一種配合射釘使用的電纜托盤固定系統在FPSO 建造中的應用研究

寧會朋 熊慶 劉思 袁家銀 孫偉俊

摘要：在海工FPSO建造過程中，托盤的固定一直以來采用的都是將支架焊接到結構上，再將托盤固定到支架上，這就需要經過打磨、焊接等工序。如果涉及到現場的支架修改工作，還會破壞油漆，再修改后還要增加補漆的工作，工序的復雜和人工時的大量消耗，本文提出一種新型的配合射釘使用的托盤固定系統，對比傳統的支架固定方式，此新型固定系統在工序上、材料成本和人工時等方面具有更大的優勢。

Abstract： During the construction of Offshore FPSO， the fixing of the pallet has always been to weld the bracket to the structure， and then fix the pallet to the bracket， which requires grinding， welding and other processes. If it involves the modification work of the bracket on site， it will also damage the paint， and the repair work will be increased after the modification. The process is complicated and a lot of labor is consumed. Compared with the traditional bracket fixing method， this paper proposes a new type of tray fixing system used with nail shooting， which has greater advantages in terms of process， material cost and labor time.

關鍵詞：射釘;托盤;焊接

Key words： nail shooting;tray;welding

中圖分類號：TG457.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）15-0130-03

0 ?引言

按照目前海工行業的末端通路現有做法：使用馬腳（一種用熱浸鋅扁鋼彎制而成的固定綁扎電纜的焊接固定件）;用電纜托盤作為末端通路，使用大量的焊接碳鋼支架固定托盤。

但是以上兩種做法效果都不理想：馬腳由于缺乏對電纜的保護且容易被腐蝕，整個行業對其認可度也越來越低。使用焊接碳鋼支架固定電纜托盤會產生各種焊接支架形式，使用大量鋼材，產生大量的現場焊接，破壞防腐，施工效率低。傳統電纜分支通路安裝方法馬腳，缺乏對電纜的保護，國內外業主認可度越來越低。托盤或托架已成為趨勢，因此需要提出一種新型的電纜固定系統。

1 ?固定系統簡介

本文的主要目的在于克服以上技術缺點，提供一種配合射釘使用的托盤固定系統，使其具備施工簡便、費用較低、安裝美觀等特點。托盤固定系統主材包括：帶沖孔的不銹鋼板和圓形加長內螺紋螺母（螺母一端氬弧焊焊接在沖孔不銹鋼板上，另一端利用螺紋固定在射釘上）。其特點為在滿足托盤強度的情況下，通過射釘非常方便地固定在鋼結構上，且很方便的與托盤連接。整個過程簡便，規范，不產生焊接造成的防腐破壞。

圖中編號說明：1.射釘、2.圓形加長內螺紋螺母、3.帶沖孔的不銹鋼板、4.本實用新型固定配件、5.U型螺栓、6.托盤、7.結構立柱、8.H型鋼、9.電纜、10.甲板面（鋼板厚度≥8mm）。

射釘非常方便地固定在鋼結構上。如圖1-圖3為本固定系統的結構示意圖，長螺母連接沖孔不銹鋼板與射釘，長螺母內螺紋完全可以與射釘螺紋匹配。

在滿足強度的情況下，通過U型螺栓將托盤固定在上面。圖4-圖6分別表示托盤固定系統在立柱、H型鋼和甲板面上的具體安裝情況。

2 ?具體實施方式

①依照固定托盤的U型螺栓規格，將預制好的鋼板進行沖孔，如圖2;②將圓形加長內螺紋螺母一端氬弧焊焊接在沖孔不銹鋼板上，另一端利用螺紋固定在射釘的外螺紋上，如圖1;③確定固定配件生根位置后（射釘間距建議1500mm），將射釘按照射釘廠家施工規范打入生根位置;④通過U型螺栓將托盤固定在配件上，完成托盤的安裝和固定，如圖4-圖6。

以上所述是固定系統的現場施工流程，但在實際操作過程中，還需要注意以下幾項：

①固定射釘鋼釘前，確?？字袩o液體和鐵屑;②保證射釘槍垂直于基材表面;③緊固扭矩Trec<=8Nm;④基材的最小寬度8mm（射釘系統應用于8mm或者更厚的基材。如果基材過薄會導致鉆透基材，破壞基材背面的涂層）;⑤使用配套工具鉆孔時，按鈕要按到底，保證鉆孔速度達到3500rpm，從而延長鉆頭壽命，新使用者可以借助中心定位裝置定位。

3 ?成本分析

本文將傳統的焊接支架形式和射釘固定系統進行成本對比，從材料、人工時和人工成本三個方面對比兩者固定形式的優缺點。以下對比將支架生根焊點定為400個。

3.1 材料

成本消耗包含：耗電、焊材和油漆，如下：

耗電：一處生根點用時約50秒，用電規格為180A*23U，用電大約為1元/千瓦時（按當地工業用電計），400個生恨焊接點用電約500元。

焊材：使用普通的氬弧焊絲，生根焊點400個。每根焊絲可焊接30-40焊點。按當前市價合算焊材成本約1900元。

補漆：按每處生根焊接點破壞面積約5平方厘米和三遍補漆計算，需補漆點有400處，結合市價油漆成本可知補漆成本約7000元。

綜上所述，采用焊接方式的材料成本約9400元;采用緊固件方式的成本約14000元（每套緊固件約35元）。

3.2 人工時成本

3.2.1 焊接人工時

焊前處理：每處焊點需約1分鐘，400個焊接耗時近7小時。焊接耗時：一處焊接點耗時約3分鐘，總計約20小時。焊后打磨：一處焊接點耗時約2分鐘，總計約14小時。

以此類推，補漆前打磨處理總耗時約7小時，補漆干燥時間約80個小時。接地線安裝耗時約3小時。此項總耗時131個小時。

3.2.2 采用固定件人工時

每處固定點用時約1分鐘，工序包括鉆孔、射釘，總用時大約6.6小時。

兩者對比采用托盤固定系統工時較焊接形式節省124.4小時。

3.3 人工成本

按照上述核算，每個工人每天工作8小時，需要至少兩個電工，一個焊工，一個油漆工完成生根點焊接固定需要約5個工作日;按每個工人每天400元計，完成所有焊接點固定需8000元。而采用射釘托盤固定系統一個工作日就可以完成，人工成本最多為400元。

通過以上三個方面的對比發現：采用射釘固定系統比傳統的支架焊接形式在材料成本上略高，但在人工時和人工成本上都大大降低，操作更為方便，工序更加簡單，大大提高了工作效率同時在總體上也降低了施工成本。

4 ?結語

海工FPSO建造電儀專業施工工期緊張，支架類施工是主要的施工難點之一，本文提出的托盤固定系統大大地提高了施工效率和工程質量，施工成本也大大降低，是未來海工建造可廣泛采取的支架固定系統。

參考文獻：

[1]中華人民共和國船舶行業標準.船舶電纜敷設和電氣設備安裝[S].1995.

[2]《海洋石油工程設計指南》編委會.海洋石油工程配管、機械、電儀信加工設計及調試[M].北京：石油工業出版社，2007.

[3]林開華.電纜敷設的環境要求[J].建筑電氣，2008.

[4]寧會朋.配合射釘使用的穿線管固定裝置：中國，201820807645.X[P].2019.

作者簡介：寧會朋（1986-），男，黑龍江樺南人，電儀工程師，碩士，主要從事海洋平臺設計及研究工作。