ثورنتون ، جيمس ر.

ثورنتون ، جيمس ر.

العنوان Newport News Shipbuilding، Environmental، Health and Safety Division، 4101 Washington Avenue، Dept. 027، Newport News، VA 23607-2770

الدولة: الولايات المتحدة

الهاتف 1-757-380-4651

Fax 1-757-688-7673

البريد الإلكتروني: thornton_rj@nns.com

المناصب السابقة: مدير إدارة الصحة والسلامة والبيئة ، نيوبورت نيوز لبناء السفن ؛ خبير في حفظ الصحة الصناعية ، معهد مثلث الأبحاث ، رالي ، نورث كارولاينا ؛ خبير صحة صناعية ، هيئة وادي تينيسي ، ماسل شولز ، أل

التعليم: بكالوريوس ، 1969 ، جامعة أوبورن ؛ ماجستير ، 1972 ، جامعة تكساس إيه آند إم

 

الاثنين، 07 مارس 2011 18: 43

بناء وإصلاح السفن والقوارب

بناء السفن

يعتبر بناء السفينة عملية معقدة للغاية وذات تقنية عالية. إنه ينطوي على مزج العديد من المهن الماهرة والموظفين المتعاقدين الذين يعملون تحت سيطرة المقاول الأساسي. يتم تنفيذ بناء السفن للأغراض العسكرية والتجارية على حد سواء. إنها شركة دولية ، حيث تتنافس أحواض بناء السفن الرئيسية في جميع أنحاء العالم على قدر محدود من العمل.

لقد تغير بناء السفن بشكل جذري منذ الثمانينيات. في السابق ، كانت معظم أعمال البناء تتم في مبنى أو رصيف القبور ، حيث تم تشييد السفينة تقريبًا قطعة قطعة من الأرض إلى أعلى. ومع ذلك ، فإن التقدم التكنولوجي والتخطيط الأكثر تفصيلاً جعل من الممكن بناء السفينة في وحدات فرعية أو وحدات تحتوي على مرافق وأنظمة مدمجة فيها. وبالتالي ، يمكن توصيل الوحدات النمطية بسهولة نسبيًا. هذه العملية أسرع وأقل تكلفة وتوفر رقابة أفضل على الجودة. علاوة على ذلك ، فإن هذا النوع من البناء يفسح المجال للأتمتة والروبوتات ، ليس فقط لتوفير المال ، ولكن تقليل التعرض للمخاطر الكيميائية والفيزيائية.

نظرة عامة على عملية بناء السفن

يعطي الشكل 1 لمحة عامة عن بناء السفن. الخطوة الأولى هي التصميم. تختلف اعتبارات التصميم لأنواع مختلفة من السفن على نطاق واسع. قد تنقل السفن موادًا أو أشخاصًا ، وقد تكون سفنًا سطحية أو تحت سطح الأرض ، وقد تكون عسكرية أو تجارية وقد تكون نووية أو غير نووية. في مرحلة التصميم ، لا يجب مراعاة معايير البناء العادية فحسب ، بل يجب أيضًا مراعاة مخاطر السلامة والصحة المرتبطة بعملية البناء أو الإصلاح. بالإضافة إلى ذلك ، يجب معالجة القضايا البيئية.

الشكل 1. مخطط تدفق بناء السفن.  

SHP020F1

  نيوبورت نيوز بناء السفن

المكون الأساسي لبناء السفن هو الصفيحة الفولاذية. يتم قطع الألواح أو تشكيلها أو ثنيها أو تصنيعها بطريقة أخرى وفقًا للتكوين المطلوب المحدد في التصميم (انظر الشكل 2 والشكل 3). عادةً ما يتم قطع الألواح عن طريق عملية القطع التلقائي باللهب إلى أشكال مختلفة. يمكن بعد ذلك لحام هذه الأشكال معًا لتشكيل حزم I و T وأعضاء هيكلية أخرى (انظر الشكل 4).

الشكل 2. القطع الأوتوماتيكي للصفائح الفولاذية باللهب في ورشة التصنيع. 

SHP020F2

ايلين ميرش

الشكل 3. ثني الصفائح الفولاذية.

SHP020F3

نيوبورت نيوز بناء السفن

الشكل 4. صفيحة فولاذية ملحومة تشكل جزءًا من بدن السفينة.

SHP020F4

نيوبورت نيوز بناء السفن

ثم تُرسل الألواح إلى ورش التصنيع ، حيث يتم ربطها بوحدات وتجمعات فرعية مختلفة (انظر الشكل 5). في هذا المنعطف ، يتم تجميع الأنابيب والأنظمة الكهربائية وأنظمة المرافق الأخرى ودمجها في الوحدات. يتم تجميع الوحدات باستخدام اللحام الآلي أو اليدوي أو مزيج من الاثنين. يتم استخدام عدة أنواع من عمليات اللحام. الأكثر شيوعًا هو اللحام بالعصا ، حيث يتم استخدام قطب كهربائي قابل للاستهلاك للانضمام إلى الفولاذ. تستخدم عمليات اللحام الأخرى أقواسًا خاملة محمية بالغاز وحتى أقطاب كهربائية غير قابلة للاستهلاك.

الشكل 5. العمل على الجمعية الفرعية للسفينة

SHP020F5

 نيوبورت نيوز بناء السفن

عادةً ما يتم نقل الوحدات أو التجميعات الفرعية إلى أسطوانة في الهواء الطلق أو وضع منطقة حيث يحدث الانتصاب أو الانضمام إلى التجميعات لتشكيل وحدات أو كتل أكبر (انظر الشكل 6) هنا ، يحدث لحام وتركيب إضافي. علاوة على ذلك ، يجب أن تخضع الوحدات واللحامات لعمليات فحص واختبار مراقبة الجودة مثل التصوير الشعاعي والموجات فوق الصوتية وغيرها من الاختبارات المدمرة أو غير المدمرة. يجب إزالة تلك اللحامات التي تم العثور عليها معيبة عن طريق الطحن أو التجميع بالهواء القوسي أو الحفر بالإزميل ثم استبدالها. في هذه المرحلة ، يتم تفجير الوحدات بمواد كاشطة لضمان التشكيل المناسب لها ، ودهانها (انظر الشكل 7. يمكن تطبيق الطلاء بالفرشاة أو الأسطوانة أو مسدس الرش. يشيع استخدام الرش. قد تكون الدهانات قابلة للاشتعال أو سامة أو تشكل تهديدًا بيئيًا • يجب إجراء عمليات التحكم في عمليات الطلاء والطلاء بالجلخ في هذا الوقت.

الشكل 6. دمج المجموعات الفرعية للسفن في كتل أكبر

SHP020F6

نيوبورت نيوز بناء السفن

الشكل 7. نسف كاشط لوحدات السفن قبل الطلاء.

SHP020F7 

 جودي بالدوين

ثم يتم نقل الوحدات الأكبر المكتملة إلى رصيف القبور أو ممر السفن أو منطقة التجميع النهائي. هنا ، يتم ربط الوحدات الأكبر معًا لتشكيل الوعاء (انظر الشكل 8) مرة أخرى ، يحدث الكثير من اللحام والتركيب. بمجرد اكتمال الهيكل الهيكلي وإغلاقه للماء ، يتم إطلاق السفينة. قد يتضمن ذلك انزلاقه في الماء من مجرى السفن الذي تم تشييده عليه ، أو إغراق الرصيف الذي تم تشييده فيه أو إنزال السفينة في الماء. غالبًا ما تكون عمليات الإطلاق مصحوبة بالاحتفال الكبير والضجة.

الشكل 8. إضافة قوس السفينة إلى بقية السفينة.

SHP020F8

نيوبورت نيوز بناء السفن

بعد إطلاق السفينة ، تدخل مرحلة التجهيز. مطلوب قدر كبير من الوقت والمعدات. يشمل العمل تركيب الكابلات والأنابيب وتأثيث القوارب وأماكن الإقامة وأعمال العزل وتركيب المعدات الإلكترونية والمساعدات الملاحية وتركيب آلات الدفع والآلات المساعدة. يتم تنفيذ هذا العمل من خلال مجموعة متنوعة من المهن الماهرة.

بعد الانتهاء من مرحلة التجهيز ، تخضع السفينة لتجارب الرصيف والبحر ، والتي ثبت خلالها أن جميع أنظمة السفينة تعمل بكامل طاقتها وتعمل بكامل طاقتها. أخيرًا ، بعد إجراء جميع الاختبارات وأعمال الإصلاح المرتبطة بها ، يتم تسليم السفينة إلى العميل.

تصنيع الصلب

يتبع مناقشة مفصلة لعملية تصنيع الصلب. تتم مناقشتها في سياق القطع واللحام والرسم.

القطع:

يبدأ "خط التجميع" لحوض بناء السفن في منطقة تخزين الصلب. هنا ، يتم تخزين وتجهيز ألواح فولاذية كبيرة بمختلف مستويات القوة والأحجام والسماكات. ثم يتم تفجير الفولاذ بمادة كاشطة وتجهيزه بطبقة أولية تحافظ على الفولاذ خلال مراحل البناء المختلفة. ثم يتم نقل الصفيحة الفولاذية إلى منشأة تصنيع. هنا يتم قطع الصفيحة الفولاذية بواسطة مواقد أوتوماتيكية إلى الحجم المطلوب (انظر الشكل 2). يتم بعد ذلك لحام الشرائط الناتجة معًا لتشكيل المكونات الهيكلية للوعاء (الشكل 4).

لحام

يتكون الإطار الهيكلي لمعظم السفن من درجات مختلفة من الفولاذ الخفيف وعالي القوة. يوفر الفولاذ القابلية للتشكيل ، والقابلية الميكانيكية ، وقابلية اللحام المطلوبة ، جنبًا إلى جنب مع القوة اللازمة للسفن العابرة للمحيطات. تسود درجات مختلفة من الفولاذ في بناء معظم السفن ، على الرغم من استخدام الألمنيوم والمواد غير الحديدية الأخرى في بعض الهياكل الفوقية (على سبيل المثال ، منازل سطح السفينة) ومناطق محددة أخرى داخل السفينة. المواد الأخرى الموجودة في السفن ، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المجلفن وسبائك النحاس والنيكل ، تستخدم في مجموعة متنوعة من أغراض مقاومة التآكل ولتحسين السلامة الهيكلية. ومع ذلك ، يتم استخدام المواد غير الحديدية بكميات أقل بكثير من الفولاذ. عادةً ما تكون أنظمة السفن (مثل التهوية والقتال والملاحة والأنابيب) هي الأماكن التي تستخدم فيها المواد "الغريبة". هذه المواد مطلوبة لأداء مجموعة متنوعة من الوظائف ، بما في ذلك أنظمة دفع السفن ، والطاقة الاحتياطية ، والمطابخ ، ومحطات الضخ لنقل الوقود وأنظمة القتال.

يمكن تقسيم الفولاذ المستخدم في البناء إلى ثلاثة أنواع: صلب خفيف وعالي القوة وعالي السبائك. يتميز الفولاذ الخفيف بخصائص قيمة ويسهل إنتاجه وشرائه وتشكيله ولحامه. من ناحية أخرى ، يتم خلط سبائك الفولاذ عالية القوة بشكل خفيف لتوفير خصائص ميكانيكية أعلى من الفولاذ الخفيف. تم تطوير الفولاذ عالي القوة خصيصًا للاستخدام في الإنشاءات البحرية. بشكل عام ، يُطلق على الفولاذ عالي القوة وعالي الإنتاجية HY-80 و HY-100 و HY-130. لديهم خصائص قوة تتجاوز الفولاذ عالي القوة من الدرجة التجارية. تعتبر عمليات اللحام الأكثر تعقيدًا ضرورية للفولاذ عالي القوة من أجل منع تدهور خصائصها. هناك حاجة إلى قضبان اللحام الخاصة للفولاذ عالي القوة ، وعادة ما يكون تسخين وصلة اللحام (التسخين المسبق) مطلوبًا. صُنعت فئة عامة ثالثة من الفولاذ ، وهي الفولاذ عالي السبائك ، عن طريق تضمين كميات كبيرة نسبيًا من عناصر صناعة السبائك مثل النيكل والكروم والمنغنيز. يتميز هذا الفولاذ ، الذي يحتوي على الفولاذ المقاوم للصدأ ، بخصائص قيّمة في مقاومة التآكل ويتطلب أيضًا عمليات لحام خاصة.

