專利名稱：超聲波噴丸施工方法及浮體式建造物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波噴丸施工方法及浮體式建造物，特別是涉及適用于集裝箱船只等浮體式建造物的超聲波噴丸施工方法及通過該超聲波噴丸施工方法進行了超聲波噴丸施工的浮體式建造物。
背景技術(shù)：
目前，作為改進船舶、海上設(shè)備、橋梁等建造物的焊接部的疲勞強度的技術(shù)，具有超聲波沖擊處理(下面，稱為“超聲波噴丸”)。該技術(shù)是將超聲波作為振動源并用前端具有半徑R的銷連續(xù)擊打焊接部，形成殘余壓縮應(yīng)カ場，通過轉(zhuǎn)印銷的R形狀來改進焊趾形狀，提高焊趾部的疲勞強度(例如，參照專利文獻I)。另外，在對焊接部作用有拉伸應(yīng)力場的狀態(tài)下，通過進行超聲波噴丸施工，可以進一歩提高焊接部的疲勞強度(例如，參照專利文獻2)。專利文獻I:(日本)特開2006 — 55899號公報專利文獻2:(日本)特開2006 - 51540號公報但是，在上述這樣的大型建造物中進行超聲波噴丸施工的情況下，為了在該建造物的各處形成拉伸應(yīng)カ場，需要專用的夾具或附加的裝置(例如，液壓千斤頂?shù)?，必然會產(chǎn)生繁多的エ序，因此，難以實際實施。另外，根據(jù)在進行超聲波噴丸施工后對建造物作用的負載的經(jīng)歷，可知有時應(yīng)カ場變動，超聲波噴丸的效果降低。特別是在船舶、海上設(shè)備等浮體式建造物的情況下，相對于在陸地上的建造階段作用有自重，在下水后除了自重，也作用有浮力，因此，作用于建造物的應(yīng)カ場會有大變動。因此，存在以下問題即使在陸地上的建造階段進行超聲波噴丸施工在焊接部形成壓縮應(yīng)カ場，但某處由于下水后由浮力形成的拉伸應(yīng)力場削減壓縮應(yīng)力場，降低超聲波噴丸帶來的疲勞強度的改進效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題點而創(chuàng)立的，目的在于提供一種可以抑制因下水引起的超聲波噴丸的效果降低的超聲波噴丸施工方法及浮體式建造物。根據(jù)本發(fā)明，提供一種超聲波噴丸施工方法，通過用超聲波加振的銷對浮體式建造物與焊接于該浮體式建造物的構(gòu)造物的焊接部施加沖擊，從而提高所述焊接部的疲勞強度，其特征在于，具有將所述構(gòu)造物焊接安裝于所述浮體式建造物的構(gòu)造物焊接エ序；使安裝有所述構(gòu)造物的所述浮體式建造物下水的建造物下水エ序；對產(chǎn)生有浮力的狀態(tài)下的所述浮體式建造物的所述焊接部進行超聲波噴丸施工的超聲波噴丸エ序。另外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種浮體式建造物，其具有通過焊接安裝的構(gòu)造物，對該浮體式建造物與所述構(gòu)造物的焊接部通過具有如下エ序的超聲波噴丸施工方法進行超聲波噴丸施工，該超聲波噴丸施工方法具有將所述構(gòu)造物焊接安裝于所述浮體式建造物的構(gòu)造物焊接エ序；使安裝有所述構(gòu)造物的所述浮體式建造物下水的建造物下水エ序；對產(chǎn)生有浮力的狀態(tài)下的所述浮體式建造物的所述焊接部進行超聲波噴丸施工的超聲波噴丸ェ序。在上述超聲波噴丸施工方法及浮體式建造物中，所述超聲波噴丸エ序也可以是在將載重物堆裝于所述浮體式建造物的狀態(tài)下進行施工。而且，也可以通過調(diào)整所述載重物的裝載位置及裝載重量來調(diào)整在所述浮體式建造物產(chǎn)生的浮力。另外，也可以在所述構(gòu)造物焊接エ序之后具有進行覆蓋所述焊接部的臨時涂裝的焊接部臨時涂裝エ序。而且，也可以在所述超聲波噴丸エ序之前具有剝離所述臨時涂裝的臨時涂裝剝離エ序。另外，也可以在所述超聲波噴丸エ序之后具有進行覆蓋所述焊接部的涂裝的焊接部涂裝エ序。另外，所述浮體式建造物例如為在甲板具有開ロ部的船舶，所述構(gòu)造物例如為焊接于所述開ロ部的周邊的艤裝品。
