大型LPG雙燃料改裝船臥式LPG燃料罐安裝工藝

莊雪生 陳拔云 趙福志

摘? 要：本文詳細介紹了我司某大型LPG雙燃料改裝船臥式LPG燃料罐的安裝工藝，包括底座和甲板構件的預制與安裝、罐體吊裝與轉運、罐體安裝方法等，旨在為同類型LPG燃料罐的安裝提供一定的借鑒。

關鍵詞：LPG船;臥式燃料罐;安裝工藝

中國分類號：U677.6? 文獻標識碼：A

Abstract： This Paper introduces the installation procedure of the horizontal fuel tank of a large dual-fuel LPG vessel of our company， including the prefabrication and installation of? ?foundation and the reinforcement below the upper deck， tank lifting and transport， tank installation method， aiming to provide reference for the installation of the same type of LPG fuel tank.

Key words： LPG Vessel; Horizontal fuel tank; Installation procedure

1? 前言

LPG是一種清潔環保的優質能源，用作船舶燃料后能減少97%的硫排放量，還能有效降低CO2、NOX、PM2.5以及黑炭顆粒物的排放量，比安裝脫硫塔或改裝低硫油系統更經濟、環保。同時，它在儲存和運輸過程中也比較安全，因此LPG動力船越來越受到船東的青睞。

是由我司承建的全球首艘LPG雙燃料改裝船項目，需要在甲板兩舷布置2個臥式LPG燃料罐，每個儲罐容積933m3、尺寸35m*6m、干重達100t，對底座的安裝精度、吊具要求、罐體定位精度以及鞍座環氧澆注質量的要求較高，存在一定的施工難度。為了確保不耽誤后續系統的安裝與調試，必須制定一套嚴格的工藝程序，以保證燃料罐的安裝質量。

2? LPG燃料罐的組成

船用LPG燃料罐由罐體、鞍座、固定加強環木塊、滑動木塊、不銹鋼皮、止浮裝置等組成，如圖1所示：

（1）罐體

LPG燃料罐為絕緣體，每個空罐尺寸為35000mm*6000mm、重量約為89t，連同管路、閥件、平臺、欄桿等，干重達100t;罐底前后均粘接有高性能木塊，共2個鞍座支撐，一個為滑動式鞍座（前），一個為固定式鞍座（后）。

（2）鞍座

鞍座有固定式和滑動式兩種：固定鞍座由面板、鋼槽、支撐肘板、臨時底板等組成固定鞍座的鋼槽豎直擋板側焊有肘板，而滑動鞍座則沒有。在運輸過程中，鞍座用于支撐燃料罐，可免去制作臨時基座的麻煩;在安裝過程中，鞍座隨罐體一起吊運，到位后割除臨時底板便可直接與底座焊接在一起，大大簡化了工序，縮短了工期。

（3）固定加強環木塊和滑動木塊

在固定端鞍座中，加強環木塊牢固地與罐底墊板粘接在一起，靠罐底的插入板與木塊的中間槽定位，澆注環氧使木塊被固定在鞍座鋼槽里，防止罐體發生前后方向的移動。

在滑動端鞍座中，上部木塊與罐體墊板粘接在一起，下部木塊被固定于鞍座上，兩者中間有2mm厚的不銹鋼皮，在提供穩固支撐的同時，允許罐體發生前后方向的輕微滑動以補償熱脹冷縮產生的變形。出廠時，用臨時螺螺栓將上、下木塊和不銹鋼皮連接在一起。

（4）止浮裝置

為了確保燃料罐始終可靠地固定在鞍座上，在前、后鞍座上安裝有止浮裝置。

3? 底座及甲板反面加強結構的預制與安裝

3.1? 底座及甲板反面加強結構的預制

（1）底座及反面加強結構均在車間預制，所有材料為DNVGL認證的EH鋼材。板材下料后，用坡口機在相應位置開45°斜坡口，并打磨至圓滑光順;

（2）按裝配圖對構件進行點焊，經報檢確認無誤后方可焊接;

（3）整個預制過程要嚴格遵守焊接工藝規范，控制好裝配及焊接精度;

（4）拆除甲板左右兩舷一切妨礙罐體吊運和安裝的管線及障礙物，按照圖紙要求預先在底座安裝位置處做好定位馬克線標記;將相應焊接處的油漆進行清除，并打磨甲板至光順。

3.2 底座及甲板反面加強結構的安裝

（1）將車間預制好的底座及甲板反面加強結構吊至合適位置后進行點焊，要求點焊長度30～40mm、間距350～400mm。報船東、船檢確認無誤后方可進行焊接;