الصلب مادة ممتازة لأغراض بناء السفن ، واختيار قطب اللحام أمر بالغ الأهمية في جميع تطبيقات اللحام أثناء البناء. الهدف القياسي هو الحصول على لحام بخصائص قوة مكافئة لخصائص المعدن الأساسي. نظرًا لأنه من المحتمل أن تحدث عيوب طفيفة في لحام الإنتاج ، فغالبًا ما يتم تصميم اللحامات واختيار أقطاب لحام لإنتاج اللحامات بخصائص تزيد عن خصائص المعدن الأساسي.

وجد الألمنيوم تطبيقًا متزايدًا كمعدن لبناء السفن نظرًا لارتفاع نسبة القوة إلى الوزن مقارنة بالفولاذ. على الرغم من أن استخدام الألومنيوم في الهياكل كان محدودًا ، إلا أن الهياكل الفوقية المصنوعة من الألمنيوم أصبحت أكثر شيوعًا لكل من بناء السفن العسكرية والتجارية. السفن المصنوعة فقط من الألمنيوم هي في الأساس قوارب أصغر حجمًا ، مثل قوارب الصيد وقوارب النزهة وقوارب الركاب الصغيرة والقوارب الحربية والقوارب المائية. الألمنيوم المستخدم في بناء وإصلاح السفن عادة ما يكون مخلوطًا بالمنغنيز والمغنيسيوم والسيليكون و / أو الزنك. توفر هذه السبائك قوة جيدة ومقاومة للتآكل وقابلية اللحام.

يتم إجراء عمليات اللحام في حوض بناء السفن ، أو اللحام بالانصهار بشكل أكثر تحديدًا ، في كل مكان تقريبًا في بيئة حوض بناء السفن. تتضمن العملية ضم المعادن عن طريق جلب الأسطح المجاورة إلى درجات حرارة عالية للغاية ليتم دمجها مع مادة حشو منصهرة. يستخدم مصدر الحرارة لتسخين حواف المفصل ، مما يسمح لها بالاندماج مع معدن ملئ اللحام المصهور (قطب كهربائي ، سلك أو قضيب). عادة ما يتم توليد الحرارة المطلوبة بواسطة قوس كهربائي أو لهب غاز. تختار أحواض بناء السفن نوع عملية اللحام بناءً على مواصفات العميل ومعدلات الإنتاج ومجموعة متنوعة من قيود التشغيل بما في ذلك اللوائح الحكومية. عادة ما تكون معايير السفن العسكرية أكثر صرامة من السفن التجارية.

عامل مهم فيما يتعلق بعمليات اللحام بالانصهار هو التدريع القوسي لحماية حوض اللحام. درجة حرارة حوض اللحام أعلى بكثير من نقطة انصهار المعدن المجاور. في درجات الحرارة العالية للغاية ، يكون التفاعل مع الأكسجين والنيتروجين في الغلاف الجوي سريعًا وله تأثيرات سلبية على قوة اللحام. في حالة احتباس الأكسجين والنيتروجين من الغلاف الجوي داخل معدن اللحام والقضيب المنصهر ، فسيحدث تقصف في منطقة اللحام. للحماية من شوائب اللحام هذه ولضمان جودة اللحام ، يلزم توفير الحماية من الغلاف الجوي. في معظم عمليات اللحام ، يتم تنفيذ التدريع عن طريق إضافة تدفق أو غاز أو مزيج من الاثنين. عند استخدام مادة التدفق ، ينتج عن الغازات المتولدة عن طريق التبخير والتفاعل الكيميائي عند طرف القطب الكهربائي مزيج من التدفق ودرع الغاز الذي يحمي اللحام من انحباس النيتروجين والأكسجين. تتم مناقشة التدريع في الأقسام التالية ، حيث يتم وصف عمليات اللحام المحددة.

في اللحام بالقوس الكهربائي ، يتم إنشاء دائرة بين قطعة العمل والإلكترود أو السلك. عندما يتم وضع القطب أو السلك على مسافة قصيرة من قطعة العمل ، يتم إنشاء قوس عالي الحرارة. يولد هذا القوس حرارة كافية لإذابة حواف قطعة العمل وطرف القطب أو السلك لإنتاج نظام لحام الانصهار. هناك عدد من عمليات اللحام بالقوس الكهربائي المناسبة للاستخدام في بناء السفن. تتطلب جميع العمليات حماية منطقة اللحام من الغلاف الجوي. يمكن تقسيمها إلى عمليات محمية من التدفق ومغطاة بالغاز.

أفاد مصنعو معدات اللحام وما يرتبط بها من منتجات مستهلكة وغير مستهلكة أن اللحام بالقوس الكهربائي باستخدام أقطاب كهربائية قابلة للاستهلاك هو أكثر عمليات اللحام شيوعًا.

لحام القوس المعدني المحمي (SMAW). تتميز عمليات اللحام بالقوس الكهربائي المحمي بالصهر بشكل أساسي بطبيعتها اليدوية أو شبه الآلية ونوع القطب الكهربائي المستهلك المستخدم. تستخدم عملية SMAW قطبًا كهربائيًا قابلًا للاستهلاك (طوله من 30.5 إلى 46 سم) مع طلاء تدفق جاف ، يتم تثبيته في حامل ويتم تغذيته بقطعة العمل بواسطة اللحام. يتكون القطب من قلب قضيب حشو معدني صلب ، مصنوع إما من مادة مسحوبة أو مصبوبة مغطاة بغمد من مساحيق معدنية. كثيرا ما يشار إلى SMAW باسم "اللحام بالعصا" و "اللحام بالقوس". يحيط بمعدن الإلكترود تدفق يذوب مع تقدم اللحام ، ويغطي المعدن المنصهر المترسب بالخبث ويغلف المنطقة المجاورة في جو من الغاز الواقي. يمكن استخدام SMAW اليدوي في اللحام اليدوي السفلي (المسطح) والأفقي والعمودي واللحام العلوي. يمكن أيضًا استخدام عمليات SMAW بشكل شبه تلقائي من خلال استخدام آلة لحام بالجاذبية. تستخدم آلات الجاذبية وزن القطب وحامله لإنتاج السفر على طول قطعة العمل.

لحام القوس المغمور (SAW) هي عملية لحام بالقوس الكهربائي محمية ضد التدفق تستخدم في العديد من أحواض بناء السفن. في هذه العملية ، يتم ترسيب غطاء من التدفق المحبب على قطعة العمل ، متبوعًا بقطب كهربائي من الأسلاك المعدنية العارية القابلة للاستهلاك. بشكل عام ، يعمل القطب كمواد حشو ، على الرغم من أنه في بعض الحالات يتم إضافة الحبيبات المعدنية إلى التدفق. يذوب القوس ، المغمور في بطانية التدفق ، التدفق لإنتاج درع واقي منصهر معزول في منطقة اللحام. يسمح تركيز الحرارة المرتفع بترسبات اللحام الثقيلة بسرعات عالية نسبيًا. بعد اللحام ، تتم حماية المعدن المنصهر بطبقة من التدفق المصهور ، والتي يتم إزالتها لاحقًا ويمكن استعادتها. يجب إجراء اللحام بالقوس المغمور يدويًا ويكون مناسبًا بشكل مثالي لعقد لوحات اللحام معًا على خطوط الألواح ومناطق الصوانى ومناطق الانتصاب. عادة ما تكون عملية SAW أوتوماتيكية بالكامل ، مع معدات مثبتة على عربة متحركة أو منصة ذاتية الدفع أعلى قطعة العمل. نظرًا لأن عملية SAW تلقائية بشكل أساسي ، يتم قضاء جزء كبير من الوقت في محاذاة مفصل اللحام مع الماكينة. وبالمثل ، نظرًا لأن قوس SAW يعمل تحت غطاء من التدفق الحبيبي ، فإن معدل توليد الدخان (FGR) أو معدل تكوين الدخان (FFR) منخفض وسيظل ثابتًا في ظل ظروف تشغيل مختلفة بشرط وجود غطاء تدفق مناسب.

لحام القوس المعدني بالغاز (GMAW). فئة رئيسية أخرى من اللحام بالقوس الكهربائي تشمل العمليات المحمية بالغاز. تستخدم هذه العمليات عمومًا أقطابًا سلكية عارية مع غاز تدريع مزود خارجيًا والذي قد يكون خاملًا أو نشطًا أو مزيجًا من الاثنين. GMAW ، يشار إليها أيضًا باسم غاز خامل معدني اللحام (MIG) ، يستخدم قطبًا سلكيًا بقطر صغير قابل للاستهلاك ، يتم تغذيته تلقائيًا ، وغطاء واق من الغاز. GMAW هو الحل للطريقة التي طال انتظارها للقدرة على اللحام المستمر دون انقطاع تغيير الأقطاب الكهربائية. مطلوب تغذية الأسلاك التلقائية. يوفر نظام التخزين المؤقت للسلك معدل حشو قطب / سلك بسرعة ثابتة ، أو تتقلب السرعة مع مستشعر الجهد. عند نقطة التقاء القطب الكهربائي مع قوس اللحام ، يتم استخدام الأرجون أو الهليوم كغاز تدريع بواسطة مسدس اللحام. وجد أنه بالنسبة لحام الفولاذ ، مزيج من ثاني أكسيد الكربون2 و / أو يمكن استخدام غاز خامل. في كثير من الأحيان ، يتم استخدام مزيج من الغازات لتحسين التكلفة وجودة اللحام.

لحام القوس التنغستن الغازي (GTAW). نوع آخر من عمليات اللحام المحمي بالغاز هو اللحام بالقوس التنغستن بالغاز ، والذي يشار إليه أحيانًا باسم التنغستن غاز خامل (TIG) اللحام أو الاسم التجاري Heliarc ، لأن الهليوم كان يستخدم في البداية كغاز التدريع. كانت هذه أولى عمليات اللحام "الجديدة" ، بعد اللحام بالعصا بحوالي 25 عامًا. يتم إنشاء القوس بين قطعة العمل وإلكترود التنغستن ، والذي لا يستهلك. يوفر الغاز الخامل ، عادة الأرجون أو الهيليوم ، الحماية ويوفر عملية نظيفة منخفضة الدخان. أيضًا ، لا يقوم قوس عملية GTAW بنقل معدن الحشو ، ولكنه ببساطة يذوب المادة والسلك ، مما ينتج عنه لحام أنظف. غالبًا ما يتم استخدام GTAW في أحواض بناء السفن من أجل لحام الألومنيوم والصفائح والأنابيب والأنابيب ذات القطر الصغير ، أو لإيداع الممر الأول على لحام متعدد التمريرات في الأنابيب والتجهيزات الأكبر حجمًا.

اللحام بالقوس الجريان (FCAW) يستخدم معدات مشابهة لـ GMAW حيث يتم تغذية السلك بشكل مستمر للقوس. الاختلاف الرئيسي هو أن القطب الكهربي FCAW هو سلك قطب أنبوبي مع مركز تدفق أساسي يساعد في التدريع الموضعي في بيئة اللحام. توفر بعض الأسلاك ذات قلب التدفق تدريعًا مناسبًا مع قلب التدفق وحده. ومع ذلك ، تتطلب العديد من عمليات FCAW المستخدمة في بيئة بناء السفن إضافة حماية من الغاز لمتطلبات الجودة لصناعة بناء السفن.