根據(jù)上述本發(fā)明的超聲波噴丸施工方法及浮體式建造物，將構(gòu)造物焊接于浮體式建造物，并使其下水后進行超聲波噴丸施工，因此，可以在浮體式建造物的構(gòu)造物的規(guī)定焊接部形成拉伸應(yīng)力場的狀態(tài)下進行超聲波噴丸施工，可以抑制因超聲波噴丸的下水引起的效果降低。另外，根據(jù)本發(fā)明，僅僅是將構(gòu)造物焊接于浮體式建造物并使其下水后進行超聲波噴丸施工，因此，即使是大型的浮體式建造物，也不需要特殊的專用夾具或繁多的エ序，可以高效地進行超聲波噴丸施工。


圖IA是表示本發(fā)明實施方式的超聲波噴丸施工方法中的建造物建造エ序；圖IB是表示本發(fā)明實施方式的超聲波噴丸施工方法中的構(gòu)造物焊接エ序的圖；圖IC是表示本發(fā)明實施方式的超聲波噴丸施工方法中的建造物下水エ序的圖；圖ID是表示本發(fā)明實施方式的超聲波噴丸施工方法中的超聲波噴丸エ序的圖；圖2A是表示本發(fā)明實施方式的浮體式建造物的圖且為集裝箱船的側(cè)面圖；圖2B是表示本發(fā)明實施方式的浮體式建造物的圖且為集裝箱船的上面圖；圖3是圖2中III部的放大立體圖；圖4A是用于說明超聲波噴丸エ序的不意圖且為超聲波噴丸施工如的焊接部的立體圖；圖4B是用于說明超聲波噴丸エ序的示意圖且為超聲波噴丸施工中的焊接部的立體圖；圖4C是用于說明超聲波噴丸エ序的不意圖且為超聲波噴丸施工后的焊接部的立體圖；圖4D是用于說明超聲波噴丸エ序的示意圖且為超聲波噴丸施工后的焊接部的剖面圖；圖4E是用于說明超聲波噴丸エ序的示意圖且為超聲波噴丸施工后實施了焊接部涂裝エ序的焊接部的剖面圖；圖5是用于說明本發(fā)明實施方式的超聲波噴丸施工方法的效果的圖；圖6A是表示焊趾部局部的應(yīng)カ及變形的關(guān)系的關(guān)聯(lián)圖，是在浮體式建造物未下水進行了超聲波噴丸的情況及未進行超聲波噴丸的情況的圖6B是表不焊U止部局部的應(yīng)カ及變形的關(guān)系的關(guān)聯(lián)圖，是在超聲波噴丸施工后時浮體式建造物下水的情況的圖；圖6C是表示焊趾部局部的應(yīng)カ及變形的關(guān)系的關(guān)聯(lián)圖，是在浮體式建造物的下水后進行超聲波噴丸施工的情況的圖；圖7A是表不本發(fā)明的超聲波噴丸施工方法的第一變形例的圖；圖7B是表示本發(fā)明的超聲波噴丸施工方法的第二變形例的圖；圖8A是表示本發(fā)明其它實施方式的浮體式建造物的圖且為蛾型LNG船的上面圖；圖SB是表示本發(fā)明其它實施方式的浮體式建造物的圖且為綜合貨物船的上面圖。
符號說明I浮體式建造物2構(gòu)造物3焊接部4 銷5 船塢6 船臺7載重物11集裝箱船12 甲板13 船艙14 開ロ部15 艙ロ蓋16輪機艙17駕駛臺18 蛾型 LNG 船18a球形容器19綜合貨物船19a 開ロ部19b 艙ロ蓋21艙ロ圍板23圍板支柱24圍板頂板25艙ロ端圍板26艙ロ側(cè)圍板27 座臺28橫跨甲板用開ロ部31鋼部件32 焊道
33焊趾部34打擊痕35殘余壓縮應(yīng)カ場36防銹涂膜
具體實施例方式下面，使用圖I 4對本發(fā)明實施方式進行說明。在此，圖I表示本發(fā)明實施方式的超聲波噴丸施工方法，圖IA是建造物建造エ序，圖IB是構(gòu)造物焊接エ序，圖IC是建造物下水エ序，圖ID是超聲波噴丸エ序。圖2是表示本發(fā)明實施方式的浮體式建造物的圖，圖2A表示集裝箱船的側(cè)面圖，圖2B表示集裝箱船的上面圖。圖3是圖2中III部的放大立體圖。圖4是用于說明超聲波噴丸エ序的不意圖，圖4A表不超聲波噴丸施工如的焊接部的立 體圖，圖4B表示超聲波噴丸施工中的焊接部的立體圖，圖4C表示超聲波噴丸施工后的焊接部的立體圖，圖4D表示超聲波噴丸施工后的焊接部的剖面圖，圖4E表示超聲波噴丸施工后進行焊接部涂裝エ序的焊接部的剖面圖。