VLCC改裝為FPSO過程中管路支架問題及處理情況

楊俊東，李杰峰

(中船澄西船舶(廣州)有限公司，廣東 廣州 511462)

VLCC改裝為FPSO過程中管路支架問題及處理情況

楊俊東，李杰峰

(中船澄西船舶(廣州)有限公司，廣東 廣州 511462)

文章總結(jié)了CDM/CDS在VLCC改裝為FPSO過程中管路支架設(shè)計及施工過程中遇到的問題及注意事項(xiàng)，如支架反面加強(qiáng)、支架應(yīng)力校核、支架干涉、支架功能選擇等問題，并列舉了部分案例及對應(yīng)的處理方法，供參考。

FPSO改裝；支架反面加強(qiáng)；支架功能；現(xiàn)場干涉

FPSO改裝工程是一項(xiàng)復(fù)雜龐大的工程，其中有大量的管路需要換新、改造、新增。本文主要針對公司完工的CDM/CDS改裝項(xiàng)目中出現(xiàn)的支架類問題做一個全面總結(jié)分析。希望為后續(xù)項(xiàng)目提供借鑒，并使此類問題得到改善。

1 管路支架問題綜述

1.1 管路支架反面加強(qiáng)問題

按照該項(xiàng)目支架標(biāo)準(zhǔn)，大于152.4 mm的管路支架，其反面無骨材等強(qiáng)受力構(gòu)件，必須在對應(yīng)的結(jié)構(gòu)位置上做局部補(bǔ)強(qiáng)處理(見圖1)。該類問題大多集中發(fā)生在大艙和泵艙區(qū)域，主要包括大艙區(qū)域的雙層底結(jié)構(gòu)上的支架，泵艙區(qū)域前壁和后壁的支架。造成上述問題的原因是區(qū)域內(nèi)結(jié)構(gòu)骨材在結(jié)構(gòu)反面，由于空間上的隔斷，現(xiàn)場施工時容易忽視；另外一個原因，由于復(fù)原的三維結(jié)構(gòu)模型無法精細(xì)到與實(shí)際一致，在模型里結(jié)構(gòu)反面有骨材，而現(xiàn)場實(shí)際卻不一致。

該類問題的解決一般有幾種方式：一是按要求增加反面加強(qiáng)；二是通過強(qiáng)度計算證明結(jié)構(gòu)受力滿足要求，無需增加加強(qiáng)；三是移動支架落到框架骨材上。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況酌情處理。

圖1 典型的支架反面加強(qiáng)示意圖

1.2 管路支架應(yīng)力校核問題

在FPSO上，部分管路需要做應(yīng)力分析，以校核管路受力是否滿足要求，對應(yīng)的支架形式都是通過校核后確定的，但是設(shè)計人員設(shè)計的支架圖紙與應(yīng)力計算要求的不一致。比如某段管子在端部需要一個固定支架，在中間需要幾個導(dǎo)向型支架，而實(shí)際上，支架圖紙全部用了固定型支架。這樣就導(dǎo)致了管道應(yīng)力計算不合格。造成的原因是支架工程師對管線應(yīng)力校核工作不熟悉；應(yīng)力工程師與支架工程師溝通不到位；圖紙?jiān)谛忞A段缺少應(yīng)力工程師的校審。因此對于涉及到應(yīng)力管道的支架，應(yīng)增加應(yīng)力工程師的校核工作。

1.3 露天支架積液位置排水問題

在該項(xiàng)目中，由于需要設(shè)置大量強(qiáng)受力支架，這類支架一般都增加了大量的肘板、斜撐等部件用于加強(qiáng)支架自身的強(qiáng)度，因此大多存在容易積液的位置。支架布置在露天區(qū)域時，需要考慮積液排除的問題，避免積液長期存在引起支架腐蝕等問題。一般情況下，均需要在最低點(diǎn)增加排水孔，同時在開孔時需要注意支架本身開孔與焊縫干涉的問題，盡量避開焊縫。

1.4 支架干涉問題

支架干涉的問題主要存在如下幾種情況。

1)管路焊縫剛好落在支架上，在管路長期運(yùn)行中容易導(dǎo)致焊縫泄漏，不滿足要求。

2)支架墊板焊縫落在結(jié)構(gòu)件的對接焊縫上引起干涉，無法滿足船檢要求。

3)支架墊板與穿艙件等周圍構(gòu)件干涉，無法焊接。

4)支架與其他構(gòu)件在模型里不干涉，但是距離太近，現(xiàn)場施工精度問題引起干涉。

5)支架本身無干涉情況，但是由于施工順序問題，該區(qū)域已經(jīng)無法進(jìn)行熱工作業(yè)，而支架需要焊接，引起的熱工作業(yè)干涉問題。

1.5 支架U型碼選擇區(qū)分

在船東FPSO支架規(guī)格書中，U型碼按功能不同，分成6種類型，包括：UB011、UB012、UB531、UB532、UB931、UB932，對應(yīng)的功能及描述如圖2所示。