توفر عملية FCAW لحامًا عالي الجودة مع معدلات إنتاج أعلى وكفاءة لحام من عملية SMAW التقليدية. تسمح عملية FCAW بمجموعة كاملة من متطلبات الإنتاج ، مثل اللحام العلوي واللحام الرأسي. تميل أقطاب FCAW إلى أن تكون أغلى قليلاً من مواد SMAW ، على الرغم من أن زيادة الجودة والإنتاجية في كثير من الحالات تستحق الاستثمار.

لحام قوس البلازما (PAW). آخر عمليات اللحام بالغاز المحمي هي اللحام بالغاز الخامل بالبلازما. يشبه PAW إلى حد بعيد عملية GTAW فيما عدا أن القوس مجبر على المرور عبر قيود قبل الوصول إلى قطعة العمل. والنتيجة هي تيار نفاث من البلازما شديدة الحرارة وسريعة الحركة. البلازما عبارة عن تيار غاز مؤين يحمل القوس ، والذي يتم إنشاؤه عن طريق تقييد القوس ليمر عبر فتحة صغيرة في الشعلة. ينتج عن PAW قوس أكثر تركيزًا ودرجة حرارة عالية ، وهذا يسمح بلحام أسرع. بصرف النظر عن استخدام الفتحة لتسريع الغاز ، فإن PAW مطابق لـ GTAW ، باستخدام قطب كهربائي غير قابل للاستهلاك ودرع غاز خامل. يعتبر PAW يدويًا بشكل عام وله استخدام ضئيل في بناء السفن ، على الرغم من أنه يستخدم أحيانًا لتطبيقات رش اللهب. يتم استخدامه بشكل أساسي لقطع الفولاذ في بيئة بناء السفن (انظر الشكل 9).

الشكل 9. قطع قوس البلازما تحت الماء للوح الصلب

SHP020F9

كارولين كينر

اللحام بالغاز والنحاس واللحام. يستخدم اللحام بالغاز الحرارة الناتجة عن احتراق وقود الغاز ويستخدم بشكل عام قضيب حشو للمعدن المترسب. الوقود الأكثر شيوعًا هو الأسيتيلين ، الذي يستخدم مع الأكسجين (لحام غاز أوكسي أسيتيلين). تقوم شعلة يدوية بتوجيه اللهب إلى قطعة العمل بينما تذوب في نفس الوقت معدن الحشو الذي يتم ترسيبه على المفصل. يذوب سطح قطعة العمل لتشكيل بركة منصهرة ، مع استخدام مادة حشو لملء الفجوات أو الأخاديد. يتجمد المعدن المنصهر ، وهو معدن حشو بشكل أساسي ، مع تقدم الشعلة على طول قطعة العمل. اللحام بالغاز بطيء نسبيًا وغير مناسب للاستخدام مع المعدات الأوتوماتيكية أو شبه الآلية. وبالتالي ، نادرًا ما يتم استخدامه للحام الإنتاج العادي في أحواض بناء السفن. الجهاز صغير ومحمول ، ويمكن أن يكون مفيدًا في لحام اللوح الرقيق (حتى حوالي 7 مم) ، وكذلك للأنابيب ذات القطر الصغير والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) جذوع (الصفائح المعدنية) والكابلات الكهربائية طرق ولحام مختلط أو لحام. يتم استخدام معدات متطابقة أو مماثلة للقطع.

اللحام والنحاس هي تقنيات لربط سطحين معدنيين دون صهر المعدن الأم. يصنع سائل ليتدفق ويملأ الفراغ بين السطحين ثم يتصلب. إذا كانت درجة حرارة معدن الحشو أقل من 450 درجة مئوية ، فإن العملية تسمى اللحام ؛ إذا كانت أعلى من 450 درجة مئوية ، فإن العملية تسمى بالنحاس. عادة ما يتم اللحام باستخدام الحرارة من مكواة اللحام أو اللهب أو المقاومة الكهربائية أو الحث. يستخدم اللحام بالحرارة من اللهب أو المقاومة أو الحث. يمكن أيضًا إجراء عملية اللحام بالنحاس عن طريق غمس الأجزاء في الحمام. لا تمتلك الوصلات الملحومة والنحاس خصائص قوة المفاصل الملحومة. وبالتالي ، فإن اللحام بالنحاس واللحام يجدان تطبيقًا محدودًا في بناء وإصلاح السفن ، باستثناء وصلات الأنابيب ذات القطر الصغير بشكل أساسي ، وتصنيع الصفائح المعدنية ، ووظائف الصيانة وأعمال النجارة الصغيرة وغير المتكررة.

عمليات اللحام الأخرى. هناك أنواع إضافية من اللحام يمكن استخدامها في بيئة حوض بناء السفن بكميات صغيرة لعدة أسباب. اللحام بالكهرباء ينقل الحرارة من خلال الخبث المنصهر ، الذي يذيب قطعة العمل ومعدن الحشو. على الرغم من أن المعدات المستخدمة مماثلة لتلك المستخدمة في اللحام بالقوس الكهربائي ، إلا أن الخبث يتم الحفاظ عليه في حالة منصهرة من خلال مقاومته للتيار المار بين القطب الكهربائي وقطعة العمل. لذلك ، فهو شكل من أشكال اللحام بالمقاومة الكهربائية. غالبًا ما يتم استخدام لوحة دعم مبردة خلف قطعة العمل لاحتواء البركة المنصهرة. اللحام بالكهرباء يستخدم إعدادًا مشابهًا ولكنه يستخدم قطبًا كهربائيًا مغطى بالتدفق وثاني أكسيد الكربون2 حماية الغاز. كلتا العمليتين فعالتان للغاية في صنع اللحامات التناكبية العمودية تلقائيًا وهي مفيدة للغاية للوحة أكثر سمكًا. من المتوقع أن تتلقى هذه التقنيات تطبيقًا أوسع نطاقًا في بناء السفن.

اللحام بالثرمايت هي عملية تستخدم معدن سائل شديد التسخين لصهر قطعة العمل وتوفير حشو معدني. ينتج المعدن السائل عن تفاعل كيميائي بين أكسيد مصهور والألمنيوم. يُسكب المعدن السائل في التجويف المراد لحامه ، ويحيط التجويف بقالب رملي. يشبه اللحام بالثرمايت إلى حد ما عملية الصب ويستخدم بشكل أساسي لإصلاح المسبوكات والمطروقات أو لحام الأجزاء الهيكلية الكبيرة مثل إطار المؤخرة.

اللحام بالليزر هي تقنية جديدة تستخدم شعاع الليزر لإذابة قطعة العمل والانضمام إليها. على الرغم من إثبات جدوى اللحام بالليزر ، إلا أن التكلفة حالت دون تطبيقه التجاري حتى الآن. قد تجعل إمكانية اللحام الفعال وعالي الجودة من اللحام بالليزر تقنية مهمة لبناء السفن في المستقبل.

تقنية لحام جديدة نسبيا تسمى لحام شعاع الإلكترون. يتم إجراء اللحام عن طريق إطلاق تيار من الإلكترونات عبر فتحة إلى قطعة العمل ، والتي تحيط بها غاز خامل. لا يعتمد لحام الحزمة الإلكترونية على التوصيل الحراري للمادة لصهر المعدن. وبالتالي ، فإن كلاً من متطلبات الطاقة المنخفضة والتأثيرات المعدنية المنخفضة على الفولاذ تعتبر من الفوائد المهمة لهذه التقنية. كما هو الحال مع اللحام بالليزر ، تعتبر التكلفة العالية مشكلة رئيسية.

لحام مسمار هو شكل من أشكال اللحام بالقوس الكهربائي حيث يكون المسامير نفسها هو القطب. يمسك مسدس اللحام بالربط بينما يتم تشكيل القوس وتصبح اللوحة ونهاية المسامير منصهرة. ثم يقوم المسدس بإجبار الدعامة على اللوحة ويتم لحام المسمار باللوحة. يتم الحصول على الحماية من خلال استخدام حلقة خزفية تحيط بالمسمار. اللحام المسنن هو عملية شبه أوتوماتيكية تستخدم عادة في بناء السفن لتسهيل تركيب المواد غير المعدنية ، مثل العزل ، على الأسطح الفولاذية.

الطلاء والطلاء النهائي

يتم تنفيذ الطلاء في كل مكان تقريبًا في حوض بناء السفن. تتطلب طبيعة بناء وإصلاح السفن عدة أنواع من الدهانات لاستخدامها في تطبيقات مختلفة. تتراوح أنواع الدهانات من الطلاءات ذات الأساس المائي إلى الطلاءات عالية الأداء من الإيبوكسي. يعتمد نوع الطلاء المطلوب لتطبيق معين على البيئة التي سيتعرض لها الطلاء. تتراوح معدات تطبيق الطلاء من الفرشاة والبكرات البسيطة إلى الرشاشات الخالية من الهواء والآلات الأوتوماتيكية. بشكل عام ، توجد متطلبات طلاء ظهر السفن في المجالات التالية:

  • تحت الماء (قاع بدن)
  • خط المياه
  • الهياكل الفوقية العلوي
  • المساحات الداخلية والخزانات
  • طوابق الطقس
  • معدات فضفاضة.

 

توجد العديد من أنظمة الطلاء المختلفة لكل من هذه المواقع ، لكن السفن البحرية قد تتطلب نوعًا معينًا من الطلاء لكل تطبيق من خلال المواصفات العسكرية (مواصفات ميل). هناك العديد من الاعتبارات عند اختيار الدهانات ، بما في ذلك الظروف البيئية ، وشدة التعرض البيئي ، وأوقات التجفيف والمعالجة ، وتطبيقات المعدات والإجراءات. العديد من أحواض بناء السفن لديها مرافق محددة ومواقع ساحات حيث يتم الطلاء. المرافق المغلقة باهظة الثمن ، ولكنها تحقق جودة وكفاءة أعلى. تتميز اللوحة في الهواء الطلق عمومًا بكفاءة نقل أقل وتقتصر على الظروف الجوية الجيدة.

أنظمة طلاء دهان أحواض بناء السفن. تستخدم الدهانات لأغراض متنوعة في مجموعة متنوعة من المواقع على السفن. لا يمكن لطلاء واحد أن يؤدي جميع الوظائف المطلوبة (على سبيل المثال ، منع الصدأ ومقاومة القاذورات والمقاومة القلوية). تتكون الدهانات من ثلاثة مكونات رئيسية: الصبغة ، والسيارة والمذيب. الأصباغ عبارة عن جزيئات صغيرة تحدد اللون بشكل عام بالإضافة إلى العديد من الخصائص المرتبطة بالطلاء. من أمثلة الأصباغ أكسيد الزنك والتلك والكربون وقطران الفحم والرصاص والميكا والألمنيوم وغبار الزنك. يمكن اعتبار السيارة على أنها الغراء الذي يربط أصباغ الطلاء معًا. يشار إلى العديد من الدهانات بنوع المادة الرابطة الخاصة بها (على سبيل المثال ، إيبوكسي ، ألكيد ، يوريتان ، فينيل ، فينول). تعتبر المادة الرابطة أيضًا مهمة جدًا لتحديد خصائص أداء الطلاء (على سبيل المثال ، المرونة ، المقاومة الكيميائية ، المتانة ، الإنهاء). يضاف المذيب لتخفيف الطلاء والسماح بالتطبيق المتدفق على الأسطح. يتبخر جزء المذيب من الطلاء عندما يجف الطلاء. تتضمن بعض المذيبات النموذجية الأسيتون ، والأرواح المعدنية ، والزيلين ، وميثيل إيثيل كيتون والماء. تستخدم الدهانات المانعة للتآكل والقاذورات عادةً على أجسام السفن وهما النوعان الرئيسيان من الطلاء المستخدم في صناعة بناء السفن. ال الدهانات المضادة للتآكل هي إما أنظمة طلاء من الفينيل أو اللاكيه أو اليوريثان أو أحدث أنظمة الطلاء المعتمدة على الإيبوكسي. أصبحت أنظمة الإيبوكسي الآن شائعة جدًا وتعرض جميع الصفات التي تتطلبها البيئة البحرية. الدهانات المضادة للقاذورات تستخدم لمنع نمو وتعلق الكائنات البحرية على أجسام السفن. تستخدم الدهانات التي تحتوي على النحاس على نطاق واسع كطلاء مضاد للقاذورات. تطلق هذه الدهانات كميات ضئيلة من المواد السامة في المنطقة المجاورة مباشرة لبدن السفينة. لتحقيق ألوان مختلفة ، يمكن إضافة السناج ، أكسيد الحديد الأحمر أو ثاني أكسيد التيتانيوم إلى الطلاء.