如圖IA ID所示，本發(fā)明實施方式的超聲波噴丸施工方法為對浮體式建造物I與焊接于浮體式建造物I的構(gòu)造物2的焊接部3通過利用超聲波進行加振的銷4施加沖擊提高焊接部3的疲勞強度的方法，具有建造浮體式建造物I的建造物建造エ序、將構(gòu)造物2焊接安裝于浮體式建造物I的構(gòu)造物焊接エ序、使安裝有構(gòu)造物2的浮體式建造物I下水的建造物下水エ序、對產(chǎn)生有浮力的狀態(tài)下的浮體式建造物I的焊接部3進行超聲波噴丸施工的超聲波噴丸エ序。上述浮體式建造物I為例如在甲板具有開ロ部的船舶，具體而言，為圖2所示的集裝箱船11。如圖2A及圖2B所示，集裝箱船11具有在船體的甲板12的下部劃分的多個船艙13、形成于各船艙13的上部的甲板12的開ロ部14、覆蓋開ロ部14的艙ロ蓋15。另外，集裝箱船11在船體后部側(cè)具備輪機艙16和駕駛臺17。另外，浮體式建造物I不限于集裝箱船11，只要是在陸地上建造后下水的浮體式建造物，也包含其它形式的船舶、海上設(shè)備、半潛水式或浮游式鉆機、建造中臨時下水的著底式海上構(gòu)造物等。上述構(gòu)造物2為例如焊接在船舶的開ロ部周邊的艤裝品，具體的而言，為圖3所示的焊接于集裝箱船11的開ロ部14的周邊的艤裝品。如圖3所示，集裝箱船11具有立設(shè)于開ロ部14的周緣的甲板12的艙ロ圍板21。另外，艙ロ圍板21具備配置于甲板12上的圍板支柱23、配置于圍板支柱23上的圍板頂板24、配置于開ロ部14的船寬方向的邊緣部的艙ロ端圍板25、配置于開ロ部14的船長度方向的邊緣部的艙ロ側(cè)圍板26。圍板支柱23焊接安裝于甲板12、圍板頂板24及艙ロ側(cè)圍板26，構(gòu)成艙ロ圍板21的梁，提高其剛性及強度。圍板頂板24焊接安裝于圍板支柱23、艙ロ端圍板25及艙ロ側(cè)圍板26，構(gòu)成艙ロ圍板21的上部。另外，在圍板頂板24焊接安裝多個座臺27。座臺27是用于固定艙ロ蓋15的零件。另外，圍板頂板24以在兩個開ロ部14間形成橫跨甲板的方式具有橫跨甲板用開ロ部28。艙ロ端圍板25焊接安裝于甲板12、圍板頂板24及艙ロ側(cè)圍板26，構(gòu)成為包圍開ロ部14的外周的壁面的一部分。
艙ロ側(cè)圍板26焊接安裝于甲板12、圍板支柱23、圍板頂板24及艙ロ端圍板25，構(gòu)成為包圍開ロ部14的外周的壁面的一部分。另外，上述構(gòu)造物2是簡單的一例，也可以是焊接于開ロ部14周邊以外處的部件(例如，扶手、梯子、絞車架臺、通風箱、居住區(qū)構(gòu)造物等)，也可以是構(gòu)成船殼的建造塊、焊接于船殼的托架或小筋條等加強部件這樣在浮體式建造物I的建造時焊接的零件。上述建造物建造エ序為在陸地上建造浮體式建造物I的エ序。如圖IA所示，在浮體式建造物I為集裝箱船11的情況下，在配制于船塢5內(nèi)的船臺6上建造集裝箱船11。上述構(gòu)造物焊接エ序為在陸地上在浮體式建造物I上焊接各種構(gòu)造物2的エ序。例如圖IB所示，在建造于船塢5內(nèi)的集裝箱船11上焊接安裝艙ロ圍板21或艙ロ蓋15等構(gòu)造物2。另外，也可以在構(gòu)造物焊接エ序之后夾有進行覆蓋構(gòu)造物2的焊接部3的臨時涂裝的焊接部臨時涂裝エ序。通過進行該臨時涂裝，可以在焊接部3形成防銹涂膜，可以抑制直至超聲波噴丸エ序期間的焊接部3的劣化。另外，該構(gòu)造物焊接エ序和建造物建造エ序 并沒有必要明確區(qū)分エ序，在建造物建造エ序中，也可以包含焊接構(gòu)成浮體式建造物I船體構(gòu)造物部件的情況的構(gòu)造物焊接エ序。上述建造物下水エ序是使在陸地上建造且焊接有構(gòu)造物2的浮體式建造物I下水的エ序。如圖2所示，在集裝箱船11這樣的船型浮體式建造物I的情況下，大多在船尾側(cè)配置有輪機艙16或駕駛臺17。因此，如圖IC所示，相對于浮力的船體前后的自重比船體中央的自重重，對于船頭及船尾，負載垂直向下的力，對于船體中央，負載垂直向上的力，甲板12側(cè)產(chǎn)生拉伸力，船底側(cè)產(chǎn)生壓縮力，浮體式建造物I成為所謂的彎曲狀態(tài)。此時，在焊接于甲板12上的艙ロ圍板21等構(gòu)造物2的焊接部3也產(chǎn)生拉伸力。特別是在圖3中，在涂灰色處易于產(chǎn)生大的拉伸力。