LNG 船分段階段液貨艙區域平整度過程控制

姜國棟

（上海交通大學 船舶海洋與建筑工程學院，上海 200030）

0 引言

眾所周知，LNG 船液貨艙內部對平整度有著很高的標準，要求在3 m 內硬檔平整度偏差不超過4 mm，最終需滿足GTT 絕緣箱的安裝要求[1]。在分段的制作過程中，需要船廠制造車間工人熟練掌握相關區域的鋼板及其扶強材的裝配、焊接的工藝和施工，但一些差錯依舊無法避免，需要及時按照工藝要求進行返修和檢驗，LNG 船分段貨艙區域的鋼板平整度，不僅僅在于分段成型后該區域的平整度修正和檢測，還在于從鋼板原材料進廠前的目視化檢查、吊裝轉運、鋼板預處理、板材切割后的部件和大組立的制作等過程中的質量和精度控制[2]。

LNG 船液貨艙重點要關注的平整度典型部位有液貨艙扶強材的鋼板平整度、扶強材之間的鋼板平整度以及沿著對接焊縫的鋼板平整度[3]。根據橫剖面圖，可知LNG 船液貨艙在分段階段的平整度主要針對如下部位：船底內底、底邊艙內殼、舷側內殼、頂邊艙內殼、穹頂甲板內殼以及橫隔艙。這些部位在分段階段制作過程中大多數以平整姿態擺放，部分會出現斜面（例如邊艙分段），可將其整體稱為平整度平面，搭載之后的面稱之為垂直面，平整度自然則改為垂直度，所以在最初設計的時候需考慮便于施工和檢測等多方面因素[4,5]。再通過船廠內部的QA、QC 對關鍵部位的焊接質量和精度進行管控，如此方可確保分段成型后LNG 液貨艙區域的鋼板平整度符合設計要求和船東、船檢的現場檢驗標準[6]。

LNG 船在建造過程中，最重要的就是保證艙容，艙容需先解決GTT 絕緣箱安裝要求，而絕緣箱的安裝則須保證所有面的平整度符合標準，進而說明LNG 船液貨艙相關分段的建造過程中出現的問題均會影響到最終的平整度，所以將重點論述相關分段重點部位或節點的施工、返修和檢測。

1 液貨艙區域鋼板焊接質量和精度過程控制

1.1 鋼板材料的查驗

由于板材內部化學成分不同，一般鋼板在軋制后因表面壓力不均勻導致鋼板平整度出現劃痕、凹坑和氣泡等缺陷，所以鋼板進入船廠后QC 需要在現場對其表面進行質量檢查（如圖1 所示），并對其平整度進行測量，記錄和存檔相關數據，以備后續查驗。對于平整度較差的鋼板，在后期小組立之前對其進行冷壓彎處理或壓重。

圖1 鋼板表面情況檢查

1.2 部件制作過程監控

此部分包含貨艙區域鋼板的小組立、中組立建造階段，嚴格按照部件制作工藝流程進行施工，如圖2 和圖3 所示，重點檢查基準面的平整度和與之相連接的扶強材節點裝配和焊接質量的過程檢查。

圖2 部件制作流程圖

部件在制作過程中，應盡量減少采取吊裝方式進行移動和翻身工作的次數，以優化現場施工流程。因為現場胎架緊張，進度較急，因此會出現一個部件多個胎架制作再翻身合攏的現象。

1.3 分段下胎

分段下胎時，嚴格按照設計所下發的關于龍門架和斜撐的擺放布置和焊接情況，確保與龍門架接觸的鋼板面反面有對應的強硬檔，如圖4 所示，避免錯位引起鋼板受到擠壓而出現凹坑的現象，進而影響鋼板的平整度。

分段下胎后，部分機艙分段的甲板面鋼板比較薄，并且預留預裝的開孔較多，在預裝前期分段翻身、吊裝和轉運過程中，可能會出現結構性變形，現場一般在分段周邊和構架面增加加強槽鋼。而在預裝過程中，部分分段的預裝件較大且數量多，重量自然不少，可對基面鋼板平整度產生一定的影響，現場可在預裝結束后進行平整度復核，出現問題的地方進行修復，例如：FSRU 船H1786A 的EG41PS 分段因出現平整度差而影響了后續發電機基座的安裝。

圖3 部件制作標準

圖4 門架支撐鋼板硬檔

部分分段的工法設計圖紙不會盡善盡美。部分分段一面是水密，另一面是非水密，因而會出現分段沖砂時下層水密平面積累大量砂子，既增加沖砂難度和降低收砂速度，又影響下層鋼板面的平整度，可能局部出現下凹現象，現場可通過將分段翻身，將非水密面作為基面，并做好加強措施，避免非水密面出現結構性的扭曲和變形，設計所可及時收集現場反饋的意見，修改相關工藝圖紙。

