某多功能支持船潛水系統(tǒng)主要設(shè)備安裝

林豐財

摘? ? 要：某多功能支持船改裝，要求潛水系統(tǒng)各設(shè)備采用模塊化配置，且裝船后主甲板上設(shè)備可實現(xiàn)整體拆除和回裝。本文介紹了該改裝船潛水系統(tǒng)主要設(shè)備布置和安裝的步驟及方法，以及安裝過程中使用的工裝，為同類型船改裝工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：設(shè)備；安裝；潛水系統(tǒng)

中圖分類號：U671.91 ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A

Installing Devices of Diving System for Support Vessel

LIN Fengcai

（ China Merchants Heavy Industry （Shenzhen） Co.，Ltd.，? Shenzhen 518000 ）

Abstract： In order not to affect other engineering operations of the ship， the diving equipment adopts modular production mode， and the equipment on the main deck can be dismantled and reloaded after loading. In this paper， according to the layout and requirements of the installation of the diving system for a multifunctional support ship， the steps and methods of the layout and installation of the main equipment of the diving system are described， and the tooling used in the installation process is introduced， which provides a reference for the same type of renovation project.

Key words： devices;? installation;? diving system

1? ? ?綜述

本船為柴電推進、航行于無限航區(qū)的多功能支持船，具有DP3動力定位能力；分左右兩個機艙及DP分區(qū)和配電冗余組，配備1臺250 t主動升沉補償主吊機和1臺25 t主動升沉補償?shù)鯔C、2套ROV及機庫等專業(yè)水下設(shè)備，作業(yè)水深可達 3 000 m；改裝船安裝一套12人、300 m水深飽和潛水系統(tǒng)，潛水鐘通過月池收放，甲板減壓艙、控制室、必需生活支持設(shè)備集成為模塊或擺放到集裝箱內(nèi)，這些設(shè)備同自航高壓逃生艇及收放架均安裝在船尾甲板上；除了船尾甲板設(shè)備外，在月池后方下層甲板的集裝箱存儲間內(nèi)安裝一套氣體存儲和控制設(shè)備，即潛水設(shè)備/儲氣間，這些設(shè)備連接到飽和潛水系統(tǒng)及支持船上。該改裝船取得 DNVGL 和 CCS 認(rèn)證的DSV-SAT/DSV-Ready入級符號。

2? ? 潛水系統(tǒng)組成

飽和潛水系統(tǒng)的設(shè)備，主要包括：氣體管理、回收和儲存系統(tǒng)；月池蓋及導(dǎo)向架；6人減壓艙1個、3人減壓艙2個；潛水鐘及其收放系統(tǒng)；潛水控制集裝箱、飽和控制集裝箱、潛水機械集裝箱、飽和機械集裝箱；臍帶纜絞車等。

潛水系統(tǒng)主要參數(shù)，見表1。

3? ? 潛水設(shè)備安裝

氣體管理、回收和儲存系統(tǒng)，包括以下設(shè)備：（1）氦氣瓶組 （24個氣瓶）；（2）高壓氣體管理面板；（3）氣體輸送和回收壓縮機；（4）氣體凈化裝置（空氣凈化裝置+氦氣凈化裝置）；（5）氣囊；（6）氣體混合裝置；（7）呼吸空氣壓縮機；（8）氧氣增壓泵（集成到機械集裝箱）；（9）氦氣增壓泵；（10）岸上氣體輸送板；（11）氧氣存儲單元。其中：氧氣增氧泵和氦氣增壓泵已集成到機械集裝箱內(nèi)；岸上氣體輸送板集成到設(shè)備框架上；氧氣存儲單元臨時安裝在主甲板上，無需船廠特意安裝；其余設(shè)備安裝在潛水設(shè)備和儲氣間；氦氣瓶組和高壓氣體管理面板布置在房間右側(cè)；氣體輸送和回收空壓機等其它設(shè)備布置在房間左側(cè)，詳見圖1。