（2）焊接過程要嚴格按照焊接工藝規范進行，焊縫附近要做好清潔和表面干燥，不得有油污、水分、銹跡等雜質;在焊接場所周圍用擋風罩遮擋，保證熔池充滿CO2保護，每個底座焊接盡量一次性完成;

（3）靠近船中處的底座支撐肘板焊接高度空間受限，在內場制作時可以在底座面板上預留好工藝孔，待各肘板與主甲板焊接完成后再裝配焊接;。

（4）所有焊縫焊接結束并打磨光順后，要進行100%超聲波探傷檢查，確保無焊接缺陷;

（5）制作及對照安裝精度檢測表，用全站儀測量及記錄底座面板上各個點的位置并報檢，要求每個底座長度公差±18mm、寬度公差±6mm、距中高度公差±4mm、距舷側高度公差±6mm、同舷側兩個底座平面度公差±16mm。

4? LPG燃料罐的吊裝與定位

LPG罐體的體積和重量較大，為保證其在吊運過程受力均勻、平穩、防止罐體折彎變形，根據罐體重量及吊耳受力點位置，定制了大型箱式橫梁配合吊運，以減少吊運時鋼絲繩與鉛垂線的夾角，使罐體吊耳基本只受垂直拉力，彎曲及扭曲力矩均由吊梁承受，從而有效防止罐體產生變形的風險。

罐體連同管線、平臺、鞍座、橫梁等一起吊運，重量達到125t，超過本司岸吊的最大起吊力，需要借助550t浮吊進行吊運。具體吊裝與轉運順序如下：

（1）兩個LPG燃料罐帶鞍座到貨后，將其并排存放在距碼頭前沿邊線11～35m范圍內，做好管口的封堵防塵措施;

（2）拆除船左右兩舷安裝位置處的管線，清理吊裝轉運過程中的障礙物;

（3）根據底座支撐肘板的位置劃好馬克定位線，并準備多套卡板、螺紋千斤頂、手拉葫蘆等，用于配合燃料罐鞍座的準確定位;

（4）檢查確認吊耳和結構加強工作全部完畢，對吊耳進行100%MT探傷，核對驗證所有卸扣、鋼絲繩以及滑輪組等證書合格，確認浮吊主鉤的升降及剎車性能等功能正?？煽?

（5）根據浮吊吃水及潮水表安排好吊裝時間段，并確保有充足的操作時間;

（6）根據燃料罐的安裝位置和方向，采用120t履帶吊和120t岸吊聯吊配合，先將碼頭外側（靠岸側）的罐體旋轉調整180°，用割炬割除鞍座底部的臨時防護墊板;再用浮吊吊裝到LPG船左舷（非靠岸側），正對底座的正上方約200mm處;

（7）用多個手拉葫蘆四角初步調整各個鞍座至靠近底座的位置，最后用卡板和螺紋千斤頂精細調整到馬克定位線后緩緩放下鞍座，要求鞍座的支撐肘板與底座的支撐肘板對齊（偏差α≤10mm），臨時點焊固定;

（7）受浮吊幅度及起升高度限制，另一罐體需待LPG船掉頭后再用浮吊吊裝上船，使用同樣的方法對鞍座進行定位;

（8）每次罐體離地后必須先觀察五分鐘，無異常后才能進行下一步轉運;整個吊運過程，必須保證鋼絲繩和罐體吊耳之間的夾角小于5°，如圖2所示：

5? LPG燃料罐的安裝

5.1? 燃料罐提升前的準備

（1）將鞍座與底座焊接在一起，在保證焊透的情況下盡量使用較低的熱輸入參數，減少焊接變形;所有焊縫打磨光順后，需要做100%無損探傷檢查;

（2）解除燃料罐與鞍座的連接，拆除鞍座上的止浮裝置等固定裝置;

（3）在前后鞍座兩側安裝臨時鋼導軌，用于引導罐體提升和下降，限制其左右搖擺的幅度，以提高定位精度;

（4）在固定端鞍座和滑動端鞍座之間的甲板上劃分一區域，作為配制攪拌環氧樹脂的場地，并鋪好塑料布以防止環氧樹脂滴落在甲板上，環氧樹脂配制人員和設備要準備充足。

5.2? 提升燃料罐

（1）用浮吊將燃料罐緩緩提升約1000mm使鞍座與罐體分離，燃料罐四周分別用葫蘆配合固定，防止擺動;

（2）徹底清除干凈鞍座鋼槽內的油污、水、焊接飛濺等雜質，確保其表面清潔度達到St2等級;

