1. analiza sekcji, miejsce montażu sekcji.

1. Analiza sekcji z punktu widzenia technologii wykonania

W ramach ćwiczenia projektowego należy wykonać instrukcję technologiczną obróbki i prefabrykacji sekcji płaskiej. Zadaną sekcją jest trzeci pokład nadbudówki drobnicowca o długości L = 121 m od wr.8 do wr.22 (odstęp wręgowy d₁ = 600 mm do wr.12 oraz d₂ = 675 mm od wr.12 do wr.22), zgodnie z dokumentacją (rysunek B184-PT/1710-1x2).

Maksymalne wymiary sekcji
Szerokość [m]	15,6
Długość [m]	9

Na elementy konstrukcji nadbudówki wykorzystano zarówno stopy aluminium cechy PA13, PA20, jak i stal A. elementy konstrukcji wchodzące w skład sekcji płaskiej trzeciego pokładu nadbudówki zostały wykonane wyłącznie ze stali A. Gęstość przyjęto, jako ρ = 7,85 g/cm³.

Po przyjęciu takiej wartości gęstości, przybliżona masa konstrukcji pokładu wynosi 9,32 t.

Blachy poszycia pokładu są różnej grubości (6, 7, 8 mm). Występują liczne otwory (przejścia usztywnień przez wiązary, otwór w poszyciu pokładu).

Przy łączeniu blach występują spoiny czołowe, ciągłe. W tym przypadku spawanie odbywać się będzie przeważnie w pozycji podolnej, metodą SAW.

Połączenia mocników pokładników ramowych ze środnikami, łączenia usztywnień z poszyciem stanowią spoiny pachwinowe - w takim wypadku spawanie odbywać się będzie przeważnie w pozycji podolnej lub nabocznej.

Sekcja jest w przybliżeniu prostokątem o wymiarach maksymalnych 15,6 x 9 m - transport możliwy na platformie ciągnionej przez pojazd kołowy, na platformie samojezdnej.

Uproszczony ramowy proces technologiczny:

• pobranie elementów wg listy kompletacyjnej;

• spawanie blach poszycia;

• kontrola;

• spawanie usztywnień I grupy;

• kontrola;

• spawanie usztywnień II grupy;

• kontrola;

• konserwacja i znakowanie

• kontrola

• przygotowanie sekcji do transportu.

1. Wybór i omówienie miejsca montażu sekcji

W celu wyboru odpowiedniego miejsca - stoczni, w której zostanie zmontowana sekcja płatowa, kierowano się następującymi kryteriami:

• doświadczenie stoczni w budowie statków morskich,

• jakość obiektów wybudowanych przez stocznię,

• dostępność obszaru montażu o odpowiednich wymiarach,

• wyposażenie stoczni,

• zaplecze socjalne.

Wybór padł na stocznię Kyokuyo w Japonii. Zakład położony jest w mieście Shimonoseki w prefekturze Yamaguchi na południu kraju, w bezpośrednim sąsiedztwie portu w Shimonoseki, blisko dużych portów, jak Fukuoka, Hiroshima, Kobe, Osaka, Busan (Korea Południowa).

Stocznia Kyokuyo specjalizuje się w budowie i remontach kontenerowców, chłodniowców, chemikaliowców, statków specjalistycznych (np. cementowce, statki badawcze). Stocznia posiada szerokie doświadczenie w budowie kontenerowców (części tego typu statku dotyczy temat projektu), chemikaliowców, chłodniowców.

PLAN STOCZNI

1 - Kryta hala montażu sekcji, 2 - malowanie, oczyszczanie powierzchni, 3 -suchy dok nr 1 (L x B x T = 155 x 25 x 8,10 [m]), 4 - hala prefabrykacji , 5 - magazyn, 6 - zaplecze dla pracowników, 7 - dźwig (60t), 8 - dźwig (60t) , 9 - dźwig (10t) , 10 - dźwig (20t) , 11 - dźwig (120t) , 12 - dźwig (15t) , 13 - dźwig (20t) , 14 - dźwig (30t) , 15 - plac montażowy.

Stocznia wyposażona jest w 2 suche doki:

• Dok nr 1 o wymiarach L x B x T [m] = 155 x 25 x 8,10 docelowo przeznaczony do montażu sekcji przestrzennych nowobudowanych statków. Wyposażony w dźwig przesuwny o udźwigu 120 t oraz w dźwig stacjonarny o udźwigu 30 t.