因此，在建造物下水エ序之前對焊接部3進行了超聲波噴丸施工的情況下，雖然在焊接部3形成壓縮應(yīng)カ場，改進了疲勞強度，但是，如上所述，在焊接部3負載拉伸應(yīng)力，削減超聲波噴丸的效果。于是，本發(fā)明中在使焊接了構(gòu)造物2的浮體式建造物I下水開始進行超聲波噴丸施工。上述超聲波噴丸エ序是對下水后產(chǎn)生浮力的狀態(tài)下的浮體式建造物I的焊接部3進行超聲波噴丸施工的エ序。如圖ID所示，超聲波噴丸對浮體式建造物I與構(gòu)造物2的焊接部3通過用超聲波加振的銷4進行沖擊而在焊接部3形成壓縮應(yīng)カ場。銷4的加振也可以使用陶器壓電元件，也可以使用磁變形元件。當該超聲波噴丸對如圖3中涂灰色處所示，例如構(gòu)造物2或開ロ部的拐角部或焊接部3的船寬度方向部分施工，則特別有效。在構(gòu)造物焊接エ序之后進行焊接部3的臨時涂裝的情況下，也可以在超聲波噴丸エ序之前夾上將在焊接部臨時涂裝エ序涂裝的臨時涂裝剝離的臨時涂裝剝離エ序。通過該臨時涂裝剝離エ序剝離防銹涂膜，由此可以容易且有效地進行超聲波噴丸施工。另外，在如涂膜厚度薄或涂膜柔軟那樣涂膜的存在不對超聲波噴丸產(chǎn)生影響的情況下，也并不一定需要剝離臨時涂裝的涂膜。在此，使用圖4對超聲波噴丸エ序詳細進行說明。如圖4A所示，構(gòu)造物焊接エ序的結(jié)果，為焊接兩個鋼部件31，在它們之間形成焊道32。在此，將鋼部件31和焊道32的交界處稱為焊趾部33。如圖4B所示，將超聲波作為振動源，用前端具有半徑R的銷4連續(xù)擊打焊趾部33。圖4C所示，沿期望的焊道32進行該打擊處理。其結(jié)果如圖ID及圖4D所示，通過將銷4的R形狀轉(zhuǎn)印于焊接部3，在焊趾部33形成打擊痕34，改進焊趾部33的形狀，形成殘余壓縮應(yīng)カ場35。另外，本實施方式中，對在角焊接進行超聲波噴丸施工的情況進行了說明，但也可以在對接焊接或重疊焊接等焊接部進行超聲波噴丸。這樣，通過在使集裝箱船11等浮體式建造物I下水后對焊接部3進行超聲波噴丸，可以省略使用特殊專用夾具或多余的エ序，在對焊接部3作用有拉伸應(yīng)カ場的狀態(tài)下進行超聲波噴丸施工，可以抑制因下水引起的超聲波噴丸的效果降低。另外，可以得到具有該效果的集裝箱船11等浮體式構(gòu)造物I。另外，如圖4E所示，也可以在超聲波噴丸エ序之后夾著進行覆蓋焊接部3的涂裝的焊接部涂裝エ序?？梢酝ㄟ^該焊接部涂裝エ序在焊接部3形成防銹涂膜36，可以抑制焊 接部3的劣化。特別是，在未在焊接部3進行臨時涂裝的情況下或在剝離了焊接部3的臨時涂裝了的涂膜的情況下，在臨時涂裝了的狀態(tài)下進行超聲波噴丸施工并剝離了涂膜的情況下，若進行焊接部涂裝エ序，則有效果。下面，對本發(fā)明實施方式的超聲波噴丸施工方法的效果進行說明。在此，圖5是用于說明本發(fā)明實施方式的超聲波噴丸施工方法的效果的圖，表示疲勞強度的試驗結(jié)果。橫軸表示斷裂反復(fù)次數(shù)Nf，縱軸表示應(yīng)カ范圍AS。由于難以實際使用集裝箱船11等浮體式建造物I測定焊接部3的疲勞強度，因此，圖示試驗結(jié)果為使用焊接了板厚16mm的兩個鋼材(主板和加強板)的試驗體測定焊接部的疲勞強度的結(jié)果。另外，圖中UP處理材料是指實施了超聲波噴丸(Ultrasonic Peening)的處理材料。情形(I)表示在無負荷狀態(tài)下進行了超聲波噴丸的UP處理材料的焊接部產(chǎn)生的應(yīng)カ范圍Λ S和斷裂反復(fù)次數(shù)Nf的關(guān)系，圖中用涂黑菱形及雙點劃線表示。情形(2)是表示在未進行超聲波噴丸的UP未處理材料的焊接部產(chǎn)生的應(yīng)カ范圍△ S和斷裂反復(fù)次數(shù)Nf的關(guān)系，圖中用白菱形及虛線表示。情形(3)表示在對在無負荷狀態(tài)下進行了超聲波噴丸的UP處理材料負載拉伸應(yīng)カIOOMPa的狀態(tài)下的焊接部產(chǎn)生的應(yīng)カ范圍Λ S和斷裂反復(fù)次數(shù)Nf的關(guān)系，圖中用白圓及點劃線表不。