巨型的轮船建造的时候是由很多大型模块拼接起来的吗？如何保证接缝处的密闭性能？
想象一下，一艘能承载数千名乘客或装载数十万吨货物的超级巨轮，它并非像你我组装家具那样从头开始一点点堆砌。那样效率极低，而且对精度和现场条件的要求会非常苛刻。取而代之的是一种高度工业化、流程化的方式——分段建造和模块化建造。
模块化的诞生与必要性
早期的船舶建造，或许更接近于我们所理解的现场组装。但随着船舶尺寸的不断扩大，以及对建造效率和质量的更高追求，分段和模块化建造应运而生，并逐渐成为主流。
效率的飞跃： 将庞大的船体分解成相对较小的、可控的模块，可以在不同的车间或船坞并行建造。这意味着可以同时进行几十甚至上百个模块的建造工作，大大缩短了整体的建造周期。
质量的保证： 在受控的厂房环境中进行模块的建造，可以更好地控制焊接质量、设备安装精度以及涂装效果。这些在露天、风吹日晒的现场环境中是难以实现的。
成本的优化： 高效的建造流程和集中的物料采购，能够显著降低生产成本。同时，更短的建造周期也意味着更快的资金周转。
技术与安全的结合： 许多复杂的系统，例如动力装置、生活区、导航系统等，都可以预先在模块内集成安装，并进行初步测试。这不仅提高了安装效率，也使得一些高风险的作业可以在地面上更安全地完成。
巨型模块的模样
这些“零件”可不是你我常见的普通大小。它们可以是：
船体分段： 例如，一艘巨轮的船首、船尾、中间的几个大型舱段，每一个都可能重达数千吨。这些分段包含了船体结构的主要部分，如龙骨、肋骨、纵骨、船壳板等。
上层建筑模块： 包括驾驶台、生活区（客舱、餐厅、娱乐区）、甲板作业区等。这些模块可能已经集成了内部装修、舱室布置、管道和电缆敷设等。
设备模块： 例如，整个的动力舱，里面已经安装好了主机、发电机组、锅炉等核心设备，并且连接好了大部分的管系和电缆。
建造过程的描绘
1. 设计与分解： 工程师首先会根据船舶的设计图纸，将整个船体和上层建筑分解成几十甚至上百个模块。这个分解过程非常讲究，既要考虑结构上的合理性，也要考虑吊装、运输和后续对接的便利性。
2. 车间制造： 每个模块都可以在专门的车间里进行建造。在这里，巨大的钢板会被切割、弯曲，然后通过高精度的焊接设备进行连接。内部的舱壁、甲板、平台、管系、电缆桥架等也会在这个阶段同步安装。一些预制好的设备也会在这个时候被精准地安装到位。
3. 模块总装： 一旦一个模块建造完成并达到了质量标准，它会被巨大的龙门吊或浮船坞吊起，然后运往船台或干船坞。在这里，各个模块会根据预定的顺序，被精确地定位并焊接在一起。这个过程就像在拼一个超大型的3D拼图。
4. 对接与集成： 当所有的模块都被连接成一个完整的船体后，接下来就是将各个模块之间预留的管线、电缆等进行连接和集成。这是一个非常细致且庞大的工程，需要大量的技术人员协同工作。
如何保证接缝处的密闭性能？
接缝处的密闭性是船舶建造中最关键、也是最严谨的一环，尤其是在巨大的模块拼接处。它直接关系到船舶的结构强度、防水性能以及抵御海浪侵蚀的能力。这背后是一整套复杂且精密的工艺和严格的质量控制。
1. 高精度对接与预留间隙：
精确的测量与定位： 在模块建造和吊装过程中，会使用激光跟踪仪、全站仪等高精度测量设备，确保每个模块的对接边缘都处于设计要求的误差范围内。
预留焊接间隙： 并非是让模块的对接边缘严丝合缝，而是会根据焊接工艺和材料的特性，预留精确的焊接间隙。这个间隙的宽度直接影响到焊接时焊材的填充量和焊缝的强度与密闭性。过小容易导致焊接不透，过大则需要填充更多焊材，增加成本和变形风险。
2. 先进的焊接技术：
自动焊接与半自动焊接： 在模块的对接处，尤其是船体结构的关键接缝，会广泛使用自动化或半自动化的焊接设备，如埋弧焊、药芯焊丝电弧焊（FCAW）、气体保护焊（GMAW）等。这些设备能够提供更稳定、更均匀的焊接质量，减少人为因素的影响。
高质量焊材的选择： 根据船舶钢材的种类和对接部位的受力情况，会选择与之匹配的高强度、高韧性焊材。焊材的化学成分和物理性能都经过严格的控制。
分层分道焊接： 对于厚重的钢板，一次性焊接往往难以保证焊缝的质量和内部的致密性。因此，会采用分层、分道的方式进行焊接，每一层焊缝都有其特定的焊接参数和要求，以避免产生气孔、夹渣等缺陷。
3. 严格的焊缝检测与质量控制：
外观检查： 这是最基础的检查，检查焊缝表面是否有裂纹、气孔、咬边、未焊透等缺陷。
无损检测（NDT）： 这是确保密闭性的关键。常用的无损检测方法包括：
