首页 / 专利库 / 专利权 / 细则 / 民用钢材舰船应用适用性试验方法

民用材舰船应用适用性试验方法

阅读:923发布:2020-05-12

专利汇可以提供民用材舰船应用适用性试验方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种民用 钢 材舰船应用适用性试验方法,包括:选择民用成熟钢种作为船体材料;进行设计结构模拟分段以确定待测试的舰船分段结构部位;对选择的船体材料进行材料性能、 焊接 接头性能和造船工艺适应性试验;根据试验结果对试验合格的船体材料编制生产工艺 细则 ;根据所述生产工艺细则建造待测试的舰船分段结构部位;对建造完成的待测试的舰船分段结构部位进行性能考核,根据考核结果和生产工艺细则编制最终的生产工艺细则;采用试验合格的船体材料和最终的生产工艺细则建造舰船整体。本发明能够保证舰船的技术性能和寿命,满足舰船的设计要求、建造要求、可靠性、维修性、经济性等全面的综合性要求。,下面是民用材舰船应用适用性试验方法专利的具体信息内容。

1.一种民用材舰船应用适用性试验方法,其特征在于,包括:
根据舰船的使用性能、设计要求、建造工艺要求和维修性、经济性等因素,结合船体结构自身的强度、刚度稳定性等要求,选择民用成熟钢种作为船体材料;
按照基本覆盖舰船使用的较多的船体材料规格、反映船体重要部位的结构,代表典型的连接节点焊接形式的原则进行设计结构模拟分段以确定待测试的舰船分段结构部位;
对选择的所述船体材料进行材料性能试验;
对选择的所述船体材料进行焊接接头性能试验;
对选择的所述船体材料进行造船工艺适应性试验;
根据所述材料性能试验、焊接接头性能试验和造船工艺适应性试验的结果对试验合格的船体材料编制生产工艺细则
根据所述生产工艺细则建造所述待测试的舰船分段结构部位;
对建造完成的所述待测试的舰船分段结构部位分别进行焊接工艺及焊接接头性能考核和火弯板工艺及水火区的学性能考核,根据考核的结果和所述生产工艺细则编制最终的生产工艺细则;
采用所述试验合格的船体材料和对应的最终的生产工艺细则建造舰船整体。
2.如权利要求1所述的民用钢材舰船应用适用性试验方法,其特征在于,所述民用成熟钢种为民用高强度船用结构钢EH36。
3.如权利要求1所述的民用钢材舰船应用适用性试验方法,其特征在于,所述待测试的舰船分段结构部位包括舰船的典型底部结构和典型的水火弯板结构。
4.如权利要求1所述的民用钢材舰船应用适用性试验方法,其特征在于,所述材料性能试验包括常规力学性能试验、韧性试验和材料耐海水腐蚀性能试验。
5.如权利要求1所述的民用钢材舰船应用适用性试验方法,其特征在于,所述焊接接头性能试验包括焊接接头基本性能试验、焊接接头韧性试验和焊接接头爆炸鼓胀试验。
6.如权利要求1所述的民用钢材舰船应用适用性试验方法,其特征在于,所述造船工艺适应性试验包括应变时效敏感性试验、冷弯工艺试验、钢板的火工矫正和回火稳定性试验、水火弯板试验、焊接冷裂纹敏感性试验、刚性十字形接头焊接裂纹试验。
7.如权利要求1所述的民用钢材舰船应用适用性试验方法,其特征在于,所述焊接工艺及焊接接头性能考核包括常规力学性能试验、爆炸鼓胀试验、热影响区落锤试验、热影响区宽板拉伸试验和焊接接头裂纹检查。