• Dok nr 2 docelowo przeznaczony do prac remontowych.

Transport wewnątrz stoczniowy materiałów na konstrukcje, sekcji płatowych, sekcji przestrzennych odbywa się za pomocą suwnic, żurawi, platform samojezdnych.

Stocznia Kyokuyo jest położona w Japonii, kraju wyspiarskim, otoczona morzem z trzech stron. Transport drogą morską jest tu wysoce rozwinięty. Podczas, gdy w Polsce materiały hutnicze z hut do stoczni transportowane są najczęściej koleją, w Japonii najbardziej opłacalny jest transport morski. Materiały z huty przybijają do nabrzeża stoczni, zostają wyładowane za pomocą żurawi i przetransportowane do miejsca montażu (do hali prefabrykacji).

Prefabrykacja pokładu odbywać się będzie w hali prefabrykacji o wymiarach L = 130 m, B = 23 m , H = 19 m, gdzie L - długość, B - szerokość, H - wysokość. Maksymalne wymiary wrót: B x H = 23 m x 19 m. Wymiary obszaru do montażu sekcji wynoszą 15 x 23 [m].

Hala wyposażona jest w suwnicę o udźwigu do 16 ton, rozpiętości do 21 m oraz w następujące urządzenia:

• do cięcia:

palniki acetylenowo-tlenowe, portal do cięcia plazmą/palnikiem acetylenowo-tlenowym firmy Griesheim Messer Omnimat L5000 (prędkość cięcia do 35 m/min, szerokość całkowita 5,935 m, szerokość robocza 5 m, długość 1,94 m, max grubość ciętych elementów - 130 mm);

• do spawania:

spawarki ręczne, półautomat spawalniczy firmy ESAB do spawania metodą MIG, stanowiska wyposażone w głowice do automatycznego spawania łukiem krytym pod topnikiem, MIG/MAG firmy ESAB (typ głowicy A6) ;

• do oczyszczenia powierzchni przed spawaniem:

szlifierki elektryczne, szczotki stalowe,

• wyposażenie traserskie, monterskie, pomiarowe:

standardowe (kreda, rysiki, suwmiarki traserskie, liniały traserskie, kątowniki itp.). Oprócz tego do trasowania używane jest oprogramowanie dostarczone z portalem do cięcia plazmowego firmy Griesheim Messer.

Hala podłączona jest do sieci wodociągowej.

Doprowadzone są gazy techniczne (dwutlenek węgla, tlen, sprężone powietrzne, acetylen, argon, wodór).

Hala jest dobrze oświetlona dzięki równomiernie rozmieszczonym lampom sufitowym. Przy pracy stosowane są także przenośne źródła światła, jak latarki , lampy przenośne, reflektory. Obiekty znajdujące się na terenie stoczni wyposażone są w systemy oświetlenia awaryjnego.

Na hali znajduje się system wentylacji oraz klimatyzacji.

Oczyszczaniu powierzchni przez piaskowanie służą zestawy urządzeń do oczyszczania strumieniowego ,w skład których wchodzą maszyny do piaskowania (oczyszczanie do stopnia SA-3.0, przewidziane do pracy ze wszystkimi suchymi środkami ściernymi o max. grubości ziarna 3,5 mm), kombinezony do oczyszczania strumieniowego dla operatorów, odpowiednia armatura (dysze, węże, zawory itp.).

Stocznia wyposażona jest w systemy aplikacji powłok malarskich (dysze do aplikacji powłok wraz z odpowiednią armaturą oraz kombinezonami ochronnymi dla operatorów).

Zaplecze socjalne obejmuje dwukondygnacyjny budynek położony w bezpośrednim sąsiedztwie hali prefabrykacji. Budynek jest w stanie pomieścić ponad 600 pracowników. Znajdują się tam prysznice, pokoje noclegowe (w każdym pokoju osobna łazienka), palarnie, bufet na 80 miejsc.