情形(4)是表不在拉伸應(yīng)力IOOMPa的負載狀態(tài)下進行了超聲波噴丸的UP處理材料的焊接部產(chǎn)生的應(yīng)カ范圍△ S和斷裂反復(fù)次數(shù)Nf的關(guān)系，圖中用白三角及實線表示。另外，拉伸應(yīng)力IOOMPa是與在集裝箱船11下水后的情況下甲板12上的焊接部3所負載的拉伸應(yīng)力大致相等的應(yīng)力。對于上述情形(I) (4)，進行負載±500kN的反復(fù)載荷的疲勞試驗，圖5表示利用最小二乗法求得近似直線的結(jié)果。若比較情形(I) (4)的近似直線，則可以理解為情形(4)的疲勞強度最高，并以情形(I)、情形(3)、情形(2)的順序疲勞強度變低。另外，從情形(3)的結(jié)果可以理解為，在無負荷狀態(tài)下對焊接部進行超聲波噴丸施工，即使在焊接部形成壓縮應(yīng)カ場，也由于施加拉伸應(yīng)力IOOMPa而削減壓縮應(yīng)カ場，降低超聲波噴丸帶來的疲勞強度的改進效果。其結(jié)果為，情形(3)和在焊接部未進行超聲波噴丸的情形(2)疲勞強度基本沒有變化。與之相對，在情形(4)的情況下，在焊接部通過施加拉伸應(yīng)力IOOMPa形成拉伸應(yīng)カ場，在該拉伸應(yīng)カ場下進行超聲波噴丸施工，在焊接部形成壓縮應(yīng)カ場，因此，即使之后在負載了 IOOMPa的拉伸應(yīng)力的狀態(tài)下也難以降低疲勞強度的改進效果。因此，可以理解為，在集裝箱船11等浮體式建造物I下水后，對焊接部3進行超聲波噴丸施工在保持疲勞強度的改進效果上有效。
下面，根據(jù)本發(fā)明實施方式的超聲波噴丸施工方法對提高焊接部3的疲勞強度的構(gòu)成進行說明。在此，圖6是表示焊趾部的局部的應(yīng)カ和變形的關(guān)系的關(guān)聯(lián)圖，圖6A表示浮體式建造物在下水前進行了超聲波噴丸施工的情況及未進行超聲波噴丸施工的情況，圖6B表示在超聲波噴丸施工后浮體式建造物下水的情況，圖6C表示在浮體式建造物下水后進行超聲波噴丸施工的情況。各圖中，橫軸表示變形，縱軸表示應(yīng)力，應(yīng)カ為正值時表示拉伸應(yīng)力，應(yīng)カ為負值時表示壓縮應(yīng)力。另外，若將各圖與圖5所示的情況置換進行說明，則圖6A相當于情形(I)及情形(2)，圖6B相當于情形(3)，圖6C相當于情形(4)。首先，基于圖6A對情形(2)的情況，即在未進行超聲波噴丸施工的情況下的焊接部3的焊趾部33產(chǎn)生的應(yīng)カ和變形的相關(guān)關(guān)系進行說明。將對焊接部3的焊接結(jié)束后的狀態(tài)設(shè)為(a)焊接結(jié)束狀態(tài)(圖中白圓)。該狀態(tài)下，當隨著向集裝箱船11裝載的載重物，對焊接部3作用外力時，由于應(yīng)カ集中于焊趾部33，焊趾部33局部的應(yīng)カ達到拉伸屈服應(yīng)カσ Y，在此之上成為即使負載增加，也保持拉伸屈服應(yīng)カσ Y，并僅增加變形的狀態(tài)。將該狀態(tài)設(shè)為(b)最大應(yīng)カ狀態(tài)(圖中的涂黑圓)。而且，隨著來自集裝箱船11的載重物的卸貨，焊趾部33由于彈性變形而應(yīng)カ降低，在卸去了全部的載重物的狀態(tài)下應(yīng)カ變?yōu)樽钚?。將該狀態(tài)設(shè)為(C)最小應(yīng)カ狀態(tài)(圖中的帶斜線的圓)。 此時，若將作用于焊接部3的反復(fù)標稱應(yīng)カ范圍設(shè)為AS，則焊趾部33局部的應(yīng)カ從拉伸屈服應(yīng)カσ Y減少Λ σ = ASXKt (其中，Kt為應(yīng)カ集中系數(shù))。之后，每當反復(fù)進行載重物的載貨及卸貨時，焊接部3的焊趾部33在狀態(tài)(b)與狀態(tài)(C)之間轉(zhuǎn)變。然后，基于圖6A，作為情形(2)的變形例，對在焊接結(jié)束后浮體式建造物I (例如，集裝箱船11)下水的情況下的焊接部3的焊趾部33產(chǎn)生的應(yīng)カ和變形的相關(guān)關(guān)系進行說明。