说明书全文

民用材舰船应用适用性试验方法

技术领域

[0001] 本发明涉及船舶技术领域,特别涉及一种民用钢材舰船应用适用性试验方法。

背景技术

[0002] 船舶材料是船舶设计、建造、使用和维修保养的物质基础,材料的学性能关系到船舶结构的安全性和生存能力,材料的加工和焊接性能关系到船厂建造的成形和焊接质量,影响舰船的外观和使用寿命。我国现行标准规定船舶材料的选用要符合以下要求:1)符合GJB15.1及有关专用标准中的规定;
2)船体结构材料必须经过鉴定,并得到认可,新研制材料应通过应用试验合格和认可;
3)性能合格;
4)品种和规格必须齐全,满足设计及建造上的需要;并在设计是尽量减少品种和规格;
5)焊接材料必须配套齐全,并且通过鉴定;
6)具备施工所必须的冷热加工工艺文件和焊接工艺文件;
7)应保证结构能获得满足强度要求、最小重量、且工作可靠,有良好的耐腐蚀性能;
8)必须经过综合性的应用论证。
[0003] 近年来,我国民用船用钢材料的生产和应用发展很快,向着高强度、高韧性、易焊接的方向不断进步。民用钢材的强度级别从235MPa逐步提升到315MPa、355MPa、390MPa,在大型的散货船和集装箱船上,355MPa级别的高强度钢已占主导地位。
[0004] 舰船船体线形曲度较大、结构复杂、板厚较薄、建造质量要求高,民用高强度钢材的各项性能及加工工艺能否满足舰船的使用要求,必须通过详细的试验和建造检验。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种民用钢材舰船应用适用性试验方法,能够保证舰船的技术性能和寿命,满足舰船的设计要求、建造要求、可靠性、维修性、经济性等全面的综合性要求。
[0006] 为解决上述问题,本发明提供一种民用钢材舰船应用适用性试验方法,包括:根据舰船的使用性能、设计要求、建造工艺要求和维修性、经济性等因素,结合船体结构自身的强度、刚度稳定性等要求,选择民用成熟钢种作为船体材料;
按照基本覆盖舰船使用的较多的船体材料规格、反映船体重要部位的结构,代表典型的连接节点和焊接形式的原则进行设计结构模拟分段以确定待测试的舰船分段结构部位;
对选择的所述船体材料进行材料性能试验;
对选择的所述船体材料进行焊接接头性能试验;
对选择的所述船体材料进行造船工艺适应性试验;
根据所述材料性能试验、焊接接头性能试验和造船工艺适应性试验的结果对试验合格的船体材料编制生产工艺细则
根据所述生产工艺细则建造所述待测试的舰船分段结构部位;
对建造完成的所述待测试的舰船分段结构部位分别进行焊接工艺及焊接接头性能考核和火弯板工艺及水火区的力学性能考核,根据考核的结果和所述生产工艺细则编制最终的生产工艺细则;
采用所述试验合格的船体材料和对应的最终的生产工艺细则建造舰船整体。
[0007] 进一步的,在上述方法中,所述民用成熟钢种为民用高强度船用结构钢EH36。
[0008] 进一步的,在上述方法中,所述待测试的舰船分段结构部位包括舰船的典型底部结构和典型的水火弯板结构。
[0009] 进一步的,在上述方法中,所述材料性能试验包括常规力学性能试验、韧性试验和材料耐海水腐蚀性能试验。
[0010] 进一步的,在上述方法中,所述焊接接头性能试验包括焊接接头基本性能试验、焊接接头韧性试验和焊接接头爆炸鼓胀试验。
[0011] 进一步的,在上述方法中,所述造船工艺适应性试验包括应变时效敏感性试验、冷弯工艺试验、钢板的火工矫正和回火稳定性试验、水火弯板试验、焊接冷裂纹敏感性试验、刚性十字形接头焊接裂纹试验。
[0012] 进一步的,在上述方法中,所述焊接工艺及焊接接头性能考核包括常规力学性能试验、爆炸鼓胀试验、热影响区落锤试验、热影响区宽板拉伸试验和焊接接头裂纹检查。
[0013] 与现有技术相比,本发明根据舰船的使用性能、设计要求、建造工艺要求和维修性、经济性等因素,结合船体结构自身的强度、刚度、稳定性等要求,选择民用成熟钢种作为船体材料;按照基本覆盖舰船使用的较多的船体材料规格、反映船体重要部位的结构,代表典型的连接节点和焊接形式的原则进行设计结构模拟分段以确定待测试的舰船分段结构部位;对选择的所述船体材料进行材料性能试验;对选择的所述船体材料进行焊接接头性能试验;对选择的所述船体材料进行造船工艺适应性试验;根据所述材料性能试验、焊接接头性能试验和造船工艺适应性试验的结果对试验合格的船体材料编制生产工艺细则;根据所述生产工艺细则建造所述待测试的舰船分段结构部位;对建造完成的所述待测试的舰船分段结构部位分别进行焊接工艺及焊接接头性能考核和水火弯板工艺及水火区的力学性能考核,根据考核的结果和所述生产工艺细则编制最终的生产工艺细则;采用所述试验合格的船体材料和对应的最终的生产工艺细则建造舰船整体,能够保证舰船的技术性能和寿命,满足舰船的设计要求、建造要求、可靠性、维修性、经济性等全面的综合性要求。附图说明
[0014] 图1是本发明一实施例的民用钢材舰船应用适用性试验方法的流程图