الطلاءات الأولية لحوض بناء السفن. يعتبر نظام الطلاء الأول المطبق على صفائح وأجزاء الفولاذ الخام أساسًا أوليًا للتشييد المسبق ، والذي يشار إليه أحيانًا باسم "أساس المتجر". هذا المعطف مهم للحفاظ على حالة الجزء خلال عملية البناء. يتم إجراء التحضير المسبق للبناء على صفائح وأشكال وأقسام من الأنابيب وأنابيب التهوية. يحتوي متجر التمهيدي على وظيفتين مهمتين: (1) الحفاظ على مادة الفولاذ للمنتج النهائي و (2) المساعدة في إنتاجية البناء. معظم البادئات السابقة للبناء غنية بالزنك ، مع مواد رابطة عضوية أو غير عضوية. سيليكات الزنك هي السائدة بين بادئات الزنك غير العضوية. تحمي أنظمة طلاء الزنك الطلاء بنفس طريقة الجلفنة. إذا كان الزنك مطليًا بالفولاذ ، فسوف يتفاعل الأكسجين مع الزنك لتكوين أكسيد الزنك ، والذي يشكل طبقة محكمة لا تسمح للماء والهواء بالتلامس مع الفولاذ.

معدات طلاء الدهان. هناك العديد من أنواع معدات طلاء الدهان المستخدمة في صناعة بناء السفن. طريقتان شائعتان تستخدمان هما الرش بالهواء المضغوط والرشاشات الهوائية. تقوم أنظمة الهواء المضغوط برش كل من الهواء والطلاء ، مما يتسبب في تجفيف بعض الطلاء (جاف) بسرعة قبل الوصول إلى السطح المقصود. يمكن أن تختلف كفاءة النقل لأنظمة الرش التي تعمل بالهواء من 65 إلى 80٪. ترجع كفاءة النقل المنخفضة هذه بشكل أساسي إلى الرش الزائد والانجراف وعدم كفاءة بخاخ الهواء ؛ أصبحت هذه الرشاشات متقادمة بسبب قدرتها المنخفضة على النقل.

الشكل الأكثر استخدامًا لتطبيق الطلاء في صناعة بناء السفن هو البخاخ اللاهوائي. البخاخ اللاهوائي هو نظام يقوم ببساطة بضغط الطلاء في خط هيدروليكي وله فوهة رش في النهاية ؛ الضغط الهيدروستاتيكي ، بدلاً من ضغط الهواء ، ينقل الطلاء. لتقليل كمية الرش الزائد والانسكاب ، تعمل أحواض بناء السفن على زيادة استخدام رشاشات الطلاء الخالية من الهواء. تعتبر الرشاشات الخالية من الهواء أكثر نظافة في التشغيل ولديها مشاكل تسريب أقل من بخاخات الهواء المضغوط لأن النظام يتطلب ضغطًا أقل. تتمتع الرشاشات الخالية من الهواء بكفاءة نقل تقترب من 90٪ ، اعتمادًا على الظروف. التكنولوجيا الجديدة التي يمكن إضافتها إلى البخاخ اللاهوائي تسمى الحجم الكبير والضغط المنخفض (HVLP). يوفر HVLP كفاءة نقل أعلى ، في ظروف معينة. قياسات كفاءة النقل هي تقديرات وتشمل بدلات التنقيط والانسكابات التي يمكن أن تحدث عند الطلاء.

رذاذ حراري، المعروف أيضًا باسم رذاذ المعدن أو اللهب ، هو تطبيق طلاء الألمنيوم أو الزنك على الفولاذ للحماية من التآكل على المدى الطويل. يتم استخدام عملية الطلاء هذه في مجموعة متنوعة من التطبيقات التجارية والعسكرية. إنها تختلف بشكل كبير عن ممارسات الطلاء التقليدية بسبب معداتها المتخصصة ومعدلات الإنتاج البطيئة نسبيًا. هناك نوعان أساسيان من آلات الطلاء الحراري: سلك الاحتراق ورذاذ القوس. يتكون نوع سلك الاحتراق من غازات قابلة للاحتراق ونظام لهب مزود بجهاز تحكم في تغذية الأسلاك. تذوب الغازات القابلة للاحتراق المادة المراد رشها على الأجزاء. ال آلة رش القوس الكهربائي بدلاً من ذلك ، يستخدم قوس إمداد الطاقة لإذابة مادة رش اللهب. يشتمل هذا النظام على نظام لضغط الهواء والترشيح ، وإمداد القوس الكهربائي وجهاز التحكم ومسدس رش اللهب القوسي. يجب تحضير السطح بشكل صحيح للالتصاق المناسب للمواد التي يتم رشها باللهب. أكثر تقنيات تحضير السطح شيوعًا هي نفخ الهواء باستخدام حبيبات دقيقة (مثل أكسيد الألومنيوم).

عادة ما تكون التكلفة الأولية للرش الحراري مرتفعة مقارنة بالدهان ، على الرغم من أنه عند أخذ دورة الحياة في الاعتبار ، يصبح الرش الحراري أكثر جاذبية من الناحية الاقتصادية. تمتلك العديد من أحواض بناء السفن آلات الرش الحراري الخاصة بها ، وستقوم أحواض بناء السفن الأخرى بالتعاقد من الباطن على أعمال الطلاء الحراري الخاصة بها. يمكن عمل الرش الحراري في متجر أو على ظهر السفينة.

ممارسات وأساليب الرسم. يتم تنفيذ الطلاء في كل منطقة تقريبًا في حوض بناء السفن ، بدءًا من التحضير الأولي للفولاذ وحتى الطلاء النهائي لتفاصيل السفينة. تختلف طرق الطلاء اختلافًا كبيرًا من عملية إلى أخرى. يتم خلط الطلاء يدويًا وميكانيكيًا ويتم عادةً في منطقة محاطة بسواتر أو منصات احتواء ثانوية ؛ بعض هذه المناطق مغطاة. تحدث الدهانات الخارجية والداخلية في حوض بناء السفن. غالبًا ما تستخدم أسوار الكفن ، المصنوعة من الفولاذ أو البلاستيك أو القماش ، للمساعدة في احتواء رذاذ الطلاء الزائد أو لمنع الرياح والتقاط جزيئات الطلاء. سوف تساعد التكنولوجيا الجديدة في تقليل كمية الجزيئات المحمولة جواً. يقلل تقليل كمية الرش الزائد أيضًا من كمية الطلاء المستخدمة وبالتالي يوفر أموال حوض بناء السفن.

مناطق تحضير ودهان الأسطح في حوض بناء السفن

لتوضيح ممارسات الطلاء وإعداد الأسطح في صناعة بناء وإصلاح السفن ، يمكن وصف الممارسات بشكل عام في خمسة مجالات رئيسية. تساعد المجالات الخمسة التالية في توضيح كيفية الرسم في حوض بناء السفن.

هيكل السفينة لوحة. يتم طلاء الهيكل على كل من سفن الإصلاح وسفن البناء الجديدة. عادة ما يتم إجراء تحضير وطلاء سطح بدن السفن على سفن الإصلاح عندما تكون السفينة رصيفًا جافًا بالكامل (أي على رصيف الحفر في حوض جاف عائم). بالنسبة للبناء الجديد ، يتم تحضير الهيكل ورسمه في موقع بناء باستخدام إحدى التقنيات التي تمت مناقشتها أعلاه. يعد رش الهواء و / أو الماء باستخدام الحبيبات المعدنية أكثر أنواع تحضير الأسطح شيوعًا للأجسام. يشمل تحضير السطح تفجير السطح من المنصات أو المصاعد. وبالمثل ، يتم تطبيق الطلاء باستخدام الرشاشات والمعدات عالية الوصول مثل الرافعات اليدوية أو الرافعات المقصية أو السقالات المحمولة. تختلف أنظمة طلاء الهيكل في عدد المعاطف المطلوبة.

دهان البنية الفوقية. يتكون الهيكل العلوي للسفينة من الأسطح المكشوفة ومنازل السطح وغيرها من الهياكل فوق السطح الرئيسي. في كثير من الحالات ، سيتم استخدام السقالات على متن السفينة للوصول إلى الهوائيات والمنازل وغيرها من الهياكل الفوقية. إذا كان من المحتمل سقوط الطلاء أو مادة الانفجار في المياه المجاورة ، يتم وضع الكفن في مكانه. في السفن التي يتم إصلاحها ، يتم طلاء الهيكل العلوي للسفينة في الغالب أثناء الرسو. يتم تحضير السطح باستخدام أدوات يدوية أو بفوهة هواء. بمجرد تحضير السطح وتنظيف المواد والحصى المرتبطة به والتخلص منها ، يمكن البدء في الطلاء. عادة ما يتم تطبيق أنظمة الطلاء باستخدام رشاشات الطلاء الخالية من الهواء. يصل الرسامون إلى الهياكل الفوقية بالسقالات والسلالم ومعدات الرفع المختلفة التي تم استخدامها أثناء تحضير السطح. سيبقى نظام الكفن (إن وجد) الذي تم استخدامه لاحتواء الانفجار في مكانه للمساعدة في احتواء أي طلاء زائد.

دهان الخزان الداخلي والمقصورة. يجب طلاء الخزانات والمقصورات الموجودة على متن السفن وإعادة طلاءها للحفاظ على طول عمر السفينة. تتطلب إعادة طلاء صهاريج إصلاح السفن قدرًا كبيرًا من تحضير السطح قبل الطلاء. غالبية الخزانات في الجزء السفلي من السفينة (على سبيل المثال ، خزانات الصابورة ، وخزانات الوقود ، وخزانات الوقود). يتم تحضير الخزانات للدهان باستخدام المذيبات والمنظفات لإزالة الدهون المتراكمة والزيوت. يجب معالجة المياه العادمة الناتجة أثناء تنظيف الخزان والتخلص منها بشكل صحيح. بعد تجفيف الخزانات ، يتم تفجيرها بأسلوب كاشطة. أثناء عملية التفجير ، يجب أن يحتوي الخزان على هواء معاد تدويره ويجب تفريغ الحبيبات. أنظمة التفريغ المستخدمة إما من نوع الحلقة السائلة أو النوع اللولبي الدوار. يجب أن تكون هذه الفراغات قوية جدًا لإزالة الحبيبات من الخزان. توجد أنظمة التفريغ وأنظمة التهوية بشكل عام على سطح الرصيف ، ويتم الوصول إلى الخزانات من خلال الفتحات الموجودة في الهيكل. بمجرد تفجير السطح وإزالة الحبيبات ، يمكن أن تبدأ عملية الطلاء. يلزم وجود تهوية وأجهزة تنفس مناسبة لجميع عمليات تحضير وطلاء سطح الخزان والمقصورة (أي في الأماكن المغلقة أو الضيقة).

تحضير سطح الدهان كمراحل بناء. بمجرد مغادرة الكتل ، أو الوحدات المتعددة ، منطقة التجميع ، يتم نقلها بشكل متكرر إلى منطقة الانفجار حيث يتم تحضير الكتلة بأكملها للطلاء. عند هذه النقطة ، عادةً ما يتم تفجير الكتلة مرة أخرى لأسفل إلى معدن مكشوف (على سبيل المثال ، تتم إزالة أساس البناء) (انظر الشكل 7). الطريقة الأكثر شيوعًا لإعداد سطح البلوك هي نسف فوهة الهواء. المرحلة التالية هي مرحلة تطبيق الطلاء. يستخدم الرسامون عمومًا معدات الرش الخالية من الهواء على منصات الوصول. بمجرد تطبيق نظام طلاء البلوك ، يتم نقل الكتلة إلى مرحلة الكتلة ، حيث يتم تركيب مواد التجهيز.

