MARK III型薄膜艙圍護系統(tǒng)舷側開孔封堵研究

楊國建，陳元軍，李志林

(揚州中遠海運重工有限公司，江蘇 揚州 225200)

0 引言

在MARK III 薄膜型液貨艙圍護系統(tǒng)建造過程中，大量的腳手架材料、樹脂、絕緣板、波紋板、設備、工裝具及人員進出其中，在舷側開孔并搭建通行平臺作為連接內外的通道尤為重要。舷側孔的開設、臨時封閉、最終封閉過程中，涉及大量特殊的施工工藝。為此，本文對工藝孔的作用、形式進行研究，提出了施工過程中舷側開孔位置的主、次屏壁的臨時密封的安裝和拆除的方法。

1 舷側開孔簡介

MARK III薄膜艙舷側開孔指的是在船舶舷側垂直立面的分段上開設的臨時工藝孔，見圖1。從薄膜艙建造工藝要求角度來說，原則上工藝孔一般布置在舷側垂直面居中的位置，以滿足薄膜艙施工過程中艙內的材料、人員、工裝設備等進出。

圖1 舷側開孔示意圖

由于舷側壓載艙在安裝圍護系統(tǒng)之前需進行船體結構強度試驗，舷側開孔的周界雙殼結構需進行臨時封堵，主要通過封堵肋板、平臺板開孔的辦法來進行。如果舷側開孔的位置在設計階段就能夠完成確認，可在船體結構設計時，將開孔周界的肋板、平臺板直接設計為水密形式，強度試驗完成后再將減輕孔開出。

2 舷側開孔周界屏壁的密封

在液貨艙主要圍護系統(tǒng)安裝完成后，舷側開孔封閉前，需要對艙內其他位置的主、次屏壁進行密性試驗，這就要求主、次屏壁在開孔位置能夠達到密封狀態(tài)，形成次屏壁與船體內殼之間、主屏壁與次屏壁之間兩層獨立的密閉空間。

2.1 次屏壁與船體內殼之間空間的密閉

次屏壁的臨時密封是在絕緣板的邊緣增加一塊截面為方形、頂部和側面帶錨固條的絕緣板，絕緣板底部打樹脂膠固定，見圖2。

圖2 帶錨固條的絕緣板安裝示意

在絕緣板的角區(qū)安裝直角不銹鋼件(角形不銹鋼1)，點焊在側面錨固條上，通過柔性次屏壁(FSB)與次屏壁連接，見圖3。

圖3 角形不銹鋼1安裝示意

角形不銹鋼1與船體內殼之間再搭接角形不銹鋼2，可以采用連續(xù)焊接，也可以采用點焊+膠水，總之需確保密閉，見圖4。

圖4 角形不銹鋼2安裝示意

以上工序完成后，次屏壁與船體內殼之間就形成了密閉的空間，即可開展次屏壁的整體密性試驗。

2.2 主屏壁與次屏壁之間空間的密閉

次屏壁密閉后，在臺階位置安裝一個定制的頂橋板，然后安裝角形不銹鋼3。角形不銹鋼3與絕緣板上的錨固條點焊固定，見圖5。

圖5 主屏壁的臨時密閉

邊緣的波紋板在安裝前需在波紋端部焊接一個不銹鋼堵塊，將波紋封堵，然后再安裝到位船上。波紋板與角形不銹鋼3進行搭接并焊接，見圖6。

圖6 波紋的臨時密閉

以上工序完成后，主屏壁與次屏壁之間就形成了密閉的空間，即可開展主屏壁的整體密性。

3 舷側開孔的封閉

在液貨艙其他位置的各項施工及試驗工作完成后，舷側開孔需進行封閉，以完成圍護系統(tǒng)的安裝，這是液貨艙圍護系統(tǒng)的最后一項工程。

3.1 封閉前的準備工作

薄膜艙主層密性結束，艙內主要的腳手架及多余設備、物資拆除出艙后，即可開始舷側船體結構的封閉工作，將舷側小分段安裝到舷側開孔的位置。在舷側小分段裝焊前，需要完成以下幾項工作：

(1)薄膜艙內的腳手安裝平臺(除舷側區(qū)域)拆除且出艙結束，見圖7。舷側區(qū)域的封閉艙內也需要搭設腳手架，因此在設計腳手架過程中應考慮舷側區(qū)域腳手架的獨立性；在拆除腳手架過程中，應保留舷側通道處的腳手架，待舷側圍護系統(tǒng)封閉工作結束后將其從薄膜艙頂部穹頂?shù)耐ǖ揽椎醭雠摗?/p>

圖7 舷側開孔處腳手平臺示意

(2)舷側開孔位置圍護系統(tǒng)安裝所需材料進艙結束，包含絕緣模塊、波紋板、次屏壁等材料。

(3)必要的小型工裝、設備保留在艙內，并能夠從薄膜艙頂部穹頂?shù)耐ǖ揽壮雠摗?/p>

(4)舷側開孔通道內的過橋平臺、封閉門等臨時設施拆除。

(5)提前處理舷側小分段內壁的涂裝，并對專用油漆進行保護，避免結構裝焊過程中產生破壞。

以上準備工作完成后，可以開始進行舷側小分段的安裝作業(yè)。舷側小分段按照船體建造規(guī)范進行施工，重點需要關注艙內溫度及污染問題。建議將分段內壁對接縫坡口設計朝壓載艙內，以減少艙內焊接煙霧及動火的風險。液貨艙內一般僅安排打磨及少量焊接修補工作，最大限度降低火災的風險。艙內應安裝1臺抽風設備，將艙內淤積的焊接煙霧盡快排出艙室，以降低焊接煙霧對薄膜產生污染。