（3）在清潔后的鞍座鋼槽內，每隔1m左右放置一塊油灰球，并在上面覆蓋一層薄的塑料膜。

5.3? 下降燃料罐

5.3.1? 燃料罐壓模

（1）用浮吊控制燃料罐緩慢下降，保證罐體前后左右高低基本一致。當燃料罐底下的木塊和鞍座面板稍有接觸時，立即停止下落，并重新將燃料罐吊起至罐底距離鞍座面板約1.5m的位置，以便測量及澆注環氧樹脂;

（2）測量各個壓過的油灰球的高度，并根據測量結果確定木條的擺放位置和厚度。比如：測得油灰球的高度為20mm，則可分別將若干20*20*390mm和20*20*350mm的方木條均勻地擺放在前、后鞍座的鋼槽底部，如圖3所示;

（3）標記澆注環氧的厚度參考線。按規定澆注的厚度要比油灰球的高度高出15～20mm，因此以木條位置以上15～20mm處作為澆注環氧的厚度參考線;澆注時環氧樹脂應完全覆蓋木條，但總厚度不得超過50mm。

5.3.2? 環氧樹脂的配制與澆注

（1）按環氧樹脂廠家的說明書要求，分別以每組環氧樹脂A和B組份為單位調配混合，并啟動攪拌電鉆以小于500r/min的速度均勻攪拌2～3分鐘;沿桶體轉動攪拌槳葉，確保底部和邊緣的環氧樹脂與固化劑均勻混合，攪拌時槳葉必須全部埋入環氧樹脂里面，以防止空氣泡混入環氧樹脂;

（2）迅速將配制好的環氧樹脂注入鞍座鋼槽中，先從鞍座的底部區域開始，再到鞍座的頂部區域，用泥刀將環氧樹脂均勻涂敷至事先標記好的參考線位置;同時將少量環氧樹脂倒入預先做好的四個試驗樣塊模具中（固定端、滑動端各2個）;

（3）整個混合與澆注過程中，周圍不允許進行打磨、電焊、氣割等作業;

（4）由于環氧樹脂的澆注量較大，固化時間短，必須保證充足的攪拌設備和人手，確保燃料罐在環氧樹脂開始固化前落座到位。

5.3.3? 燃料罐落座

（1）用卷尺分別測量滑動木塊和固定加強環木塊的最低點到鞍座的高度，再用浮吊緩緩調整罐體至水平，要求前后高度差<16mm;同時要確保罐底木塊兩側與鋼槽兩垂直擋板的間隙相等，保證多余的環氧能平緩地溢出;

（2）燃料罐艏艉中心線與鞍座中心線的最大偏差，不超過±16mm;

（3）將燃料罐緩緩落座到鞍座上，當多余的環氧樹脂平緩地從鞍座鋼槽中沿側壁溢出時，表明鞍座鋼槽與罐底木塊間已全部充滿了環氧樹脂;在鞍座頂部區域，必須確保木塊與鞍座間隙由環氧充滿，對于環氧流掛造成的間隙必須及時補充環氧樹脂;

（4）用塑料板將溢出的環氧樹脂刮掉，其中滑動鞍座的上層木塊不得粘有環氧樹脂;

（5）松開吊鉤鋼索，吊裝結束。

5.4? 環氧樹脂的固化和測量

待環氧樹脂完全固化后，分別從四個樣塊模具中取樣，向船東、船檢報驗硬度，要求巴氏硬度>30;環氧樹脂經檢驗合格后，可拆除用于固定滑動端上部木塊與不銹鋼皮的臨時螺釘;在前后鞍座重新安裝好止浮裝置，注意止浮裝置與木塊之間需保留5mm左右的間隙。

5.5? 燃料罐的絕緣

安裝結束后，對吊耳、止浮裝置等進行包扎，做好保溫絕緣工作，并認真檢查燃料罐的絕緣和表面保護，確保沒有出現裂縫或其他損壞。

至此，整個燃料罐的吊運和安裝工作完成，如圖5所示

6? 結束語

臥式LPG燃料罐安裝新工藝，優化了罐體吊運、鞍座定位、澆注環氧等工藝流程，對施工中的各個難點進行了說明并提出了解決方案，能有效提高安裝的效率和質量。該臥式燃料罐安裝工藝已在我司承接的4艘大型LPG雙燃料改裝船上實施驗證，工序流程緊湊合理，施工安全可行，安裝精度和質量得到船方的普遍認可，希望能為其他船廠提供借鑒和參考。

參考文獻

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