مناطق طلاء الأجزاء الصغيرة. تحتاج العديد من الأجزاء المكونة للسفينة إلى نظام طلاء مطبق عليها قبل التثبيت. على سبيل المثال ، يتم طلاء بكرات الأنابيب وأنابيب التهوية والأساسات والأبواب قبل تثبيتها على الكتلة. يتم تحضير الأجزاء الصغيرة عمومًا للطلاء في منطقة معينة من حوض بناء السفن. يمكن أن يتم طلاء الأجزاء الصغيرة في موقع آخر محدد في حوض بناء السفن الذي يلائم احتياجات الإنتاج على أفضل وجه. تم طلاء بعض الأجزاء الصغيرة في المحلات التجارية المختلفة ، بينما تم طلاء البعض الآخر في موقع قياسي يديره قسم الدهانات.

تحضير السطح والطلاء على القوالب وعلى السطح

يتم الطلاء النهائي للسفينة على متنها ، وكثيرًا ما يتم طلاء اللمسات الأخيرة على الكتلة (انظر الشكل 10). تحدث اللوحة اللمسية على الكتل لعدة أسباب. في بعض الحالات ، تتلف أنظمة الطلاء على الكتل وتحتاج إلى إعادة سطحها ، أو ربما تم تطبيق نظام الطلاء الخاطئ ويجب استبداله. يتضمن الطلاء على الكتل استخدام معدات التفجير والطلاء المحمولة في جميع أنحاء مناطق التجهيز الموجودة في الكتل. يتضمن الطلاء على اللوحة إعداد ورسم أقسام الواجهة بين كتل البناء ومناطق إعادة الطلاء التي تضررت بسبب اللحام وإعادة العمل والتجهيز على متن الطائرة وغيرها من العمليات. يمكن تحضير الأسطح بواسطة الأدوات اليدوية ، أو الصنفرة ، أو الفرشاة ، أو التنظيف بالمذيبات أو أي من تقنيات تحضير الأسطح الأخرى. يتم تطبيق الطلاء باستخدام الرشاشات المحمولة الخالية من الهواء ، والبكرات ، والفرش.

الشكل 10. طلاء اللمسات الأخيرة على بدن السفينة.

SHP20F10

نيوبورت نيوز بناء السفن

تجهيز

إن التجهيز المسبق للكتل الإنشائية هو الطريقة الحالية لبناء السفن المستخدمة من قبل جميع شركات بناء السفن التنافسية في جميع أنحاء العالم. التجهيز هو عملية تركيب الأجزاء والتجمعات الفرعية المختلفة (على سبيل المثال ، أنظمة الأنابيب ومعدات التهوية والمكونات الكهربائية) على الكتلة قبل ربط الكتل معًا عند الانتصاب. إن تجهيز الكتل في جميع أنحاء حوض بناء السفن يفسح المجال لتشكيل نهج خط تجميع لبناء السفن.

يتم التخطيط للتجهيز في كل مرحلة من مراحل البناء لجعل العملية تتدفق بسلاسة في جميع أنحاء حوض بناء السفن. للتبسيط ، يمكن تقسيم التجهيز إلى ثلاث مراحل رئيسية من البناء بمجرد تجميع الهيكل الفولاذي للكتلة:

  1. تجهيز الوحدة
  2. تجهيز على الكتلة
  3. تجهيز على متن الطائرة.

 

تجهيز الوحدة هي المرحلة التي يتم فيها تجميع التركيبات والأجزاء والأساسات والآلات ومواد التجهيز الأخرى بشكل مستقل عن كتلة الهيكل (على سبيل المثال ، يتم تجميع الوحدات بشكل منفصل عن الكتل الهيكلية الفولاذية). يسمح تجهيز الوحدات للعمال بتجميع مكونات وأنظمة السفن على الأرض ، حيث يسهل عليهم الوصول إلى الآلات وورش العمل. يتم تركيب الوحدات إما على متن المركب أو في مرحلة البناء. تأتي الوحدات بأحجام وأشكال وتعقيدات مختلفة. في بعض الحالات ، تكون الوحدات بسيطة مثل محرك مروحة متصل بغطاء وملف. تتكون الوحدات الكبيرة والمعقدة بشكل أساسي من مكونات في مساحات الآلات والغلايات وغرف المضخات ومناطق معقدة أخرى من السفينة. يتضمن تجهيز الوحدة تجميع مكبات الأنابيب والمكونات الأخرى معًا ، ثم توصيل المكونات بالوحدات. مساحات الآلات هي مناطق على متن السفينة حيث توجد الآلات (على سبيل المثال ، غرف المحركات ومحطات الضخ والمولدات) والتجهيز هناك مكثف. تعمل وحدات التجهيز على الأرض على زيادة السلامة والكفاءة من خلال تقليل ساعات العمل التي يمكن تخصيصها للعمل داخل المبنى أو على متن الطائرة في الأماكن الضيقة حيث تكون الظروف أكثر صعوبة.

تجهيز على الكتلة هي مرحلة البناء حيث يتم تثبيت معظم مواد التجهيز على الكتل. تتكون مواد التجهيز المثبتة على الكتلة من أنظمة التهوية وأنظمة الأنابيب والأبواب والأضواء والسلالم والدرابزين والتركيبات الكهربائية وما إلى ذلك. يتم أيضًا تركيب العديد من الوحدات في مرحلة البلوك. طوال مرحلة تجهيز الكتلة ، يمكن رفع الكتلة وتدويرها ونقلها لتسهيل تركيب مواد التجهيز على الأسقف والجدران والأرضيات بكفاءة. يجب أن تكون جميع المحلات التجارية والخدمات في حوض بناء السفن على اتصال في مرحلة التجميع لضمان تركيب المواد في الوقت والمكان المناسبين.

تجهيز على متن الطائرة يتم إجراؤها بعد رفع الكتل على السفينة قيد الإنشاء (أي بعد التثبيت). في هذا الوقت ، تكون السفينة إما في موقع بناء (طرق بناء أو رصيف بناء) ، أو يمكن أن ترسو السفينة على جانب الرصيف. تم تجهيز الكتل بالفعل إلى حد كبير ، على الرغم من أن هناك حاجة إلى مزيد من العمل قبل أن تصبح السفينة جاهزة للعمل. يتضمن التجهيز على متن السفينة عملية تركيب وحدات وكتل كبيرة على متن السفينة. يشمل التركيب رفع الكتل الكبيرة والوحدات على متن السفينة الجديدة ولحامها أو تثبيتها في مكانها. يشمل التجهيز على متن السفينة أيضًا توصيل أنظمة السفن معًا (أي نظام الأنابيب ونظام التهوية والنظام الكهربائي). يتم سحب جميع أنظمة الأسلاك في جميع أنحاء السفينة في مرحلة الصعود على متن السفينة.

الاختبار

تقيم مرحلة التشغيل والاختبار للبناء وظائف المكونات والأنظمة المثبتة. في هذه المرحلة ، يتم تشغيل الأنظمة وفحصها واختبارها. إذا فشلت الأنظمة في الاختبارات لأي سبب من الأسباب ، يجب إصلاح النظام وإعادة اختباره حتى يعمل بكامل طاقته. يتم الضغط على جميع أنظمة الأنابيب الموجودة على متن السفينة لتحديد مواقع التسربات التي قد تكون موجودة في النظام. تحتاج الخزانات أيضًا إلى اختبار هيكلي ، يتم إجراؤه عن طريق ملء الخزانات بالسوائل (مثل المياه المالحة أو المياه العذبة) وفحص الاستقرار الهيكلي. يتم اختبار أنظمة التهوية والكهرباء والعديد من الأنظمة الأخرى. تحدث معظم اختبارات النظام وعملياته أثناء رسو السفينة على جانب الرصيف. ومع ذلك ، هناك اتجاه متزايد لإجراء الاختبار في مراحل مبكرة من البناء (على سبيل المثال ، الاختبار الأولي في ورش الإنتاج). يؤدي إجراء الاختبارات في مراحل مبكرة من البناء إلى تسهيل إصلاح الأعطال بسبب زيادة إمكانية الوصول إلى الأنظمة ، على الرغم من ضرورة إجراء اختبارات الأنظمة الكاملة دائمًا على متن الطائرة. بمجرد إجراء جميع الاختبارات الأولية على الرصيف ، يتم إرسال السفينة إلى البحر لإجراء سلسلة من الاختبارات التشغيلية الكاملة والتجارب البحرية قبل تسليم السفينة إلى مالكها.

إصلاح السفن

ممارسات وعمليات إصلاح السفن الفولاذية

يشمل إصلاح السفن عمومًا جميع عمليات تحويل السفن والإصلاحات وبرامج الصيانة وإصلاحات الأضرار الرئيسية وإصلاحات المعدات الصغيرة. يعد إصلاح السفن جزءًا مهمًا جدًا من صناعة الشحن وبناء السفن. ما يقرب من 25 ٪ من القوى العاملة في معظم أحواض بناء السفن الخاصة تقوم بأعمال الإصلاح والتحويل. يوجد حاليًا العديد من السفن التي تحتاج إلى التحديث و / أو التحويل لتلبية متطلبات السلامة والمتطلبات البيئية. نظرًا لأن الأساطيل في جميع أنحاء العالم أصبحت قديمة وغير فعالة ، ومع ارتفاع تكلفة السفن الجديدة ، فإن الوضع يضع ضغطًا على شركات الشحن. بشكل عام ، تعتبر أعمال التحويل والإصلاح في أحواض بناء السفن الأمريكية أكثر ربحية من البناء الجديد. في أحواض بناء السفن الجديدة ، تساعد عقود الإصلاح والإصلاحات والتحويلات أيضًا على استقرار القوى العاملة خلال أوقات البناء الجديد المحدود ، ويزيد البناء الجديد من عبء عمل الإصلاح. تشبه عملية إصلاح السفن إلى حد كبير عملية البناء الجديدة ، باستثناء أنها تتم بشكل عام على نطاق أصغر ويتم تنفيذها بوتيرة أسرع. تتطلب عملية الإصلاح تنسيقًا في الوقت المناسب وعملية مناقصة صارمة لعقود إصلاح السفن. عملاء أعمال الإصلاح هم عمومًا البحرية وأصحاب السفن التجارية وأصحاب الهياكل البحرية الأخرى.

عادة ما يقدم العميل مواصفات العقد والرسومات والعناصر القياسية. يمكن أن تكون العقود سعر ثابت ثابت (FFP) ، رسوم منح سعر ثابت ثابت (FFPAF) ، التكلفة بالإضافة إلى الرسوم الثابتة (CPFF) ، التكلفة بالإضافة إلى رسوم الجائزة (CPAF) أو إصلاح عاجل انكماش. تبدأ العملية في منطقة التسويق عندما يُطلب من حوض بناء السفن أ طلب اقتراح (RFP) أو ملف دعوة لتقديم العطاءات (IFB). عادةً ما يفوز أقل سعر بعقد IFB ، بينما يمكن أن يعتمد منح RFP على عوامل أخرى غير السعر. تقوم مجموعة تقدير الإصلاح بإعداد تقدير التكلفة وعرض عقد الإصلاح. تشمل تقديرات العطاءات عمومًا ساعات العمل ومعدلات الأجور والمواد والنفقات العامة وتكاليف الخدمة الخاصة ودولارات المقاول من الباطن وأقساط العمل الإضافي وأقساط المناوبة والرسوم الأخرى وتكلفة المرافق المالية ، وبناءً على ذلك ، السعر المقدر للعقد. بمجرد منح العقد ، يجب وضع خطة إنتاج.

