沥青船内胆式独立液货舱一次定位安装

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  (大连中远船务工程有限公司 辽宁 大连 116113)
  摘 要:研究了独立液货舱和货舱管系、舾装完整性建造方法、建造过程中的精度控制要求,使独立液货舱能在货舱中一次定位安装的问题。管系单元、舾装件在分段和独立液货舱吊入货舱后分批安装,独立液货舱外绝缘在独立舱吊装前完成,独立液货舱和货舱双层底分段同步建造,对支撑点处精度同步测量控制,使独立液货舱一次吊装定位于永久支撑上, 实现了独立液货舱的正确安装。
  关键词:独立液货舱;管系单元;舾装完整;精度控制;一次定位
  独立液货舱目前被大多数沥青运输船采用,其优点在于沥青热损失、船体结构对温度影响和耐腐蚀方面都优于整体液货舱型式。独立液货舱需要单獨制作、安装,其所用时间,在整个沥青船的建造周期中占有很大比例,因此如何提高独立液货舱的制作精度、预舾装率,减少独立液货舱的整体重量、起吊钩数和时间,以及简化其安装流程,与船体结构建造保持协调、同步性,对于整个船舶的建造成本来说至关重要。
  1 独立液货舱安装概述
  以我司建造12000DWT沥青船为例,本船4个货油舱内各设置1个独立液货舱(见图1),为了节省船台周期,船体结构和独立液货舱在不同场地同时进行分段建造,即船体底部和舷侧边压载舱分段在船台总组、搭载时,独立液货舱分段同时在另一场地进行总组、搭载、预舾装,等独立液货舱的舱内管系、舾装、通风和舱外油漆、保温绝缘完全结束,且船体底部、横舱壁和左右舷侧分段(含其上预舾装件)也全部搭载结束后,将独立液货舱进行整体吊装进舱,4个独立液货舱中单舱起吊重量最大的达到359.1吨,单舱舱底支撑垫块数量最多的为268块,舱底为V型结构(船舯低,两舷高),垫块底座内部需打磨干净不准存在油漆、清洁干净不准有细小杂物,同时清洁树脂垫块和钢质垫块表面,不能有污物和灰尘存在,支撑钢质垫块与独立液货舱底的平均接触比率不得小于70%,独立液货舱与船体舱底横向、纵向制动块和货油舱顶部止荡块的安装间隙必须保证2~4mm公差要求,根据IACS规则GC6中对独立液货舱与周边结构最小距离的要求,本船每个独立液货舱与前后端横舱壁的距离为750mm,与左右舷侧边压载舱纵舱壁的距离为750mm,吊装过程中必须保证人员的在间隔内的可操作空间和独立液货舱外的保温绝缘材料不被刮损。
  通常独立液货舱的安装定位是分先后二次进行吊装进舱的,即在独立液货舱吊装前先在舱底做好临时支撑,等独立液货舱制作完毕后,将独立液货舱吊至舱底并坐落在临时支撑上首次定位后,再实际测量每块支撑块处船体舱底水平桁面板顶部与独立液货舱舱底的间隙,根据实际测量数值进行每块钢质垫块的加工和研配,钢质垫块加工好后,有序对称的将每个临时支撑以每次切割10mm进行下降并在每下降一次核查一下间隙,对于变化较大的需要重新测量间隙和重新加工钢质垫块,直至独立液货舱完全坐落在钢质垫块上,这种做法的好处是可以根据船体底部结构和独立液货舱底部实际制造状态通过现场调整钢质垫块的厚度来达到接触比率的要求,对前期船体底部结构和独立液货舱的制作精度控制要求不高,有利于结构施工,对施工者要求较低,但这种做法会占用船台很多时间,吊的占用时间也多,而且由于施工跨度时间长,导致天气对实际作业影响很大,如果遭遇环境温度较大的变化,船体自身正常的热胀冷缩等变形会造成钢质垫块测量和研配的重复劳动,在切割零时支撑时产生的铁屑很容易进入支撑块间隙中,增加了保持支撑块内清洁度的难度,在独立液货舱完全就位后,舱底将形成较低的遮盖工作区域,舱内切割铁屑、临时支撑碎块的清理需要完全用人来转运到舱外,工作环境恶劣、危险性高,需要布置大量风带进行通风及通电照明,对船厂的动力能源使用较多、增加了建造成本。
  2 独立液货舱一次定位制作、安装