在結(jié)束了對焊接部3的焊接的狀態(tài)(a)下，在集裝箱船11下水后的情況下，在焊接部3產(chǎn)生拉伸平均應(yīng)カSmean，焊趾部33達到拉伸屈服應(yīng)カσ Y。將該狀態(tài)設(shè)為(d)拉伸平均施加狀態(tài)(圖中的帶橫線的圓)。而且，從狀態(tài)(d)即使隨著向集裝箱船11裝載載重物，對焊接部3作用外力，僅通過塑性變形的進展，應(yīng)カ保持拉伸屈服應(yīng)カ0￥變成向圖中右方向轉(zhuǎn)移的狀態(tài)(b)。之后，隨著從集裝箱船11卸貨應(yīng)カ減少△ σ，轉(zhuǎn)移到狀態(tài)(C)。以后，每當反復(fù)進行載重物的載貨及卸貨，焊接部3的焊趾部33在狀態(tài)(b)與狀態(tài)(C)之間轉(zhuǎn)變。然后，基于圖6A對情形(I)的情況，即在焊接結(jié)束后進行超聲波噴丸的情況下的焊接部3的焊趾部33產(chǎn)生的應(yīng)カ和變形的相關(guān)關(guān)系進行說明。在結(jié)束了對焊接部3的焊接的狀態(tài)(a)下，當進行超聲波噴丸施工時，在焊趾部33附近形成殘余壓縮應(yīng)カ場35，從而向(e) UP處理結(jié)束狀態(tài)(圖中帶縱線的圓)轉(zhuǎn)移。而且，若向焊接部3施加由載重物的載貨及卸貨引起的反復(fù)應(yīng)カAS，則在最大應(yīng)カ時從由超聲波噴丸導(dǎo)入的壓縮殘留應(yīng)カ向應(yīng)カ增加了 Λσ = ASXKt的狀態(tài)(f) S卩、UP處理后的最大應(yīng)カ狀態(tài)(圖中涂灰色的圓)轉(zhuǎn)移，在最小應(yīng)カ時，從狀態(tài)(f)向應(yīng)カ減少了的狀態(tài)(g)即、UP處理后的最小應(yīng)カ狀態(tài)(圖中帶網(wǎng)線的圓)轉(zhuǎn)移。另外，狀態(tài)(e)和狀態(tài)(g)是在圖中一致的狀態(tài)，為了便于說明，并列進行圖示。而且，每當反復(fù)進行載重物的載貨及卸貨時，焊接部3的焊趾部33在狀態(tài)(f)與狀態(tài)(g)之間轉(zhuǎn)變。此時，因為狀態(tài)(f)及狀態(tài)(g)的應(yīng)カ為負值，焊接部3維持形成有壓縮應(yīng)カ場的狀態(tài)，變?yōu)榱颂岣吡似趶姸鹊臓顟B(tài)。
下面，基于圖6B對情形(3)的情況，即在焊接結(jié)束后進行超聲波噴丸施工的浮體式建造物I (例如，集裝箱船11)下水的情況下的在焊接部3的焊趾部33產(chǎn)生的應(yīng)カ和變形的相關(guān)關(guān)系進行說明。在結(jié)束了對焊接部3的焊接的狀態(tài)(a)下，當進行超聲波噴丸施工時，在焊趾部33附近形成殘余壓縮應(yīng)カ場35，向狀態(tài)(e)轉(zhuǎn)移。之后，當集裝箱船11下水時，在焊接部3作用拉伸平均應(yīng)カSmean，焊趾部33的應(yīng)カ增加σ = SmeanXKt。將該狀態(tài)設(shè)為(h)UP處理后的下水狀態(tài)(圖中帶波線的圓)。而且，當對焊接部3施加載重物的載貨及卸貨引起的反復(fù)應(yīng)カAS時，在最大應(yīng)カ時，從狀態(tài)(h)轉(zhuǎn)移到應(yīng)カ增加了 Λσ / 2的狀態(tài)(f)，在最小應(yīng)カ時，從狀態(tài)(h)轉(zhuǎn)移到應(yīng)カ減少了 Λσ / 2的狀態(tài)(g)。之后，每當反復(fù)進行載重物的載貨及卸貨時，焊接部3的焊趾部33都在狀態(tài)(f)和狀態(tài)(g)之間轉(zhuǎn)變。在此，比較圖6A和圖6B，可以理解為，未進行超聲波噴丸的情形(2)和進行了超聲波噴丸的情形(3)的應(yīng)カΔ σ?guī)缀鯚o差別。即，即使對焊接部3進行超聲波噴丸施工，在焊接部3形成壓縮應(yīng)カ場，也由于之后施加拉伸平均應(yīng)カSmean削減壓縮應(yīng)カ場，降低超聲波噴丸帶來的疲勞強度的改進效果。