تخطيط الإصلاح والهندسة والإنتاج

على الرغم من إجراء بعض التخطيط الأولي في مرحلة اقتراح العقد ، لا يزال هناك الكثير من العمل لتخطيط العقد وتنفيذه في الوقت المناسب. يجب تنفيذ الخطوات التالية: قراءة وفهم جميع مواصفات العقد ، وتصنيف العمل ، ودمج العمل في خطة إنتاج منطقية وتحديد المسار الحرج. يجب أن تعمل أقسام التخطيط والهندسة والمواد والعقود من الباطن والإصلاح معًا بشكل وثيق لإجراء الإصلاح في الوقت المناسب وبطريقة فعالة من حيث التكلفة. يتم التصنيع المسبق للأنابيب والتهوية والآلات الكهربائية وغيرها ، في كثير من الحالات ، قبل وصول السفينة. يتطلب التجهيز المسبق والتعبئة المسبقة لوحدات الإصلاح التعاون مع ورش الإنتاج لأداء العمل في الوقت المناسب.

الأنواع الشائعة من أعمال الإصلاح

تتشابه السفن مع الأنواع الأخرى من الآلات من حيث أنها تتطلب صيانة متكررة وأحيانًا إصلاحات كاملة لتظل عاملة. العديد من أحواض بناء السفن لديها عقود صيانة مع شركات الشحن والسفن و / أو فئات السفن التي تحدد أعمال الصيانة المتكررة. تتضمن أمثلة مهام الصيانة والإصلاح ما يلي:

  • نسف وإعادة طلاء بدن السفينة وخط الطفو والهيكل العلوي والخزانات الداخلية ومناطق العمل
  • إعادة بناء وتركيب الآلات الرئيسية (مثل محركات الديزل والتوربينات والمولدات ومحطات الضخ)
  • إصلاحات الأنظمة وصيانتها وتركيبها (على سبيل المثال ، التنظيف والاختبار وتركيب نظام الأنابيب)
  • تثبيت نظام جديد ، إما بإضافة معدات جديدة أو استبدال الأنظمة التي عفا عليها الزمن (على سبيل المثال ، أنظمة الملاحة أو أنظمة القتال أو أنظمة الاتصالات أو أنظمة الأنابيب المحدثة)
  • إصلاحات المروحة والدفة والتعديل والمحاذاة
  • إنشاء مساحات آلات جديدة على السفينة (على سبيل المثال ، قطع الهيكل الفولاذي الحالي وإضافة جدران جديدة ، ومواد تقوية ، ودعامات رأسية وحزام).

 

في كثير من الحالات ، تعتبر عقود الإصلاح حالة طارئة مع القليل من التحذير ، مما يجعل إصلاح السفن بيئة سريعة الحركة وغير متوقعة. ستبقى سفن الإصلاح العادية في حوض بناء السفن من 3 أيام إلى شهرين ، بينما يمكن أن تستمر الإصلاحات والتحويلات الرئيسية لأكثر من عام

مشاريع الإصلاح والتحويل الكبيرة

تعد عقود الإصلاح الكبيرة والتحويلات الرئيسية شائعة في صناعة إصلاح السفن. يتم تنفيذ معظم عقود الإصلاح الكبيرة هذه من قبل أحواض بناء السفن التي لديها القدرة على بناء السفن ، على الرغم من أن بعض أحواض الإصلاح في المقام الأول ستقوم بإجراء إصلاحات وتحويلات واسعة النطاق.

فيما يلي أمثلة على عقود الإصلاح الرئيسية:

  • تحويل سفن الإمداد إلى سفن مستشفيات
  • قطع السفينة إلى نصفين وتركيب قسم جديد لإطالة السفينة (انظر الشكل 11)
  • استبدال أجزاء من سفينة جنحت (انظر الشكل 12)
  • التدمير الكامل وإعادة التشكيل الهيكلي وتجهيز أنظمة القتال
  • إعادة تشكيل رئيسية للجزء الداخلي أو الخارجي للسفينة (على سبيل المثال ، إصلاحات كاملة لسفن الرحلات السياحية للركاب).

 

تتطلب معظم الإصلاحات والتحويلات الرئيسية جهدًا كبيرًا في التخطيط والهندسة والإنتاج. في كثير من الحالات ، يجب إنجاز كمية كبيرة من أعمال الصلب (على سبيل المثال ، قطع رئيسي لهيكل السفينة الحالي وتركيب تكوينات جديدة). يمكن تقسيم هذه المشاريع إلى أربع مراحل رئيسية: الإزالة ، وبناء الهيكل الجديد ، وتركيب المعدات والاختبار. مطلوب مقاولين من الباطن لمعظم الإصلاحات والتحويلات الرئيسية والثانوية. يوفر المقاولون من الباطن الخبرة في مجالات معينة ويساعدون حتى في عبء العمل في حوض بناء السفن.

شكل 11. تقطيع السفينة إلى نصفين لتركيب قسم جديد.

SHP20F11

نيوبورت نيوز بناء السفن

الشكل 12. استبدال مقدمة السفينة التي جنحت.

SHP20F12

نيوبورت نيوز بناء السفن

 بعض الأعمال التي يقوم بها المقاولون من الباطن هي كما يلي:

  • دعم إصلاح السفن

  • تركيبات أنظمة القتال الرئيسية (الفنية)

  • إعادة أنابيب المرجل وإعادة بنائه

  • إصلاحات ضاغط الهواء

  • إزالة الأسبستوس والتخلص منه

  • تنظيف الخزانات

  • التفجير والرسم

  • إصلاحات نظام المضخة

  • تلفيق هيكلي صغير

  • إصلاحات الرافعة

  • تعديلات نظام البخار الرئيسي

  • تصنيع الأنظمة (مثل الأنابيب والتهوية والأساسات وما إلى ذلك).

 

كما هو الحال مع البناء الجديد ، يجب اختبار جميع الأنظمة المثبتة وتشغيلها قبل إعادة السفينة إلى مالكها. تنشأ متطلبات الاختبار عمومًا من العقد ، على الرغم من وجود مصادر أخرى لمتطلبات الاختبار. يجب جدولة الاختبارات ، وتتبعها لإكمالها بشكل صحيح ومراقبتها من قبل المجموعات المناسبة (الجودة الداخلية لحوض بناء السفن ، وتشغيل السفن ، والوكالات الحكومية ، وملاك السفن ، وما إلى ذلك). بمجرد وضع الأنظمة واختبارها بشكل صحيح ، يمكن اعتبار المنطقة و / أو المقصورة و / أو النظام مباعة للسفينة (أي مكتملة).

هناك العديد من أوجه التشابه بين عمليات الإنشاء والإصلاح الجديدة. أوجه التشابه الأساسية هي أنهما يستخدمان تطبيق نفس ممارسات التصنيع والعمليات والمرافق ومتاجر الدعم. تتطلب أعمال إصلاح السفن وأعمال البناء الجديدة عمالة ذات مهارات عالية لأن العديد من العمليات لديها إمكانات محدودة للأتمتة (خاصة إصلاح السفن). كلاهما يتطلب تخطيطًا ممتازًا وهندسة واتصالات بين الأقسام. يكون تدفق عملية الإصلاح بشكل عام على النحو التالي: تقدير الوظيفة وتخطيطها وهندستها ؛ شقا العمل تجديد الهياكل الفولاذية إنتاج الإصلاح الاختبار والتجارب وتسليم السفينة. من نواحٍ عديدة ، تشبه عملية إصلاح السفن عملية بناء السفن ، على الرغم من أن البناء الجديد يتطلب قدرًا أكبر من التنظيم بسبب حجم القوى العاملة وحجم عبء العمل وعدد الأجزاء وتعقيد الاتصالات (أي خطط الإنتاج والجداول الزمنية ) المحيطة بتدفق عمل بناء السفن.

المخاطر والاحتياطات

يعد بناء وإصلاح السفن من أكثر الصناعات خطورة. يجب أن يتم العمل في مجموعة متنوعة من المواقف شديدة الخطورة ، مثل الأماكن الضيقة والارتفاعات الكبيرة. يتم تنفيذ الكثير من الأعمال اليدوية التي تشمل المعدات والمواد الثقيلة. نظرًا لأن العمل مترابط للغاية ، فإن نتائج إحدى العمليات قد تعرض للخطر الأفراد المشاركين في عملية أخرى. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تنفيذ جزء كبير من العمل خارج المنزل ، ويمكن أن تتسبب تأثيرات الطقس المتطرف في حدوث ظروف خطرة أو تفاقمها. بالإضافة إلى ذلك ، يجب استخدام عدد من المواد الكيميائية والدهانات والمذيبات والطلاء ، والتي قد تشكل مخاطر كبيرة على الموظفين.

المخاطر الصحية

المخاطر الكيميائية التي تشكل مخاطر صحية للموظفين في أحواض بناء السفن تشمل:

  • الغبار من عمليات التفجير الكاشطة
  • التعرض للأسبستوس والألياف المعدنية في أعمال العزل
  • أبخرة ورذاذ رذاذ من الدهانات والطلاء والمذيبات والمخففات
  • أبخرة من مختلف عمليات اللحام والحرق واللحام والنحاس
  • التعرض للغازات المستخدمة في عمليات اللحام والحرق والتسخين المختلفة
  • التعرض لمواد كيميائية سامة محددة في راتنجات الايبوكسي والقصدير العضوي والدهانات المقاومة للحشف والطلاء المحتوي على الرصاص والزيوت والشحوم والأصباغ وما شابه ذلك.

    الأخطار المادية بسبب الطبيعة اليدوية للعمل تشمل:

    • درجات الحرارة والظروف الجوية المتطرفة المرتبطة بالعمل الذي يتم تنفيذه خارج المنزل
    • المخاطر الكهربائية
    • المشاكل المتعلقة بالراحة الناتجة عن المناولة المتكررة للمواد الكبيرة والكبيرة الحجم
    • الإشعاع المؤين وغير المؤين
    • الضوضاء والاهتزاز
    • احتمال نقص الأكسجين ومخاطر الأماكن المحصورة الأخرى المرتبطة بالخزانات والقيعان المزدوجة وما إلى ذلك
    • السقوط والرحلات من العمل على نفس المستوى وكذلك العمل من ارتفاعات كبيرة.

    اجراءات وقائية

    على الرغم من أن بناء وإصلاح السفن صناعة شديدة الخطورة ، فإن المخاطر التي يتعرض لها الأفراد بسبب هذه الأخطار يمكن وينبغي التقليل منها. أساس الحد من المخاطر هو برنامج صحة وسلامة راسخ الجذور في شراكة جيدة بين الإدارة والنقابات أو الموظفين. هناك عدد من الأساليب التي يمكن استخدامها لمنع أو تقليل المخاطر في أحواض بناء السفن بمجرد تحديدها. يمكن تقسيم هذه الأساليب على نطاق واسع إلى عدة استراتيجيات. الضوابط الهندسية يتم توظيفها للقضاء على المخاطر أو السيطرة عليها في نقطة توليدها. هذه الضوابط هي الأكثر تفضيلاً من بين الأنواع المختلفة حيث يمكن الاعتماد عليها بشكل كبير:

    • الاستبدال أو الحذف. حيثما أمكن ، يجب التخلص من العمليات التي تنتج مخاطر أو مواد سامة أو استبدالها بعمليات أو مواد أقل خطورة. هذا هو الشكل الأكثر فعالية للسيطرة. ومن الأمثلة على ذلك استخدام المواد غير المسببة للسرطان بدلاً من عزل الأسبستوس. مثال آخر هو استخدام طاولات الرفع الهيدروليكية لمناولة المواد الثقيلة ، بدلاً من الرفع اليدوي. من الممكن في كثير من الأحيان استبدال الدهانات التي أساسها المذيبات بطبقات أساسها الماء. يمكن استخدام الأتمتة أو الروبوتات للتخلص من مخاطر العملية.