  鉴于以上二次定位安装独立液货舱的特点,为了缩短建造周期、简化施工流程、改善工作环境,特地组织调研小组到其他沥青船的施工现场实船考察、研究、技术交流,最后经过技术与制造部门共同讨论,制订了严格可行的一次定位方案,编制了独立液货舱和船体底部结构的制作和精度控制工艺,在船底分段和独立液货舱制作过程中对每个支撑垫块位进行编号:Axx-P/S、Bxx-P/S、Cxx-P/S、Dxx-P/S、Exx-P/S……,对其实际制作尺寸与理论值进行对比记录,出现超出精度要求的位置,及时进行调整,全程密切跟踪和管控,并形成实际制作数值的表格记录。在所有船底分段、横舱壁和舷侧分段搭载结束后,再对以上数值进行测量记录,对超标位置进行调整,最后根据理论要求及船底、独立液货舱的实际测量数据,计算出每个支撑块处钢垫的加工尺寸,然后进行垫块底座、树脂垫块、钢垫的安装,进行独立液货舱的一次性定位吊装,独立液货完全坐落在钢垫上后,先拆掉吊钩,对每个钢垫与独立液货舱底部的间隙进行测量,如果接触没有达到70%以上,再把独立液货舱微微吊起15~20mm,对不合格钢垫进行替换后,最后将独立液货舱完全定位。
  2.1 独立液货舱一次定位施工条件
  全船舱底、舷侧、横舱壁全部合拢结束,相关结构定位尺寸合格并报验结束;固定垫底座安装结束,或划线结束,独立液货舱底支撑面垫块位置划线结束;货舱底需给出至少4个测量基准点,要求误差小于0.5mm;独立液货舱底需在每列垫块位置给出测量基准点,要求误差小于0.5mm;船体结构相关的焊接、火工工作全部结束。
  2.2 船体和独立液货舱结构测量及校正
  全船舱底全部合拢成型后,按照船体结构图纸中尺寸进行舱底部垫块支撑横梁面板的测量,沿船长前后定位尺寸与理论值偏差≤10mm。根据垫块安装图,对每个货舱舱底横梁面板上从前向后、从左至右按照垫块安装的位置,对垫块安装位置的标记并制成表格,以备以后记录测量数据;按照结构图纸在垫块安装区域同一面内横梁上表面均布确定至少4个基准点,基准点误差不大于0.5mm, 且作保留,利用相邻基准点拉线校正各垫块处横梁面板上表面高度。两个基准点之间垫块处横梁面板上表面高度偏差在2mm以内,确保垫块安装后其底面在一个相对面内,垫块处横梁面板上表面校正可加支垫,小量可割换,焊缝凸起磨平。   在独立液货舱成型后,按照其结构图纸中尺寸进行液货舱底部垫块支撑横梁面板的测量,沿船长前后定位尺寸与理论值偏差≤10mm。根据垫块安装图,对每个罐底横梁面板下从前向后、从左至右按照垫块安装的位置,对垫块安装位置的标记,标记与舱底横梁面板上的标记保持对应一致,并制成表格,以备以后记录测量数据;按照结构图纸在垫块安装区域同一面内横梁下表面找出与舱底位置对应一致的基准点,且作保留,利用相邻基准点拉线校正各垫块处横梁面板下表面高度。两个基准点之间垫块处横梁面板下表面高度偏差在2mm以内,确保垫块安装后其顶面在一个相对面内,垫块处横梁面板下表面校正可加支垫,小量可割换,焊缝凸起磨平。根据船体舱底支撑横梁上垫块底座的位置确定独立液货舱下对应垫块安装的位置,确保每塊垫块安装后全部处在独立液货舱底横梁面板下,并在每块垫块安装位置留有基准点,基准点误差不大于0.5mm。
  2.3 垫块底座及垫块安装
  树脂垫块安装前由另一支测量队伍,按照2.2中内容对船体舱底横梁垫块支撑面校正后结果进行复检测量,根据以前所给基准点进行找正,要求误差小于0.1mm,每一垫块区域进行测量,要求测量误差小于1mm,测量后填表记录。每测量20个垫块需按基准点进行重新找正,找正后再重新开始测量,最终找正误差不得大于0.2mm。
  按照2.2中内容对独立液货舱底横梁垫块支撑面校正后结果进行复检测量。检查独立液货舱底横梁支撑面平面度;以每列的艏、艉基准点为准拉钢线,端部按要求挂弹簧称并拉紧。测量每个垫块处横梁下平面距钢线高度,注意钢丝下垂量,测量填表记录。