2 平整度的檢驗

2.1 檢驗的標準

考慮到鋼板表面需安裝絕緣層，且部分位置存在一定的焊腳高度，根據上海某船廠的實際檢測效果，以及現場船東、船檢的建議，通過不同規格直尺測量檢驗，鋼板與直尺的間距一般不大于4 mm。

2.2 檢驗的工具

大型直尺選取材質密度小且耐摩擦的，為了便于工人攜帶，延長直尺的使用壽命。另外規格長度為3 m 和1 m 長，高度為10 cm，沿著長度方向，上平面平整、下平面有2 個凸起的卡位，卡位的高度為4 mm，間距為3 m 或1 m，因此檢驗用的直尺長度有2 種規格，現場根據自身情況，適當在卡位間距兩端放長一段距離，例如3.5 m 和1.5 m 的直尺。該直尺檢驗工具能夠很好地兼顧到有焊縫區域鋼板平整度的測量和檢驗工作，如圖5 所示。

圖5 2 種檢測直尺現場擺放圖

2.3 檢驗的部位及其流程

1）扶強材處的鋼板平整度測量。采用卡位間距3 m 測量直尺，如圖6 所示，放置于垂直扶強材長度方向，檢驗面為直尺高度方向的光面向下，并從分段的一端移動到另一端，同時時刻注意直尺和鋼板的間距變化，可用隨身攜帶的小直尺測量間距。如遇到焊縫可用直尺的卡扣面進行測量，但考慮到測量精度和范圍的問題，不建議用長尺對其進行測量，可以選擇第二種方式：使用1 m 的直尺測量。

2）扶強材之間的鋼板平整度，或有平對接焊縫的鋼板平整度。采用卡位間距1 m 測量直尺，如圖7 所示，測量的流程和方法基本相同。焊縫凸起的測量直尺采用帶有卡扣的一面進行測量，現場測量時可在這一面涂抹顏色粉筆，不符合要求的焊縫便會有顏色（圖8）。焊縫區域凹下的測量直尺采用光面進行檢驗如圖9 所示，并可配合隨身攜帶的小直尺測量間距的高度，根據船檢建議最大不超過6 個。

圖6 3 m 測量直尺

圖7 1 m 測量直尺正胎測量

圖8 1 m 測量直尺反胎測量

圖9 焊縫區域凹陷測量圖

2.4 檢驗后的返修處理

根據鋼板材質和適用的工藝工法進行現場調整，一般采取火攻和加卡板拉葫蘆冷處理方式，或將二者混合進行。待冷卻至常溫，先行內檢合格后，再進行對船東、船檢交驗，確保產品交驗項目一次合格率。

2.5 檢驗后期文檔工作

主要記錄測量過程中發現問題的位置、分析原因以及最后采取的處理方法，舉一反三。同時，做好以分段為單位的平整度驗收結果數據的統計工作，便于管理人員查驗。

3 提高和改善與未來展望

增加檢驗環節和次數，提高平整度對外交驗一次性通過率。目前現場最關注的是平整度對外交驗前的一些處理，但不可避免地會存在一些問題需要返工，由此增加了該階段的周期，進而連帶影響倒項目的進度。可于分段平整度交驗前，在部件完工、上胎、下胎這3 處增加平整度的調整與內檢工作。

合理地對液貨艙區域分段進行劃分，便于平整度在分段階段得到更好的控制，避免搭載階段采取犧牲艙容等方法進行調整。例如，貨艙區域的劃分應使大合攏焊縫包含于橫隔艙內部；橫隔艙不應出現一部分在舷側現象，應獨立劃分，這樣在總組合攏的時候便是角焊縫而不是對接焊縫，由此可以有效避免平整度的大量修整工作。

LNG 船的關鍵CM 節點應盡可能多的包含在分段階段中進行施工和檢驗，給后道部門節約時間，縮短施工周期。船底典型內底分段的施工流程要做好培訓工作，因底部分段為單環段第一順序精度重點檢測，越往上精度數據誤差積累得越大，如圖10和圖11 所示。

4 結論

通過成熟實戰效果的工藝工法來提高初期裝配精度和焊接質量，加上生產過程中的質量精度監控以及后期專業的測量工具和修補工藝的完善，最終可以很好地控制LNG 船液貨艙區域鋼板的平整度，為絕緣箱的順利安裝和艙容的達標奠定了堅實的基礎，具有一定的深遠意義。同時，為后續其他改良LNG 船的詳細設計和生產設計提供了很好的素材和補充，有助于提高初期設計和生產現場的匹配度，減少現場返工量，縮短施工周期，長遠來看也可提高船舶的質量、精度和建造速度，為企業帶來降本增效的作用。

圖10 典型內底分段小組立和中組立

圖11 典型內底分段大組立