3.1? ?氦氣瓶組安裝

氦氣瓶組共有24個氣瓶，分為兩組，每組12個氣瓶，總重約34 t。氦氣瓶組基座位于房間左前及左后，對基座反面進行加強，如圖2所示；每組氣瓶上方的主甲板割12.3 m x 2.35 m工藝孔，由于兩個工藝孔間隔距離較近，開孔面積大，周圍用FB200x20 mm鋼板圍邊，且在工藝孔結(jié)構(gòu)較弱的一端安裝T型材（T400x20 mm+200x25 mm）作為臨時加強，以保證甲板強度不變形；氣瓶分四組吊運進艙，安裝到位后再固定到甲板基座上，然后分別將上下兩組氣瓶連接在一起。

按照管系原理圖安裝管路，每個氣瓶的一端都配備一個泄壓閥，通過管路連接到艙外排放的公共透氣管上；氣瓶的另一端連接至高壓氣體管理面板。

3.2? ?高壓氣體管理面板安裝

高壓氣體管理面板，是潛水系統(tǒng)氣體管理設(shè)備的中央控制點，它將氣體儲存管分成若干組，使氣體能夠分配到潛水系統(tǒng)的不同區(qū)域；所有氣體通過一系列帶有快速排放連接器的末端柔性軟管，流經(jīng)高壓氣體管理面板；高壓氣體管理面板分為三個散供面板（2個 x8管線氣體管理面板和1個 x7管線氣體管理面板），需將三塊面板相互固定在甲板上；面板由鋁制框架制成，使用不銹鋼角鐵焊接在潛水設(shè)備和儲氣間的甲板上；在固定并安裝高壓氣體管理面板后，需將處理調(diào)節(jié)面板安裝到高壓氣體用戶面板上。

3.3? ?減壓艙回收系統(tǒng)安裝

減壓艙回收系統(tǒng)包括以下設(shè)備：帶空氣過濾器和聯(lián)鎖面板的氣體輸送（GT）、空壓機（呼吸空氣和氦氧混合氣）、氣體凈化裝置（空氣凈化裝置+氦氣凈化裝置）、氣囊、氣體混合裝置、呼吸空氣壓縮機，如圖3所示。

上述設(shè)備的體積及重量較小，基座使用普通的角鋼制作，基座反面無需加強結(jié)構(gòu)；為便于布置管線及電纜，所有基座高度距離甲板300 mm，設(shè)備之間安裝格柵平臺；氣囊框架上安裝三個紅外線傳感器，用來檢測氣囊高度，判斷氣囊內(nèi)氣體的存量；設(shè)備安裝完成后，按圖3原理圖連接管路。

4? ? 主甲板設(shè)備安裝

飽和潛水系統(tǒng)的主要設(shè)備都安裝在主甲板月池周圍，設(shè)備以標(biāo)準(zhǔn)集裝箱或支撐架形式提供，便于運輸和安裝。

主要設(shè)備見圖4所示。

（1）月池蓋及導(dǎo)向架；（2）1臺六人甲板減壓艙（1#減壓艙）；2 臺三人甲板減壓艙（2#減壓艙和3#減壓艙）；自航高壓救生艇，可容納12 名潛水員及2 名操作員；2個控制室集裝箱（潛水控制室和飽和控制室），分別安裝到2#減壓艙和3#減壓艙上面；2個機械集裝箱（飽和設(shè)備機械集裝箱和潛水設(shè)備機械集裝箱），上下疊放安裝；潛水鐘收放系統(tǒng)，安裝在1#減壓艙上面；3個減壓艙和高壓救生艇之間通道，采用法蘭固定在艙室上，并允許潛水員在艙室之間轉(zhuǎn)移，減壓艙的框架和集裝箱周圍是過道和樓梯；集裝箱和減壓艙將通過硬管道、柔性軟管和電纜提供互連服務(wù)；潛水鐘通過 A 架從1#減壓艙的頂部啟動，然后移至月池上方，通過月池導(dǎo)軌組件將其下放，以確保收放過程平穩(wěn)進行。