由于U型碼型式雷同，在設(shè)計過程中，很容易由于疏忽導(dǎo)致這類U型碼混淆使用。如把導(dǎo)向型和固定型混淆，結(jié)果造成了支架功能的改變；如部分圖紙上標(biāo)注了導(dǎo)向型支架，但是對應(yīng)的固定螺栓只畫了4個，而不是6個，無法調(diào)節(jié)2 mm的安裝間隙，誤導(dǎo)了現(xiàn)場施工人員；如部分現(xiàn)場施工人員安裝時沒有安裝聚四氟乙烯墊板作為導(dǎo)向功能，或者錯誤安裝了氯丁橡膠墊板達(dá)不到導(dǎo)向功能等。聚四氟乙烯有良好的潤滑性，氯丁橡膠有好的彈性，但潤滑性能差。

2 管路支架問題典型案例及解決方案

2.1 案例1：消防管支架反面加強(qiáng)問題

消防泡沫間的消防主管上布置有一排支管及閥件、儀表等，在管路設(shè)計階段并沒有考慮該處結(jié)構(gòu)是否滿足強(qiáng)度要求，設(shè)計的支架反面均沒有增加反面加強(qiáng)。在完工之后ABS報驗(yàn)階段，船檢提出了疑問，并要求增加支架反面加強(qiáng)。由于該區(qū)域下方為油艙已經(jīng)準(zhǔn)備注油，且搭架已經(jīng)拆除，因此從項(xiàng)目進(jìn)度考慮做反面加強(qiáng)已經(jīng)來不及。

解決方案：該問題考慮通過強(qiáng)度校核來驗(yàn)證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否滿足要求，如滿足要求則不需要做反面加強(qiáng)。首先是通過管道應(yīng)力計算得出支架受力載荷，并反饋給結(jié)構(gòu)專業(yè)，由結(jié)構(gòu)專業(yè)進(jìn)行該區(qū)域局部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算，通過計算得出結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足規(guī)范要求，問題得以解決，計算模型及受力分析示意圖如圖3所示。

圖2 U型碼分類

圖3 計算模型及受力分析示意圖

2.2 案例2：支架積液位置保留排水孔問題

該案例支架為大型組合支架，承受載荷大，需要增加斜撐作為加強(qiáng)，在斜撐和主支撐連接處形成了積水死角，且布置在甲板面露天區(qū)域，非常容易存留積水。由于斜撐的端部需要插入工字鋼，凹槽內(nèi)進(jìn)行連續(xù)焊接以保證支架的強(qiáng)度。如果斜撐端部不提前開流水孔，在焊接完成后再開流水孔會破壞已經(jīng)焊好的焊縫連續(xù)性，在船舶運(yùn)行中容易發(fā)生裂紋。該案例流水孔是對斜撐端部2個直角分別進(jìn)行倒角，然后通過包角焊進(jìn)行焊接，從而既留出了流水孔，也保證了焊接質(zhì)量。

2.3 案例3：支架干涉問題

甲板區(qū)域某支架有2個斜撐，在模型里干涉檢查均不碰撞，但是現(xiàn)場安裝時發(fā)生碰撞無法施工，見圖4。其中左側(cè)的斜撐與模塊支撐發(fā)生接觸；右側(cè)斜撐的墊板與旁邊船艙件腹板發(fā)生干涉。方案一為左側(cè)的斜撐向下降低，右側(cè)的斜撐墊板往前移動避開腹板。但是由于現(xiàn)場原因沒有及時按該方案施工，導(dǎo)致方案一無法執(zhí)行，原因是該支架斜撐落在泄放艙艙頂甲板上，而泄放艙已經(jīng)完成特涂，如果焊接斜撐會破壞特涂油漆。最后確定了修改方案，把左側(cè)的斜撐通過門型梁跨過泄放艙，然后斜撐焊接在門型梁上方；右側(cè)斜撐加長并跨過泄放艙。如圖5所示。

圖4 某支架斜撐干涉點(diǎn)示意圖

圖5 支架最終修改方案示意圖

3 結(jié)束語

海工改裝項(xiàng)目一般情況均是舊船改造，而舊船是按照船舶標(biāo)準(zhǔn)制造，當(dāng)改裝為海工船后對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)也需要提高。具體到管路支架，應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注：新加支架對原有結(jié)構(gòu)載荷的影響，大量密集支架與結(jié)構(gòu)焊縫之間的干涉檢查，重要管線支架類型必須符合應(yīng)力校核的要求，大型支架本身強(qiáng)度要求高，相對更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)會帶來其他額外的問題。

Based on CDM & CDS converted project,the problem and solution are expounded for supports during the design and construction of conversion from VLCC to FPSO, such as: backer for supports, stress checking,clash, function of supports, and illustrate the some cases as reference.

FPSO convertsion；backer for supports；function of supports；clash on site

楊俊東(1982-)，男，山西太原人，工程師，碩士，主要從事船舶及海洋工程設(shè)計工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.06.012

2016-06-22