具体实施方式

[0015] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0016] 如图1所示,本发明提供一种民用钢材舰船应用适用性试验方法,包括步骤S1~步骤S9。
[0017] 步骤S1,根据舰船的使用性能、设计要求、建造工艺要求和维修性、经济性等因素,结合船体结构自身的强度、刚度、稳定性等要求,选择民用成熟钢种作为船体材料;优选的,所述民用成熟钢种为民用高强度船用结构钢EH36。
[0018] 步骤S2,按照基本覆盖舰船使用的较多的船体材料规格、反映船体重要部位的结构,代表典型的连接节点和焊接形式的原则进行设计结构模拟分段以确定待测试的舰船分段结构部位;优选的,所述待测试的舰船分段结构部位包括舰船的典型底部结构和典型的水火弯板结构。
[0019] 步骤S3,对选择的所述船体材料进行材料性能试验;具体的,为了全面了解民用钢材用于舰船船体结构建造的适用性,可分别对钢厂提供的钢板进行材料性能测试并测试材料耐海水腐蚀性能。
[0020] 优选的,所述材料性能试验包括常规力学性能试验、韧性试验和材料耐海水腐蚀性能试验。
[0021] 步骤S4,对选择的所述船体材料进行焊接接头性能试验;优选的,所述焊接接头性能试验包括焊接接头基本性能试验、焊接接头韧性试验和焊接接头爆炸鼓胀试验。
[0022] 步骤S5,对选择的所述船体材料进行造船工艺适应性试验;优选的,所述造船工艺适应性试验包括应变时效敏感性试验、冷弯工艺试验、钢板的火工矫正和回火稳定性试验、水火弯板试验、焊接冷裂纹敏感性试验、刚性十字形接头焊接裂纹试验。具体的,钢板的造船工艺主要包括焊接、冷热加工等。可通过应变时效敏感性试验,冷弯工艺试验,钢板的火工矫正、水火弯板试验,考核钢板的冷热加工工艺适应性,可通过焊接抗裂性试验等考核钢板的焊接工艺适应性。
[0023] 步骤S6,根据所述材料性能试验、焊接接头性能试验和造船工艺适应性试验的结果对试验合格的船体材料编制生产工艺细则;具体的,本步骤是编制建造原则工艺文件的步骤,原则工艺文件主要对舰船建造用钢材的焊接方法、环境条件和质量检验等提出了原则性要求,工厂结合自身实际情况编制具体的生产工艺细则。
[0024] 步骤S7,根据所述生产工艺细则建造所述待测试的舰船分段结构部位;具体的,本步骤是船厂根据结构图纸建造模拟分段。
[0025] 步骤S8,对建造完成的所述待测试的舰船分段结构部位分别进行焊接工艺及焊接接头性能考核和水火弯板工艺及水火区的力学性能考核,根据考核的结果和所述生产工艺细则编制最终的生产工艺细则;具体的,本步骤是进行模拟分段解剖试验。模拟分段解剖试验的内容主要包括以下两个部分:a)考核结构模拟分段制作的各种焊接工艺及焊接接头性能;b)考核水火弯板工艺及水火区的力学性能。本步骤中,可以根据考核的结果对所述生产工艺细则进行调整编制得到最终的生产工艺细则,也可以根据考核的结果不对所述生产工艺细则进行调整,直接将原有的生产工艺细则作为最终的生产工艺细则。
[0026] 优选的,所述焊接工艺及焊接接头性能考核包括常规力学性能试验、爆炸鼓胀试验、热影响区落锤试验、热影响区宽板拉伸试验和焊接接头裂纹检查。具体的,步骤S9,采用所述试验合格的船体材料和对应的最终的生产工艺细则建造舰船整体。
[0027] 下面采用一实施例对本发明的上述步骤进一步作详细的介绍。
[0028] 实施例一某型舰船采用民用高强度钢作为船体材料。
[0029] 步骤S1,明确船体材料根据舰船的使命任务和装载情况,船体材料选择强度级别为355MPa的民用高强度船用结构钢(EH36)。
