行返工处理，有效控制咬边缺陷。在处理焊接不透缺陷时，应遵循预防为主，控制并重的原则，加强焊接检验技术运用，对焊接中的各重要环节进行严格控制，包括焊接工艺、焊接电流、焊接材料、焊接母材等环节。从而实现焊接水平与焊接质量的双提升，如图1。
2.4焊缝检验问题的处理方法
焊缝检验工作其实等于这一整个环节的收环工作，这个环节中首先应该改变的是检验人员对焊缝质量与检验工作的重视程度，要让他们意识到焊缝检验是一个非常重要的环节，它直接影响着整个工程的质量问题。而且如果在船舶投入使用之前发现问题反而可以尽快解决，但是如果船舶投入使用之后再出现任何质量问题都可能对周边的人和事物产生非常大的影响，甚至会造成难以想象的损失。因此船体建造的焊缝检验工作必须要进行一个全面且仔细的检查工作，保证焊缝衔接的质量以及强度，保证船体质量。因此，必须给予焊缝检验工作以相应的重视，强化相关工作人员的检验检查意识，真正做好质量检验工作，顺利完成船体建造的闭环工作，保证船舶的使用安全与使用质量。
2.预防焊接缺陷具体措施
综上所述, 焊接缺陷对船舶的安全构成了极大的威胁。当了解了焊接缺陷的成因后, 我们就掌握了预防和消除焊接缺陷的主动权。因此, 应采取以下六点措施:( 一) 加强对焊工和施焊过程的管理, 完善船厂质量管理体系, 对焊缝质量的检验和认可, 坚持实行三级检查制度, 即焊工施焊完工后, 班组进行检查, 检查合格后申请厂方质检部门检查, 最后再向船检部门报检。( 二) 根据船体结构焊接的特点和有关《焊接规格表》, 制定切合实际的焊接原则工艺, 对施焊的焊工提出具体的工艺要求。( 三) 要求焊工在施焊前, 检查所有设备是否处于良好状态, 检查所使用的焊接材料是否符合要求。( 四) 必须严格执行规范对角焊缝和对接缝的有关要求,施焊前应检查焊缝的坡口、焊缝的整理工作是否完成, 是否处于可焊状态。( 五) 焊接环境应处于良好状态, 焊条、焊接母材的湿度必须符合要求, 焊条没有烘干或者焊接环境过于潮湿, 都会降低焊缝质量, 如果环境温度低于或等于 - 5 O C 时, 应采取焊前预热措施。( 六) 应键全和严格执行焊工培训及考核制度, 坚持焊工持证上岗的原则, 杜绝无证施焊。
结束语
以上列举了船体建造过程中常见的一些缺陷，进行简要地分析并提出了处理办法。就目前社会上各工厂的管理情况，在船舶建造中之所以产生这样或那样的缺陷，只要质检员和船检部门的验船师坚决执行国家的有关规范、法规，坚决按章办事，就可以杜绝低质量船舶的出厂，保证船舶航行的安全。
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论文作者:李广垒
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/26
标签：船体论文; 缺陷论文; 裂纹论文; 应力论文; 构件论文; 船舶论文; 质量论文; 《中国西部科技》2019年第22期论文;