    • عزل. يمكن في بعض الأحيان عزل العمليات غير القابلة للاستبدال أو الاستبعاد عن الموظفين لتقليل التعرض. في كثير من الأحيان ، يمكن إعادة تحديد مواقع مصادر الضوضاء العالية لوضع مسافة أكبر بين العمال ومصدر الضوضاء ، وبالتالي تقليل التعرض.

    • نسيج. يمكن أحيانًا إحاطة العمليات أو الأفراد للتخلص من حالات التعرض أو تقليلها. يمكن توفير أكشاك مغلقة لمشغلي المعدات لتقليل التعرض للضوضاء أو الحرارة أو البرودة أو حتى المخاطر الكيميائية. قد يتم أيضًا إرفاق العمليات. أكشاك رش الطلاء وأكشاك اللحام هي أمثلة على حاوية العمليات التي تقلل من التعرض للمواد السامة المحتملة.

    • تنفس. يمكن تهوية العمليات التي تنتج مواد سامة لالتقاط المواد في نقطة توليدها. تُستخدم هذه التقنية على نطاق واسع في أحواض بناء السفن وأحواض السفن ، ولا سيما للتحكم في أبخرة وغازات اللحام وأبخرة الطلاء وما شابه. توجد العديد من المراوح والمنافخ على أسطح السفن ويتم استنفاد الهواء أو نفخه في المساحات لتقليل التعرض للمخاطر. كثيرًا ما يتم استخدام المراوح في وضع النفخ لتوجيه الهواء النقي إلى الحجيرات للحفاظ على مستويات الأكسجين المقبولة.


    الرقابة الإدارية لتقليل التعرض عن طريق الحد إداريًا من الوقت الذي يقضيه الموظفون في المواقف التي يحتمل أن تكون خطرة. يتم تحقيق ذلك بشكل عام عن طريق تناوب الأفراد من وظيفة منخفضة الخطورة نسبيًا إلى وظيفة ذات خطورة أعلى. على الرغم من عدم تغيير المبلغ الإجمالي لوقت التعرض للأفراد ، يتم تقليل تعرض كل عامل على حدة.

    الضوابط الإدارية لا تخلو من جوانبها السلبية. تتطلب هذه التقنية تدريبًا إضافيًا حيث يجب أن يعرف العمال كلا من الوظائف ويحتمل أن يتعرض المزيد من العمال للخطر. أيضًا ، نظرًا لأن عدد الأفراد المعرضين للمخاطر قد تضاعف من وجهة نظر قانونية ، فقد تزداد الالتزامات المحتملة. ومع ذلك ، يمكن أن تكون الرقابة الإدارية طريقة فعالة إذا تم تطبيقها بشكل صحيح.

    ضوابط الحماية الشخصية. يجب أن تعتمد أحواض بناء السفن بشكل كبير على الأشكال المختلفة للحماية الشخصية. إن طبيعة بناء السفن وإصلاحها لا تتناسب مع الأساليب الهندسية التقليدية. السفن هي أماكن ضيقة للغاية مع وصول محدود. تحتوي الغواصة قيد الإصلاح على 1 إلى 3 فتحات يبلغ قطرها 76 مترًا ، والتي يجب أن يمر من خلالها الأشخاص والمعدات. كمية أنابيب التهوية التي يمكن أن تمر من خلالها محدودة للغاية. وبالمثل ، يتم تنفيذ العمل على السفن الكبيرة في أعماق السفينة ، وعلى الرغم من إمكانية تدخين بعض التهوية عبر المستويات المختلفة للوصول إلى العملية المطلوبة ، إلا أن الكمية محدودة. علاوة على ذلك ، فإن المراوح التي تدفع أو تسحب الهواء عبر أنبوب التهوية توجد بشكل عام في الهواء النقي ، عادةً على سطح السفينة الرئيسي ، ولديها أيضًا سعة محدودة إلى حد ما.

    بالإضافة إلى ذلك ، لا يتم تنفيذ بناء السفن وإصلاحها في خط التجميع ، ولكن في مواقع العمل المنفصلة بحيث تكون الضوابط الهندسية الثابتة غير عملية. علاوة على ذلك ، قد تكون السفينة قيد الإصلاح لبضعة أيام ، ومدى إمكانية استخدام التحكم الهندسي محدود مرة أخرى. يتم استخدام معدات الحماية الشخصية على نطاق واسع في هذه المواقف.

    في المتاجر ، يمكن استخدام أساليب التحكم الهندسية التقليدية على نطاق أوسع. معظم المعدات والآلات في المتاجر وألواح التجميع قابلة للغاية للحراسة التقليدية والتهوية والأساليب الهندسية الأخرى. ومع ذلك ، يجب استخدام بعض معدات الحماية الشخصية في هذه المواقف أيضًا.

    فيما يلي مناقشة حول التطبيقات المختلفة لمعدات الحماية الشخصية المستخدمة في أحواض بناء السفن:

    اللحام والقطع والطحن. تتضمن العملية الأساسية لبناء وإصلاح السفن قطع وتشكيل وربط الفولاذ والمعادن الأخرى. في هذه العملية ، تتولد أبخرة معدنية وغبار وجسيمات. على الرغم من أنه يمكن استخدام التهوية في بعض الأحيان ، يجب أن يستخدم عمال اللحام في كثير من الأحيان أجهزة التنفس للحماية من جسيمات اللحام والأبخرة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يستخدموا حماية مناسبة للعين للإضاءة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء وغيرها من المخاطر الجسدية للعين والوجه. من أجل توفير الحماية من الشرر والأشكال الأخرى من المعدن المنصهر ، يجب حماية عامل اللحام بقفازات اللحام والملابس ذات الأكمام الطويلة وغيرها من وسائل الحماية المادية.

    جلخ وطلاء. يتم تنفيذ الكثير من أعمال الطلاء في بناء وإصلاح السفن. في كثير من الحالات ، يتم تحديد الدهانات والطلاءات من قبل مالك السفينة. قبل الطلاء ، يجب تفجير المعدات بمواد كاشطة إلى ملف تعريف معين يضمن الالتصاق والحماية الجيدين.

    يمكن إجراء عمليات التفجير الكاشطة للأجزاء الصغيرة في نظام مغلق مثل صندوق القفازات. ومع ذلك ، فإن معظم المكونات الكبيرة يتم تفجيرها يدويًا. يتم إجراء بعض عمليات التفجير في الهواء الطلق ، وبعضها في خلجان كبيرة في مبنى أو متجر مخصص لهذا الغرض وبعضها داخل الأوعية أو أقسام السفن نفسها. في أي حال ، يجب على الأفراد الذين يقومون بالتفجير الكاشطة استخدام حماية الجسم بالكامل وحماية السمع وحماية الجهاز التنفسي التي يتم تغذيتها بالهواء. يجب تزويدهم بإمدادات كافية من الهواء القابل للتنفس (على سبيل المثال ، هواء التنفس من الدرجة D على الأقل).

    في بعض البلدان ، تم حظر استخدام السيليكا البلورية. لا ينصح باستخدامه بشكل عام. في حالة استخدام مواد تحتوي على السيليكا في التفجير ، يجب اتخاذ تدابير وقائية وقائية.

    بعد عملية السفع الكاشطة ، يجب طلاء المواد بسرعة لمنع "الصدأ الوامض" للسطح. على الرغم من أن الزئبق والزرنيخ والمعادن الأخرى شديدة السمية لم تعد تُستخدم في الدهانات ، فإن الدهانات المستخدمة في أحواض بناء السفن تحتوي عمومًا على مذيبات بالإضافة إلى أصباغ مثل الزنك. الدهانات الأخرى من نوع الايبوكسي. يجب حماية الرسامين الذين يقومون بتطبيق هذه الطلاءات. يجب على معظم الرسامين استخدام كمامة تنفس ذات ضغط سلبي أو إيجابي لحمايتهم ، بالإضافة إلى معاطف للجسم بالكامل ، وقفازات ، وأغطية أحذية ، ووقاية للعين. في بعض الأحيان يجب أن يتم الرسم في أماكن ضيقة أو مغلقة. في هذه الحالات ، يجب استخدام حماية الجهاز التنفسي المزودة بالهواء وحماية الجسم بالكامل ، ويجب أن يكون هناك برنامج مناسب للأماكن الضيقة يتطلب تصريحًا.

    المخاطر العامة. تحتوي أحواض بناء السفن على العديد من الرافعات ، ويتم تنفيذ قدر كبير من الأعمال العلوية. عادة ما تكون حماية القبعة الصلبة مطلوبة في جميع مناطق الإنتاج في أحواض بناء السفن.

    Iعمل nsulation. يجب عزل أنظمة الأنابيب والمكونات الأخرى للحفاظ على درجة حرارة المكونات وتقليل الحرارة داخل السفينة ؛ في بعض الحالات ، يكون العزل ضروريًا لتقليل الضوضاء. عند إصلاح السفن ، يجب إزالة العزل الموجود من الأنابيب للقيام بأعمال الإصلاح ؛ في هذه الحالات ، يتم مصادفة مادة الأسبستوس بشكل متكرر. في العمل الجديد ، يتم استخدام الألياف الزجاجية والألياف المعدنية بشكل متكرر. في كلتا الحالتين ، يجب ارتداء حماية الجهاز التنفسي المناسبة وحماية الجسم بالكامل.

    مصادر الضوضاء. يشتهر العمل في أحواض بناء السفن بالضوضاء. تتضمن معظم العمليات العمل مع المعدن ؛ ينتج عن هذا عادةً مستويات ضوضاء أعلى من الحدود الآمنة المقبولة. لا يمكن التحكم في جميع مصادر الضوضاء للوصول إلى مستويات آمنة من خلال استخدام الضوابط الهندسية. وبالتالي ، يجب استخدام الحماية الشخصية.

    مخاطر القدم. يوجد في أحواض بناء السفن عدد من العمليات والعمليات التي تشكل مخاطر على الأقدام. غالبًا ما يكون من الصعب وغير العملي فصل المرفق إلى مناطق خطرة على الأقدام ومناطق غير خطرة ؛ عادة ما تكون أحذية / أحذية السلامة مطلوبة لكامل منطقة الإنتاج في أحواض بناء السفن.

    مخاطر العين. هناك العديد من المصادر المحتملة للمخاطر على العيون في أحواض بناء السفن. ومن الأمثلة على ذلك العديد من مخاطر الضوء فوق البنفسجي والأشعة تحت الحمراء من أقواس اللحام ، والمخاطر المادية من غبار وجزيئات المعادن المختلفة ، وحبيبات التفجير الكاشطة ، والعمل مع العديد من حمامات التخليل والمعدن ، والمواد الكاوية وبخاخات الطلاء. نظرًا لطبيعة هذه المخاطر في كل مكان ، غالبًا ما تكون نظارات السلامة مطلوبة في جميع أنحاء مناطق الإنتاج في أحواض بناء السفن من أجل البساطة العملية والإدارية. مطلوب حماية خاصة للعين لعمليات فردية محددة.

    قيادة. على مر السنين ، تم استخدام البادئات والطلاءات القائمة على الرصاص على نطاق واسع في بناء السفن. على الرغم من أن الدهانات والطلاءات المحتوية على الرصاص نادرًا ما تستخدم اليوم ، إلا أن كمية كبيرة من عنصر الرصاص تستخدم في أحواض بناء السفن النووية كمواد واقية من الإشعاع. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما تتضمن أعمال إصلاح السفن إزالة الطلاءات القديمة التي غالبًا ما تحتوي على الرصاص. في الواقع ، تتطلب أعمال الإصلاح قدرًا كبيرًا من الحساسية والاهتمام بالمواد التي تم تطبيقها أو استخدامها سابقًا. يتطلب العمل باستخدام الرصاص حماية كاملة للجسم بما في ذلك المعاطف والقفازات والقبعة وأغطية الأحذية وحماية الجهاز التنفسي.