2. lista kompletacyjna

Nr pozycji	Nr kolejny	Nazwa elementu	Ilość szt.	Symbol	Wymiary [mm]	Materiał	Masa		Uwagi	Grupa obróbcza
																Jednostkowa [kg]	Całkowita [kg]
1	1	blacha	8	6	1450x5900x6	Stal A	402,9	3223,5		I
2	2	blacha	8	6	1450x2000x6	Stal A	136,6	1092,7		I
3	3	blacha	3	6	1350x5900x6	Stal A	375,1	1125,5		I
4	4	blacha	3	6	1350x2000x6	Stal A	127,2	381,51		I
5	5	blacha	1	7	800x850x7	Stal A	37,4	37,4		I
6	6	blacha	1	8	1225x850x8	Stal A	57,2	57,2		I
7	7	blacha	1	7	1600x850x7	Stal A	74,7	74,7		I
8	8	blacha	1	8	1200x850x8	Stal A	64,0	64,0		I
9	9	blacha	1	7	5525x1100x7	Stal A	334	334		I
10	10	Pokładnik	6	L75x50x8	75x50x8 l=8750	Stal A	64,3	385,7		IV
11	11	Usztywnienie wzdłuzne	5	L75x50x8	75x50x8 l=9000	Stal A	66,1	330,6		IV
12	12	Usztywnienie Wzdłużne	5	L75x50x8	75x50x8 l=7900	Stal A	58,0	290		IV
13	13	Usztywnienie Wzdłużne	1	L75x50x8	75x50x8 l=7600	Stal A	55,8	55,8		IV
14	14	Usztywnienie Wzdłużne	1	L100x50x8	100x50x8 l=9000	Stal A	94,4	94,4		IV
15	15	Usztywnienie Wzdłużne	17	≠80x8	80x8 l=650	Stal A	3,3	55,5		IV
16	16	Usztywnienie Wzdłużne	1	L75x50x8	75x50x8 l=1300	Stal A	9,55	9,55		IV
17	17	Usztywnienie Wzdłużne	2	L75x50x8	75x50x8 l=1540	Stal A	11,31	22,6		IV
18	18	Usztywnienie Wzdłużne	1	L75x50x8	75x50x8 l=2700	Stal A	19,8	19,8		IV
19	19	Usztywnienie Wzdłużne	1	L75x50x8	75x50x8 l=1100	Stal A	8,0	8,0		IV
20	20	Usztywnienie Wzdłużne	2	L75x50x8	75x50x8 l=1950	Stal A	14,3	28,6		IV
21	21	Usztywnienie Wzdłużne	1	L75x50x8	75x50x8 l=6000	Stal A	44,0	44,0		IV
22	22	Usztywnienie wzdłużne	2	L75x50x8	75x50x8 l=4025	Stal A	29,6	59,1		IV
23	23	Usztywnienie Poprzeczne	3		450x5/≠80x8 l=15600	Stal A	354	1062		IV
24	24	Wiązar	2		450x5/≠80x8 l=9000	Stal A	204,2	408,4		IV
						Stal A				IV
25	25	węzłówka	30		a=180,b=375, t=7	Stal A	1,85	55,6		IV
26	26	węzłówka	71	BKT 180x7	180x7	Stal A	0,89	63,2		IV
27	27	węzłówka	6	BKT 200x7	200x7	Stal A	1,1	6,6		IV
							SUMA:	9320,16

3. Ideogram obróbki i prefabrykacji

4. Zestawienie spoin i przygotowania krawędzi

4.1. Spoiny doczołowe

Złącza doczołowe płyt poszycia o równej grubości powinny mieć krawędzie przygotowane, jak pokazano na ilustracjach niżej (z tego względu, iż w projekcie nie wystepują blachy grubsze niż 9 mm, przytoczono jedynie fragment przepisu):

Zestawienie spoin doczołowych:

l.p.	t1 [mm]	t2 [mm]	Przygotowanie krawędzi	szkic	uwagi
1	6	6	Brak ukosowania
2	7	8	Ukosowanie V

4.2. Spoiny pachwinowe

Grubość obliczeniowa a spoin pachwinowych nie powinna być mniejsza, niż określona wzorem:

a = αβs

gdzie:

α - współczynnik wytrzymałości spoiny - zależy od rejonu kadłuba, w którym znajduje się spoina oraz od rodzaju łączonych elementów;

β - współczynnik zależny od rodzaju spoiny pachwinowej;

s - grubość cieńszego elementu dostawionego [mm].

Przy czym grubość spoiny pachwinowej łączącej elementy wykonane z blach o grubości 4 mm< t ≤ 10mm powinna być niemniejsza, niż 3 mm.

Przykład

Grubość obliczeniowa a spoiny pachwinowej na łączeniu blachy poszycia pokładu o grubości 6 mm z pokładnikiem L75x50x8.

Grubość cieńszego dostawianego elementu - grubość blachy s = 6 [mm].