[0030] 步骤S2,设计结构模拟分段结构模拟分段选取了舰船一段典型底部结构和一个典型的水火弯板结构。
[0031] 步骤S3,材料性能测试1) 常规力学性能测试
对不同板厚的EH36钢板进行材料性能测试,见表1。
[0032] 表1EH36钢常规力学性能复验结果表明,试验用钢各元素含量分析结果和各项常规力学性能均满足GJB15.1《舰船材料规范 船体材料》要求。
[0033] 2) 韧性试验试验结果表明:EH36钢板具有较高的冲击功,横、纵向冲击功差异不大;EH36钢的落锤试验表明试验钢板具有较低的零塑性转变温度(TNDT为-50℃~-60℃);EH36钢落锤撕裂试验表明试验钢板的韧-脆转变温度低于-22℃;EH36钢爆炸试验结果表明,EH36钢的FTE温度低于-30℃(当使用温度高于钢材的FTE温度时,裂纹将只限于塑性变形区的边缘之内而不传入弹性负荷区),EH36钢板具有良好的抗爆性能。
[0034] 3) 材料耐海水腐蚀性能试验试验结果表明,EH36钢的稳定腐蚀电位与军用钢材相当。
[0035] 步骤S4,焊接接头性能试验按照GJB15.1《舰船材料规范 船体材料》的有关规定进行焊接接头常规力学性能试验,所有试板焊接接头的强度、冲击韧性、弯曲性能均满足技术指标要求并且EH36钢焊接接头的抗爆性能良好。
[0036] 步骤S5,造船工艺适应性试验表2 工艺适应性试验结果及造船工艺要求
试验结果表明,EH36钢具有良好的综合力学性能和造船工艺适应性。
[0037] 步骤S6,编制建造原则工艺根据EH36钢材料性能与工艺试验结果,编制完成了《舰船结构模拟分段建造焊接原则工艺要求》及《舰船结构模拟分段建造冷热加工原则工艺要求》两份原则工艺文件。
[0038] 步骤S7,建造结构模拟分段船厂建造模拟分段。
[0039] 步骤S8,模拟分段解剖1)焊接工艺及焊接接头性能试验
常规力学性能试验
表3焊接接头常规力学性能试验结果
爆炸鼓胀试验
表4焊接接头的爆炸鼓胀试验结果
试验结果表明,结构模拟分段焊接接头的抗爆性能良好。
[0040] 热影响区落锤试验表5 焊接接头热影响区的落锤试验结果
焊接方法 零塑性转变温度TNDT/℃
药芯焊丝单面焊 -45
手工焊 -65
药芯焊丝双面焊 -75
埋弧焊 -30
实芯焊丝单面焊 -45
实芯焊丝双面焊 -50~-55
焊接接头热影响区落锤试验结果表明,EH36钢焊接接头热影响区的零塑性转变温度低于-30℃,满足舰船产品使用要求。
[0041] 热影响区宽板拉伸试验表6焊接接头热影响区宽板拉伸试验结果
模拟分段的焊接接头具有足够的断裂强度,在低温环境条件下不会产生低应力脆断。
[0042] 焊接接头裂纹检查解剖共选取了7处十字接头,从检查的试样的端面看,均未发现裂纹。T型接头共选取了23处,从检查的端面看,也未发现任何裂纹
2)水火弯板工艺及水火区的力学性能试验
在水火弯板、火工矫正操作后的钢板上取拉伸、冲击、冷弯试样,试验结果表明,经火工处理的钢板,其基本力学性能均能满足技术指标要求。
[0043] 本发明简单易操作,具有实船操作的工程可行性,对民用钢材舰船应用适用性提供了平台,有利于海军所提出的钢材军民通用的原则,有利于降低舰船的建造费。
[0044] 专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0045] 显然,本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