    بناء القوارب

    في بعض النواحي ، يمكن اعتبار القوارب سفنًا صغيرة نسبيًا من حيث أن العديد من العمليات المستخدمة لبناء وإصلاح القوارب تشبه إلى حد بعيد تلك المستخدمة في بناء وإصلاح السفن ، ولكن على نطاق أصغر فقط. بشكل عام ، يتم اختيار الفولاذ والخشب والمواد المركبة لبناء هياكل القوارب.

    المركبة تشمل ، بشكل عام ، مواد مثل المعادن المقواة بالألياف والأسمنت المقوى بالألياف والخرسانة المسلحة والبلاستيك المقوى بالألياف والبلاستيك المقوى بالزجاج (GRPs). أدى التطور في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي لطرق وضع اليد باستخدام راتنجات البوليستر المعالجة على البارد مع تعزيز الزجاج إلى التوسع السريع في بناء قارب GRP ، من 1950 ٪ في الخمسينيات إلى أكثر من 4 ٪ في الثمانينيات وحتى أعلى حاليًا.

    في السفن التي يزيد طولها عن 40 مترًا أو نحو ذلك ، يعتبر الفولاذ بدلاً من الخشب هو البديل الرئيسي لـ GRP. مع انخفاض حجم الهيكل ، تزداد التكلفة النسبية للإنشاءات الفولاذية ، وتصبح عمومًا غير قادرة على المنافسة لهياكل يقل طولها عن 20 مترًا. تميل الحاجة إلى هامش التآكل أيضًا إلى زيادة الوزن في القوارب الفولاذية الصغيرة. بالنسبة للسفن التي يزيد ارتفاعها عن 40 مترًا ، فإن التكلفة المنخفضة لبناء الفولاذ الملحوم الثقيل عادة ما تكون ميزة حاسمة. ما لم يكن التصميم الخيالي والمواد المحسنة والتصنيع الآلي يمكن أن يؤدي إلى انخفاض كبير في التكاليف ، ومع ذلك ، يبدو من غير المحتمل أن يصبح البلاستيك المقوى بالزجاج أو الألياف قادرًا على المنافسة مع الفولاذ لبناء السفن التي يزيد طولها عن 40 مترًا باستثناء الحالات التي توجد فيها متطلبات خاصة ( على سبيل المثال ، لنقل البضائع السائبة المسببة للتآكل أو المبردة ، حيث يلزم وجود بدن غير مغناطيسي أو عندما يكون توفير الوزن بشكل كبير ضروريًا لأسباب تتعلق بالأداء).

    يتم استخدام GRPs الآن في مجموعة واسعة جدًا من تطبيقات بدن القوارب بما في ذلك القوارب السريعة واليخوت الساحلية والبحرية وقوارب العمل وقوارب الطيار والركاب وقوارب الصيد. ويعزى نجاحها في قوارب الصيد ، حيث كان الخشب المادة التقليدية ، إلى:

    • التكلفة الأولى التنافسية ، لا سيما عندما يتم بناء العديد من الهياكل بنفس التصميم ، معززة بالتكلفة المتزايدة للخشب وندرة عمال الأخشاب المهرة

    • أداء خالٍ من المتاعب وتكاليف صيانة منخفضة ناتجة عن الصفات المقاومة للتسرب والعفن لهياكل GRP ومقاومتها للكائنات البحرية المملّة وانخفاض تكلفة الإصلاح

    • السهولة التي يمكن بها تصنيع الأشكال المعقدة ، والتي قد تكون مطلوبة للأغراض الهيدروليكية والهيكلية أو لأسباب جمالية.

    طرق التصنيع

    الشكل الأكثر شيوعًا لبناء الأصداف والأسطح والحواجز في أجسام GRP الكبيرة والصغيرة هو صفائح من جلد واحد مقوى حسب الضرورة بواسطة مقويات. يتم استخدام طرق مختلفة للتصنيع في بناء أجسام أحادية الجلد وساندويتش.

    صب الاتصال. إلى حد بعيد ، فإن الطريقة الأكثر شيوعًا للتصنيع لهياكل GRP أحادية الجلد من جميع الأحجام هي قولبة التلامس في قالب مفتوح أو سلبي باستخدام راتنجات البوليستر المعالجة على البارد وتقوية الزجاج الإلكتروني.

    الخطوة الأولى في عملية التصنيع هي تحضير القالب. بالنسبة للأجسام ذات الحجم الصغير والمتوسط ​​، تُصنع القوالب عادةً في GRP ، وفي هذه الحالة يتم أولاً تجميع سدادة موجبة ، عادةً ما تكون من البناء الخشبي المنتهي في GRP ، والتي يحدد سطحها الخارجي بدقة شكل الهيكل المطلوب. يكتمل تحضير القالب عمومًا بتلميع الشمع وتطبيق فيلم من كحول البولي فينيل (PVA) أو عامل تحرير مكافئ. يبدأ التصفيح عادة بتطبيق طبقة جل مصبوغة من راتينج عالي الجودة. ثم يستمر التصفيح ، قبل أن يتم تجفيف طبقة الهلام تمامًا ، باستخدام إحدى العمليات التالية:

    • رش. يتم رش تجرافات الألياف الزجاجية أو التعزيزات في وقت واحد مع راتينج البوليستر ، ويتم خلط الأخير مع محفز ومسرع في مسدس الرش.

    • ومن ناحية وضع المتابعة. يتم ترسيب الراتنج الممزوج بالمحفز والمُسرِع بشكل متحرّر على طبقة الهلام أو على طبقة سابقة من التعزيز المشرب بواسطة الفرشاة أو موزع الأسطوانة أو مسدس الرش.

     

    يمكن أن تحقق العملية الموضحة أعلاه التطبيق الفعال للتعزيز الثقيل جدًا (نسيج يصل إلى 4,000 جم / م2 تم استخدامه بنجاح ، على الرغم من أن وزن القماش من 1,500 إلى 2,000 جم / م للإنتاج على نطاق واسع2 تم تفضيله) ، مما يعطي معدل تصفيح سريع مع تكاليف عمالة منخفضة. يمكن تطبيق عملية مماثلة للتركيب السريع للألواح الفاصلة والسطح المسطح أو شبه المسطح. تم تحقيق إنتاج دفعي لبعض الهياكل التي يبلغ طولها 49 مترًا ، بما في ذلك تركيب الأسطح والحواجز ، مع وقت اكتمال يبلغ 10 أسابيع لكل بدن.

    صب الضغط. يتضمن قولبة الضغط تطبيق ضغط ، ربما يكون مصحوبًا بالحرارة ، على سطح صفيحة غير مخضرة ، لزيادة محتوى الألياف وتقليل الفراغات عن طريق الضغط على الراتينج والهواء الزائد.

    صب كيس الفراغ. تتضمن هذه العملية ، التي يمكن اعتبارها تفصيلًا لقولبة التلامس ، وضع غشاء مرن فوق القالب ، مفصولاً عن الصفيحة غير المعالجة بواسطة فيلم من PVA أو البولي إيثيلين أو مادة مكافئة ، وإغلاق الحواف وإخلاء المساحة الموجودة أسفل الغشاء بحيث أن اللامينيت يتعرض لضغط يصل إلى l بار. يمكن تسريع المعالجة عن طريق وضع المكون المعبأ في فرن أو استخدام قالب ساخن.

    صب الأوتوكلاف. يمكن تحقيق ضغوط أعلى (على سبيل المثال ، من 5 إلى 15 بار) مقترنة بدرجة حرارة مرتفعة ، مما يؤدي إلى زيادة محتوى الألياف وبالتالي خصائص ميكانيكية فائقة ، عن طريق تنفيذ عملية تشكيل الأكياس في الأوتوكلاف (فرن مضغوط).

    صب القوالب المتطابقة. يتم ضغط مادة التشكيل غير المعالجة ، والتي في مكون كبير مثل هيكل القارب ، من المحتمل أن تكون مزيجًا مُسبقًا من الراتينج والزجاج المفروم أو شكلًا مُخصصًا من نسيج زجاجي مُشبَع مسبقًا ، يتم ضغطها بين القوالب المتطابقة الإيجابية والسلبية ، عادةً من البناء المعدني ، مع تطبيق الحرارة إذا لزم الأمر. بسبب التكلفة الأولى العالية للقوالب ، من المحتمل أن تكون هذه العملية اقتصادية فقط لعمليات الإنتاج الكبيرة ونادراً ما تستخدم في تصنيع بدن القارب.

    لف الشعيرة. يتم التصنيع في هذه العملية عن طريق لف ألياف تقوية ، في شكل تجوال مستمر يمكن تشريبه بالراتنج قبل اللف (لف رطب) أو قد يتم تشريبه مسبقًا براتنج معالج جزئيًا (لف جاف) ، على مغزل يحدد الهندسة الداخلية.

    بناء ساندويتش. يمكن تصنيع أجسام الساندويتش والأسطح والحواجز عن طريق قولبة التلامس ، باستخدام راتنجات بوليستر المعالجة بدرجة حرارة الغرفة ، بنفس الطريقة التي يتم بها تصنيع الهياكل أحادية الجلد. يتم وضع جلد GRP الخارجي أولاً على القالب السلبي. يتم تضمين شرائط من المواد الأساسية على طبقة من البوليستر أو راتنجات الايبوكسي. ثم يتم الانتهاء من التصنيع عن طريق وضع جلد GRP الداخلي.

    راتنجات البوليستر والايبوكسي. راتنجات البوليستر غير المشبعة هي إلى حد بعيد مواد المصفوفة الأكثر استخدامًا للرقائق الهيكلية البحرية. تنبع فعاليتها من تكلفتها المعتدلة ، وسهولة استخدامها في عمليات وضع اليد أو تصنيع الرش والأداء الجيد بشكل عام في البيئة البحرية. تتوفر ثلاثة أنواع رئيسية:

    1. بوليستر أورثوفثاليك ، مصنوعة من مزيج من أنهيدريد المالئيك والفثاليك مع جليكول (عادة البروبيلين جليكول) ، وهي مادة المصفوفة الأقل تكلفة والأكثر استخدامًا لبناء القوارب الصغيرة.

    2. البوليستر Isophthalic يحتوي على حمض أيزوفثاليك بدلاً من أنهيدريد الفثاليك ، وهو أغلى ثمناً وله خصائص ميكانيكية فائقة إلى حد ما ومقاومة للماء ويتم تحديده بشكل شائع لبناء القوارب عالية الأداء والمعاطف الهلامية البحرية.

    3. أنظمة بيسفينول الايبوكسي ، حيث يتم استبدال حمض الفثاليك أو أنهيدريد جزئيًا أو كليًا بـ bisphenol A ، يوفر (بتكلفة أعلى بكثير) مقاومة أفضل للماء والمواد الكيميائية.

    مخاطر السلامة والصحة

    على الرغم من أن العديد من المخاطر الكيميائية والفيزيائية والبيولوجية في بناء السفن شائعة في بناء القوارب ، فإن الشاغل الرئيسي هو التعرض لأبخرة المذيبات المختلفة وغبار الإيبوكسي من عملية تصنيع القوارب. قد يؤدي التعرض غير المنضبط لهذه المخاطر إلى اضطرابات في الجهاز العصبي المركزي وتلف في الكبد والكلى وتفاعلات تحسسية على التوالي. الضوابط الخاصة بهذه المخاطر المحتملة هي في الأساس نفس تلك الموصوفة سابقًا في قسم بناء السفن - أي الضوابط الهندسية ، والضوابط الإدارية ، وضوابط الحماية الشخصية.

     

    الرجوع

    "إخلاء المسؤولية: لا تتحمل منظمة العمل الدولية المسؤولية عن المحتوى المعروض على بوابة الويب هذه والذي يتم تقديمه بأي لغة أخرى غير الإنجليزية ، وهي اللغة المستخدمة للإنتاج الأولي ومراجعة الأقران للمحتوى الأصلي. لم يتم تحديث بعض الإحصائيات منذ ذلك الحين. إنتاج الطبعة الرابعة من الموسوعة (4). "

    المحتويات