同常規(guī)區(qū)域一樣，舷側分段結構焊接完成后，焊縫影響區(qū)域需要進行打磨及涂裝作業(yè)。由于艙內使用的專用油漆對溫度極其敏感，溫度超過100 ℃就會導致油漆失效，因此對焊縫周圍約200 mm區(qū)域需要重新打磨并涂裝。

艙內壁油漆質量最終通過拉力試驗來驗證。舷側施工面積較小，通常選取1～2個點安裝拉力試驗工裝(Dolly工裝)進行拉力試驗。實際建造時，為了確保油漆質量，也可以增加試驗點的數(shù)量。由于艙內溫度一般控制在20～30 ℃，在Dolly工裝安裝后的第三天可以進行拉力試驗。拉力試驗的拉力值必須滿足≥10 MPa。

在薄膜艙常規(guī)階段的建造中，舷側圍護系統(tǒng)需要臨時封閉，配合薄膜艙整艙的密性試驗。因此，在舷側圍護系統(tǒng)開工前，需將舷側區(qū)域臨時圍護系統(tǒng)拆除。拆除工作和安裝的順序是完全相反的，按主屏壁、主層絕緣、次屏壁、次層臨時模塊的順序拆除，見圖8。拆除中應保證絕緣模塊的完好性。

圖8 臨時安裝件的拆除順序

開孔周界的臨時封堵件需在切除過程中采用合適的保護措施，避免將周界的絕緣板損傷。同時要保留足夠的空間，用于后續(xù)安裝開孔位置的圍護系統(tǒng)。舷側拆除結束后，需要對拆除好的區(qū)域尤其是RSB進行保護，避免在劃線、小螺柱焊接和楔塊階段對RSB產生污染或損傷，影響后期粘連。

3.2 舷側圍護系統(tǒng)的安裝

舷側圍護系統(tǒng)的安裝，在劃線完成后，按照螺柱/楔塊安裝、次層絕緣模塊、次屏壁粘連、主層絕緣模塊、主層波紋板裝焊的順序進行整體作業(yè)。各個階段安裝的要求及規(guī)范與薄膜艙其他立面的安裝基本一致，有以下重點：

(1)膠水及樹脂材料一般需要專用設備混合。此時，舷側開孔處船體結構已經封閉，大型設備無法進艙使用。因此，應在艙室外面設置一處有溫濕度控制的空間，擺放樹脂機、次屏壁膠水機及TBP膠水機，舷側圍護系統(tǒng)開工前調試并提交設備。次屏壁膠水有2種解決方案：一種為上述設備混合后將膠水運輸至舷側，另一種可以考慮管裝型膠水在粘連施工中現(xiàn)場將膠水和固化劑混合。

(2)次層模塊的樹脂條。常規(guī)階段模塊一般采用樹脂機涂布樹脂，但舷側階段樹脂機無法進艙施工，只能放在艙外提供樹脂。因此，舷側模塊的樹脂一般都會采用手工涂布。典型的涂布成圓餅狀。

(3)TBP膠水。與模塊樹脂類似，常規(guī)采用機器涂布，舷側階段只能采用手工涂布。TBP膠水涂布前，將每個TBP與膠水用量一一對應，避免發(fā)生膠水用量不夠的問題。膠水涂布要均勻。

(4)舷側波紋板裝焊結束后，焊縫質量的檢測采用目檢、滲透檢驗的方式檢驗，最終通過絕緣層壓力監(jiān)控進行復檢。

3.3 舷側腳手架的拆除及出艙

舷側圍護系統(tǒng)施工完成且密性試驗工作結束后，艙內剩余的腳手架即可拆除出艙。為保證最終質量，舷側腳手區(qū)域的主膜最終狀態(tài)確認必須與腳手拆除同步進行，即拆一層腳手確認一層相關區(qū)域波紋板的狀態(tài)。在拆除過程中，圍護系統(tǒng)若被意外的砸傷、劃傷等，必須提交GTT公司確認，并進入修補程序。

在腳手安裝平臺拆除及出艙過程中，絕緣層應處于負壓狀態(tài)，通過實時監(jiān)控絕緣層內的壓力變化，來判斷是否產生損傷。若絕緣層壓力異常上升，須立即檢查相關管路，對相關區(qū)域進行確認或修復。

拆除后的腳手材料，從液穹頂部的材料孔吊裝出艙。貨艙里進行最終的清潔工作，同時進行貨艙容積的最終測量。在泵塔安裝完成后，即可封閉整個貨艙，圍護系統(tǒng)的安裝工作完全結束。

4 結語

MARK III型LNG圍護系統(tǒng)建造過程中，舷側臨時孔的開設和封堵是施工中的重要環(huán)節(jié)，貫穿整個施工過程。舷側臨時孔屬于圍護系統(tǒng)的特殊區(qū)域，開孔位置的絕緣板、波紋板等均無法采用自動粘連和自動焊接設備進行施工。本文對舷側開孔位置的維護系統(tǒng)的結構形式進行了簡單介紹，并對施工過程進行了簡述，對船廠策劃和建造薄膜型LNG運輸船液貨艙、薄膜型燃料艙有一定的參考意義。