射线探伤（RT）： 利用X射线或伽马射线穿透焊缝，通过底片上的影像来判断焊缝内部是否存在夹渣、气孔、裂纹等缺陷。这是检测焊缝内部缺陷最常用的方法之一。
超声波探伤（UT）： 利用超声波在材料中的传播和反射特性，来探测焊缝内部的缺陷。这种方法可以检测到射线探伤难以发现的缺陷类型，并且能对缺陷进行定位和尺寸估测。
磁粉探伤（MT）/渗透探伤（PT）： 主要用于检测焊缝表面的裂纹和疏松等表面缺陷。当对接处需要极高的表面密闭性时，这些方法尤为重要。
力学性能试验： 在建造过程中，会从焊接区域取样进行拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等，以验证焊缝的强度、韧性和塑性是否符合设计要求。
水密性试验： 在所有连接完成后，会对船体或特定舱室进行水密性试验。通常是通过注水或在舱室内加压空气，然后观察是否有渗漏。这是最终检验密闭性能的最直接手段。
4. 密封材料的应用：
密封胶与垫圈： 除了焊接本身提供的结构密闭性外，在一些非承重或需要二次密封的接缝处，也会使用高性能的密封胶或橡胶垫圈。例如，在甲板与围壁的连接处、门窗的安装处等。这些材料能够补偿微小的尺寸偏差，并提供额外的密封层。
总而言之，巨型轮船的模块化建造，是一项精密的系统工程，每一个环节都凝聚着人类智慧和工业的结晶。而接缝处的密闭性能，更是通过科学的设计、先进的工艺、严格的检测以及对细节的极致追求来共同保证的，绝非简单的“粘合”就能完成。
网友意见
尽管我们生活在21世纪，任何大型金属结构的要害仍然是位于结构的连接点！无论是船、飞机、车辆还是火箭都是如此。两张连接起来的板子不可能强于一张一次性合成的板子。
关于焊接：（1）保守为上，你不能完全相信现场的焊接结果。（2）即使焊接材料比母材料强，交界线上的母材料在焊接后依然会弱化。切记！
自从19世纪的欧美人开始用钢铁制造船体后，船舶制造的历史中总共出现过两种板块连接方法：
1. 焊接（welded）基本上是当今船舶业唯一使用的部件/模块连接方法（完全替代了铆接riveted），同时也用于陆地建筑。相比铆接（riveted），焊接的优点是速度快，现代焊接技术质量也更加可靠。相比螺栓（bolted）连接，焊接的优点是不渗水，其过程会将焊接部位完全封死。焊接的缺点是不易拆，拆除时必须炸掉或者切掉，损坏原材料的重用性。焊接方法存在许多种，其中包括：SMAW, GTAW, GMAW, FCAW, SAW, ESW。在造船业，当今最普遍的焊接方式是電弧焊。
（上图是激光焊LBW的原理）
2. 铆接（riveted）在二战之前的船舶建造上普遍应用，现在已经过时了。在二战之前的船舶建造中，铆钉塞进孔的时候是热的发光的，处于半熔化状态（比较软），塞进孔里之后会迅速把孔里的空隙都堵住。因此，铆接（riveted）不渗水，而螺栓连接（bolted）会渗水。尽管在船舶业淘汰，现代飞机制造依然在使用铆接，但是现代飞机的铆接与二战前的船舶铆接有很大区别。由于需要减轻空重，飞机材料大部分采用的是铝（aluminum）和复合材料（composites）。铝不容易焊接，而复合材料不能焊接。考虑飞机也必须得防水，铆接是飞机建造的最佳选择。怕离题，回到船：
铆接为什么被船舶业淘汰呢？除了建造速度慢以外，二战前的铆接（riveted）船体结构可以比喻成一块苏打饼干，而以现代焊接（welded）技术建造的新泰坦尼克号可以被比喻成一块橡皮泥。
（手不是我的）
电影《泰坦尼克》和《从海底出击》里铆钉在极强的水压下从钢板里弹出来的剧情是不会在现代船只上发生的（因为现在不用铆钉了）！简单说，以现代技术焊接的船体更靠谱。
当然，还存在第三种钢铁结构连接方法，那就是螺栓连接（bolted）。由于容易渗水和渗水后导致的生锈，螺栓连接（bolted）仅用于“非船体”部件，例如船上/海洋平台上的起重机等外加设施。螺栓连接（bolted）大多只用于陆地建筑（楼房、桥梁、起重机、船舶/海洋平台甲板上安装的设施）。螺栓连接的结构容易拆，但是不防渗水，螺栓本身也容易生锈（水可以堆积在螺栓的槽里）。
今天大家所能见到的大型船舶建造方式是将船体模块/分段化，然后在干船坞或者地面上像搭积木一样将船体组装起来。中国大陆地区对“模块”的行内称呼是“分段”：
当然，船体的模块化制造实际上是在第二次世界大战的紧急战争需求下逼出来的建造方式，直到二战结束后模块化建造才被全世界通用。最早的木制船和钢铁船都是以效率较低的“顺着龙骨向上搭”模式建造出来的。
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