Współczynnik α wzięty z tabeli 4.2.3.1-1 Przepisów PRS:

Pokładniki ramowe i wzdłużniki pokładowe z poszyciem: α = 0,17;

Współczynnik β = 1,0 (spoina dwustronna ciągła)

a = 0,15 * 1,0 * 6,0 = 0,9 [mm]

l.p.	α[-]	β[-]	s[mm]	a[mm]	t[mm]	szkic	uwagi
3	0,17	1,0	6,0	1,02	3,0		L75x50x8 z poszyciem pokładu 1
4	0,17	1,0	6,0	1,02	3,0		L100x75x8 z poszyciem 2
5	0,25	1,0	5,0	1,25	3,0		środnik pokładnika ramowego ze wzdłużnikiem pokładowym (rys3)
6	0,35	1,0	7,0	2,45	3,0		Węzłówka z L75x50x8 4
7	0,35	1,0	5,0	1,75	3,0		Węzłówka ze środnikiem wiązara 4
8	0,35	1,0	7,0	2,45	3,0		Węzłówka z mocnikiem wiązara 4
9	0.17	1,0	5,0	0,85	3,0		Mocnik pokł. ramowego z poszyciem

5. Instrukcja pasowania, sczepiania i spawania. Prostowanie i odbiór sekcji.

5.1. Rozłożenie blach sekcji płaskiej wg rysunku roboczego

Blachy poszycia zostają przetransportowane na skład mieszczący się przy stanowisku rozkładania. Poszczególne płyty zostają przemieszczone w odpowiednie miejsce określone współrzędnymi w układzie, którym jest miejsce montażu blach. Ta czynność jest wykonywana za pomocą suwnicy kierowanej przez operatora, który programuje poszczególne ruchy suwnicy (na podstawie danych docelowego położenia poszczególnych blach składających się na płat poszycia).

Kolejność rozkładania blach powinna być następująca:

Schemat rozłożenia blach

5.2. Pasowanie styków i szwów. szczepianie

Blachy powinny zostać rozłożone w położeniu przybliżonym do określonego w dokumentacji. Rozbieżność rozstawienia wstępnego blach powinna mieścić się w granicach możliwości przesunięcia poszczególnych elementów bez konieczności posługiwania się dźwigiem.

Brzegi i powierzchnie blach w bezpośrednim otoczeniu złącz spawanych należy dokładnie oczyścić ze zgorzeliny, tłuszczu, brudu w celu uniknięcia powstawania wadliwych spoin wskutek oddziaływania zanieczyszczeń.

Blachy przed spawaniem należy połączyć spoinami sczepiającymi o długości 30 mm położonych względem siebie w odstępie 200 mm.

Sczepiać należy w pierwszej kolejności styki, następnie szwy. Sczepianie należy kierować od przecięcia się styków i szwów do krawędzi blachy.

Spoiny sczepne wykonywane są automatem spawalniczym z głowicą firmy ESAB model A6. Do sczepiania blach należy użyć drutu elektrodowego, jak do spawania właściwego, o średnicy 3 mm. Nastawy urządzenia: I = 475 A; U = 29 V;

Kolejność sczepiania blach pokazana na rysunku:

5.3. Spawanie styków i szwów

Na płat poszycia nadbudówki składają się blachy ze stali zwykłej wytrzymałości, kategorii A. Grubości blach wynoszą 6 mm, 7 mm, 8 mm. Łączenie blach w płat odbywa się za pomocą metody spawania łukiem krytym pod topnikiem, przy użyciu systemu do spawania automatycznego firmy ESAB, którego podstawą jest głowica do spawania automatycznego łukiem krytym, model A6.

Głowica ESAB model A6:

• maksymalne obciążenie: 1500A;

• prędkość podawania drutu: 0,2 - 4,0 m/min;

• średnica drutu: 3,0 - 6,0 mm.

Instrukcje wykonania poszczególnych złączy w załączniku.

Kierunek i kolejność spawania zostały podane na rysunku.

kierunek i kolejność spawania styków i szwów.

5.4 Odwrócenie sekcji, wycięcie grani i spawanie złączy od strony grani.

Po spawaniu blach z jednej strony, w celu umożliwienia spawania drugostronnego, sekcję należy obrócić na stanowisku spawania blach za pomocą suwnicy. Maksymalny udźwig suwnicy wynosi 16t. Masa samych blach poszycia w sumie wynosi 9,4t .