下面，基于圖6C對情形(4)的情況、即在焊接結(jié)束后在浮體式建造物I (例如，集裝箱船11)下水后進行超聲波噴丸的情況下在焊接部3的焊趾部33產(chǎn)生的應(yīng)カ和變形的相關(guān)關(guān)系進行說明。在結(jié)束了對焊接部3的焊接的狀態(tài)(a)下，在集裝箱船11下水后的情況下，在焊接部3產(chǎn)生拉伸平均應(yīng)カSmean，焊趾部33達到拉伸屈服應(yīng)カσ Y，轉(zhuǎn)移到狀態(tài)(d)。而且，當進行超聲波噴丸施工向焊接部3導(dǎo)入壓縮殘留應(yīng)カ時，轉(zhuǎn)移到狀態(tài)(e)。當在該狀態(tài)下在焊接部3作用應(yīng)カ振幅AS/2的反復(fù)應(yīng)カ時，在通過最初的載重物的載貨而負載最大應(yīng)カ的情況下通過彈性變形增加△ σ/2轉(zhuǎn)移到狀態(tài)(f)，但是，在通過接下來的載重物的卸貨而負載最小應(yīng)カ的情況下，達到壓縮屈服應(yīng)カ(一 σΥ)，轉(zhuǎn)移到狀態(tài)(g)。然后，在通過載重物的載貨向焊接部3負載最大應(yīng)カ的情況下，通過彈性形變從壓縮屈服應(yīng)カ增加△ σ轉(zhuǎn)移到狀態(tài)(i )。以后，每當反復(fù)進行載重物的載貨及卸貨時，焊接部3的焊趾部33在狀態(tài)(i )和狀態(tài)(g)之間轉(zhuǎn)變。此時，由于狀態(tài)(i)及狀態(tài)(g)的應(yīng)カ為負值，因此，焊接部3維持形成有壓縮應(yīng)カ場的狀態(tài)，成為提高了疲勞強度的狀態(tài)。根據(jù)以上的說明，可以理解為，將構(gòu)造物2焊接于浮體式建造物1，下水后進行超聲波噴丸施工，由此，在浮體式建造物I的構(gòu)造物2的規(guī)定的焊接部3形成有拉伸應(yīng)カ場的狀態(tài)下可以進行超聲波噴丸施工，可以抑制因超聲波噴丸的下水帶來的效果降低。接著，對本發(fā)明的超聲波噴丸施工方法的變形例進行說明。在此，圖7是表示本發(fā)明的超聲波噴丸施工方法的變形例的圖，圖7A表示第一變形例，圖7B表示第二變形例。另夕卜，在各圖中，作為浮體式建造物I采用集裝箱船11。圖7A所示的第一變形例是在上述超聲波噴丸エ序中再將載重物7 (例如，集裝箱)堆裝于浮體式建造物I (集裝箱船11)的狀態(tài)下進行超聲波噴丸施工的情形。這樣，通過堆裝載重物7，可以在集裝箱船11產(chǎn)生最大的浮力，可以對焊接部3有效地產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。另夕卜，這里圖示了堆裝了全部載重物7的情況，也可以在只堆裝了一部分的載重物的狀態(tài)下進行超聲波噴丸施工。圖7B所示的第二變形例是在上述超聲波噴丸エ序中通過調(diào)整載重物7的裝載位置及裝載重量來調(diào)整在浮體式建造物I (集裝箱船11)產(chǎn)生的浮力的情形。在此，在船頭、船體中央及船尾三處堆裝載重物7，在船頭和船體中央之間及船體中央和船尾之間的甲板12上產(chǎn)生最適當?shù)睦鞈?yīng)力。另外，雖然未圖示，但也可以在船頭和船尾堆裝載重物7，在船體中央的甲板12上產(chǎn)生最適當?shù)睦鞈?yīng)力。這樣，通過調(diào)整載重物7的裝載位置及裝載重量可以調(diào)整在浮體式建造物I產(chǎn)生的浮力，可以在甲板12上特定的焊接部3或船底或船艙內(nèi)的焊接部3產(chǎn)生最適當?shù)睦鞈?yīng)力。另外，載重物7并不限定于集裝箱，也可以是燃料或壓艙水。在上述的實施方式中，對作為浮體式建造物I適用集裝箱船11的情況進行了說明，但本發(fā)明并不限定于此，也可以適用于蛾型LNG船、綜合貨物船、散裝貨輪、VLCC油輪等其它形式的船舶、海上設(shè)備、半潛水式又浮游式鉆機、建造中臨時下水的著底式海上構(gòu)造物等。