  根据现场测量船体舱底及独立液货舱底的数据计算出每个钢质调整垫块的厚度,计算后核对每个钢质调整垫块厚度不得超差(不得小于15mm),并按照各自的标记进行记录。钢制调整垫块加工成品后,先将3层树脂垫块按照顺序安装,最上层的钢质调整垫块按各自标记编号进行安装,必须保证每层垫块之间贴实(见图2)。
  2.4 独立液货舱吊装
  吊装前确保独立液货舱外保温棉结束,舱底油漆全部结束,罐体横梁下表面清理干净,垫块底座内没有喷涂到油漆(否则脱漆),将底座内清洁干净。
  吊装时必须按照图纸设计要求安装到位,特别是前后左右的位置,必要用千斤顶或用葫芦安装到位;检查罐底横梁面板是否在垫块底座范围内,避免错位;对安装到位的罐体进行前后左右的固定,采用烧临时码固定。
  独立液货舱落稳后,撤掉所有零时固定工装;待其安装24小时后,检查各钢质调整垫块上现与罐体底间隙,要求0.5mm塞尺至少有一处不能通过;对不合格垫块进行测量,如不合格垫块数量超过30%,对不合格钢质调整垫厚度重新测量,将数据上交工艺员重新加工;微吊起吊起独立液货舱将重新加工的钢制调整垫块对号安装到位,再落下独立液货舱并进行封固;48小时后进行上述检查,直到合格后进行交验。
  3 独立液货舱舾装要求
  为了达到以上一次定位安装的效果,从设计开始就结合公司自身的制造场地能力和起重能力进行分段、管系单元、舾装件安装顺序的合理制定,本船通过三维模型进行设计,模型建立后对结构、管系、舾装件的重量进行了计算,在根据分段阶段、总组阶段、船台阶段的起吊能力,将管系和舾装分成分段安装、总组安装和船台安装三个阶段,并充分考虑独立液货舱顶部与甲板的连接安装事项,其上止荡块在甲板分段搭载后进行安装,货油舱口盖在设计初期设计成甲板与独立液货舱为软连接,并根据以后吊装和施工空间要求对独立液货舱周围安装在横舱壁和纵舱壁上管系及舾装件的布置做了严格控制;考虑公司实际起吊能力,对独立液货舱内管系和舾装的重量进行严格控制,一些大型安装在独立液货舱内的舾装件和管件,在衡量起吊重量后,都是预先设计成可以从货油舱舱口盖吊进舱内的尺寸在独立液货舱完全定位后在进行船台阶段安装,甚至舱外的保温材料都通过对多个厂家的产品进行比较后筛选,最后选厚度为50mm、密度为96kg/m3最薄最轻的,保温材料玻璃丝布外的镀锌板由于重量较重,都改用镀锌钢丝网,经过全面的考虑和设计最终达到了符合双吊联抬起吊独立液货舱重量的要求,吊装过程中没有发生任何刮碰的安全保证。
  4 结论
  近年来,国内石油沥青的消费量在不断扩大。
  国家大力支持道路交通建设,同时,城镇化进程的不断推进也有利于带动沥青的消费。缩短沥青船建造周期,降低建造成本,是沥青运输公司青睐的方向。
  本文论述的一次定位安装独立液货舱的方法,不仅节省了在船底做大量顶撑装置的时间和费用,而且为独立液货舱内管系单元、舾装件、通风的安装以及使舱内外油漆、舱外保温绝缘材料的作业时间提前很多,使船体结构和独立液货舱建造同步进行、节拍完成,对于沥青船而言船台周期大幅缩短。最终本船建造总周期为10个半月,创下了当时公司首制船建造周期最短记录。
  参考文献:
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  作者简介:
  梁慧君(1979.7.28— ),男,籍贯:山西省原平市,学历:本科学士,职称:工程师,研究方向:船舶与海洋工程设计建造。单位:大连中远船务工程有限公司;
  孙伟(1977.3.27— ),男,籍贯:辽宁省北票市,学历:本科学士,职称:助理工程师,研究方向:船舶与海洋工程设计建造。单位:大连中远船务工程有限公司。
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