Do dwóch haków suwnicy przymocowana jest belka trawersowa prosta umożliwiająca regulację ilości i rozmieszczenia punktów podwieszenia. Od trawersy odchodzą linki stalowe zakończone uchwytami, które zostają przymocowane do sekcji.

Przed montażem uchwytów, miejsca zaczepienia sekcji powinny zostać dokładnie oczyszczone z tłuszczu, smarów i innych płynów w celu zapewnienia bezpieczeństwa transportu sekcji.

Wykorzystano uchwyty szczękowe, każdy o udźwigu maksymalnym 1250 kg. Uchwyty należy zamocować wzdłuż krawędzi blach na szerszym boku sekcji. Rozmieszczenie uchwytów pokazano na rysunku poniżej.

Po zamocowaniu uchwytów, należy przystąpić do obrotu sekcji. Kolejne czynności podczas obrotu:

1. Montaż uchwytów,

2. ruch suwnicy do przodu przy jednoczesnym podnoszeniu sekcji. Czynność kończy się w momencie podniesienia sekcji do pozycji pionowej,

3. uniesienie sekcji w pozycji pionowej i przesunięcie do miejs

4. „oparcie” sekcji w pozycji pionowej o podłoże stanowiska,

5. ruch suwnicy w przeciwnym kierunku do poprzedniego, przy jednoczesnym opuszczaniu sekcji. Czynność kończy się w momencie opuszczenia sekcji do pozycji poziomej, na stanowisku spawania.

6. Demontaż uchwytów.

Kolejne kroki zilustrowano poniżej:

Po obróceniu sekcji należy przystąpić do wycięcia złączy od strony grani. Wycinanie spoin od strony grani wykonuje się za pomocą żłobienia gazowego za pomocą palnika acetylenowo-tlenowego.

Parametry żłobienia gazowego:

Ciśnienie tlenu: 4 atn (0,4 MPa),

Szybkość żłobienia: 3 m/min;

głębokość rowka: 3 mm,

szerokość rowka: 6 mm.

Powyższe parametry znajdują zastosowanie w przypadku żłobienia spoin blach grubości, jak w przypadku sekcji płaskiej będącej przedmiotem projektu (6 mm, 7 mm, 8 mm).

Po wycięciu grani przystępuje się do spawania złącza od strony grani.

Do tej czynności wykorzystano ten sam sprzęt, jak do spawania styków i szwów.

Nastawy urządzeń:

węzłówki

U2

U1

T

T

N

N

PŁAT + USZTYWNIENIA I i II GRUPY + WĘZŁÓWKI

Czy to ostatni element?

Kontrola jakości spoin, odkształceń i wymiarów

Naprawa

Oczyszczanie spoin przez szlifowanie szlifierką elektryczną

Trasowanie, montaż i spawanie węzłówek

Kontrola jakości spoin, odkształceń i wymiarów

N

PŁAT + USZTYWNIENIA I i II GRUPY

Czy to ostatni element?

Naprawa

Montaż i spawanie (półautomatem) usztywnień II grupy

Trasowanie usztywnień II grupy

T

T

N

T

T

N

N

Kontrola jakości spoin, odkształceń i wymiarów

PŁAT + USZTYWNIENIA I GRUPY

Czy to ostatni element?

Naprawa

Montaż i spawanie (metoda SAW) usztywnień I grupy

Trasowanie usztywnień I grupy

N

T

T

N

PŁAT

Kontrola jakości spoin i wymiarów płata

czy to ostatni element?

Naprawa

oczyszczenie spoin przez szlifowanie szlifierką elektryczną

Spawanie blach automat.(metoda SAW)

Rozłożenie blach, pasowanie szwów, sczepianie blach

MAGAZYN KOMPLETACYJNY

Odwrócenie pospawanych blach i wycięcie spoiny od strony grani za pomocą żłobienia palnikiem acetylenowo - tlenowym

ODBIÓR SEKCJI

Malowanie, oznakowanie sekcji. Kontrola jakości i ostateczny odbiór sekcji. Transport na plac składowy.

Trasowanie ostateczne (obcięcie zapasów technologicznych, montaż usztywnień technologicznych - o ile występują). Spawanie uchwytów do transportu.

Po zakończeniu wszelkich prac spawalniczych, związanych z konstrukcją sekcji, należy zgodnie z instrukcją pomierzania dokonać oceny zgodności wymiarów i kształtu sekcji z rysunkiem, jakości spoin. W przypadku niezgodności przystąpić do naprawy sekcji

---