在此，圖8是表示本發(fā)明其它實施方式的浮體式建造物的圖，圖8A表示蛾型LNG船的上面圖，圖8B表示綜合貨物船的上面圖。圖8A所示的蛾型LNG船18具備多個球形容器18a。因此，在蛾型LNG船18的船體形成有用于載置球形容器18a的開ロ部。在該蛾型LNG船18的情況下，通過在下水后進 行超聲波噴丸施工也可以有效地提高疲勞強度。圖SB所示的綜合貨物船19具備多個開ロ部19a、開閉開ロ部19a的艙ロ蓋19b。在該綜合貨物船19的情況下也通過在下水后進行超聲波噴丸施工，由此，可以有效地提高疲勞強度。另外，雖然未圖示，但散裝貨輪或VLCC油輪等也可以形成與集裝箱船11或綜合貨物船19實質(zhì)上相同的方式。另外，在上述實施方式中，對在船體具有開ロ部的船舶進行了說明，但本發(fā)明并不限于該船舶，也可以是在陸地上或不產(chǎn)生浮力的場所建造的浮體式建造物，只要是在其甲板等船體焊接規(guī)定的構(gòu)造物也可以是無開ロ部的船舶。本發(fā)明并不限于上述的實施方式，在不脫離本發(fā)明的意g的范圍內(nèi)可以進行各種變更。
權(quán)利要求
1.一種超聲波噴丸施工方法，通過用超聲波加振的銷對浮體式建造物與焊接于該浮體式建造物的構(gòu)造物的焊接部施加沖擊，從而提高所述焊接部的疲勞強度，其特征在于，具有 將所述構(gòu)造物焊接安裝于所述浮體式建造物的構(gòu)造物焊接工序； 使安裝有所述構(gòu)造物的所述浮體式建造物下水的建造物下水工序； 對產(chǎn)生有浮力的狀態(tài)下的所述浮體式建造物的所述焊接部進行超聲波噴丸施工的超聲波噴丸工序。
2.如權(quán)利要求I所述的超聲波噴丸施工方法，其特征在于， 所述超聲波噴丸工序是在將載重物堆裝于所述浮體式建造物的狀態(tài)下進行施工。
3.如權(quán)利要求2所述的超聲波噴丸施工方法，其特征在于， 通過調(diào)整所述載重物的裝載位置及裝載重量來調(diào)整所述浮體式建造物產(chǎn)生的浮力。
4.如權(quán)利要求2所述的超聲波噴丸施工方法，其特征在于， 在所述構(gòu)造物焊接工序之后具有進行覆蓋所述焊接部的臨時涂裝的焊接部臨時涂裝工序。
5.如權(quán)利要求4所述的超聲波噴丸施工方法，其特征在于， 在所述超聲波噴丸工序之前具有剝離所述臨時涂裝的臨時涂裝剝離工序。
6.如權(quán)利要求I所述的超聲波噴丸施工方法，其特征在于， 在所述超聲波噴丸工序之后具有進行覆蓋所述焊接部的涂裝的焊接部涂裝工序。
7.如權(quán)利要求I所述的超聲波噴丸施工方法，其特征在于， 所述浮體式建造物為在甲板具有開口部的船舶。
8.如權(quán)利要求7所述的超聲波噴丸施工方法，其特征在于， 所述構(gòu)造物為焊接于所述開口部的周邊的艤裝品。
9.一種浮體式建造物，其具有通過焊接安裝的構(gòu)造物，其特征在于， 利用權(quán)利要求I 8中任一項所述的超聲波噴丸施工方法，對該浮體式建造物與所述構(gòu)造物的焊接部進行超聲波噴丸施工。
全文摘要
一種超聲波噴丸施工方法，對浮體式建造物(1)和焊接于浮體式建造物(1)的構(gòu)造物(2)的焊接部(3)通過用超聲波加振的銷(4)施加沖擊，從而提高焊接部(3)的疲勞強度，具有建造浮體式建造物(1)的建造物建造工序；將構(gòu)造物(2)焊接安裝于浮體式建造物(1)的構(gòu)造物焊接工序；使安裝有構(gòu)造物(2)的浮體式建造物(1)下水的建造物下水工序；對產(chǎn)生有浮力的狀態(tài)下的浮體式建造物(1)的焊接部(3)進行超聲波噴丸施工的超聲波噴丸工序。
文檔編號B63B9/06GK102844147SQ20118001907
公開日2012年12月26日 申請日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
發(fā)明者毛利雅志, 岡田哲男, 出口貴則, 下田太一郎, 原純哉, 稻村文秀, 加野大地, 福岡哲二, 小汐啟介 申請人:Ihi海洋聯(lián)合株式會社, 川崎重工業(yè)株式會社, 三井造船株式會社