4.1? ?月池蓋及導(dǎo)向架安裝

導(dǎo)向架安裝于月池蓋反面，分為主體、兩個斜撐、墊塊，以及導(dǎo)向架頂部四個部分：（1）主體、斜撐安裝于月池蓋下方；（2）導(dǎo)向架頂部安裝于月池蓋上方。首先水平放置導(dǎo)向架主體，襯墊至少有四個對稱的支撐點，將2個斜撐安裝在主體上，將月池蓋翻身倒放在臨時臺架上，再將組裝好的導(dǎo)向架翻身倒裝在月池蓋上，導(dǎo)向架精確定位后配鉆在月池蓋上所有連接法蘭的孔，用螺栓將導(dǎo)向架固定在月池蓋上；月池蓋和導(dǎo)向架組裝后，將其翻身并放置于預(yù)先固定的4個高墩之上；在導(dǎo)軌主體上安裝導(dǎo)纜器，依此將墊塊、導(dǎo)向架頂部吊運至月池蓋上方并用螺栓安裝；上述完成后，使用吊機將潛水鐘吊運至導(dǎo)向架內(nèi)并上下活動，測試無卡阻后，拆除導(dǎo)軌頂部、剩余部分整體吊運至船上月池安裝，最后將導(dǎo)軌頂部單獨吊運裝船。

圖5為導(dǎo)向架組裝圖。

由于臨時的4個支墩是用舊的高墩改裝成，采取現(xiàn)場測量高墩數(shù)據(jù)，取其最薄弱處進行保守評估的辦法進行評估；高墩之間使用不低于φ168x8 mm管子或其他相當(dāng)型材連接；高墩與模塊場地預(yù)埋件、增設(shè)的重塊之間焊接不低于200工字鋼或其他相當(dāng)型材，用于加強和固定。

4.2? 減壓艙及高壓救生艇安裝

1個六人減壓艙、2個三人減壓艙、高壓救生艇安裝在與主甲板相連的基座上，基座高度為435 mm；按照設(shè)計要求定位、安裝基座，1#、2#、3#減壓艙及高壓救生艇各個基座之間的最高點與最低點的允許最大偏差小于3 mm，使用合適的測量設(shè)備充分調(diào)平基座的每個墊板，以保證基座足夠水平， 墊板規(guī)格為350 mmx350 mm低碳鋼；最后將1#、2#、3#減壓艙和高壓救生艇支撐框架，按設(shè)計要求用碼板與基座焊接為一體。

1#減壓艙中心與月池導(dǎo)軌中心對齊并作為基準(zhǔn)，根據(jù)減壓艙之間以及減壓艙和高壓救生艇之間的通道法蘭的對中要求（法蘭間隙要求±0.15 mm，軸向?qū)χ姓`差要求小于2 mm），調(diào)整 2#減壓艙模塊、3#減壓艙模塊的對中；利用增設(shè)墊板的方式，進一步實現(xiàn)上述各減壓艙及高壓救生艇的調(diào)整，墊板高度最多允許增加10 mm且最多分為五塊（1x5 mm、2x2 mm 和1x1 mm）；高壓救生艇安裝完成后，再調(diào)整其基座并安裝3#減壓艙與高壓救生艇之間的通道，按要求的扭力鎖緊通道法蘭連接螺栓（M30，非潤滑/潤滑1100/660 Nm），試壓合格后將基座和主甲板用碼板連接；安裝通道時，注意密封面及密封圈無污垢且密封圈完好無損；在調(diào)整高壓救生艇位置之前，應(yīng)先將救生艇支撐框架、艇臂、絞車，鋼絲等零部件組裝到位。

4.3? ?潛水鐘收放系統(tǒng)安裝

潛水鐘收放系統(tǒng)，分為絞車模塊、A支架、潛水鐘三個部分：

（1）絞車模塊

絞車模塊安裝過程中，應(yīng)特別注意保護作業(yè)區(qū)域的液壓管路和電纜，按照設(shè)計要求吊運至1#減壓艙上方，螺栓連接1#減壓艙框架和絞車模塊基座，系統(tǒng)所有螺栓扭力按照表2執(zhí)行；安裝4個液壓操縱桿、液壓管、操作站和馬達控制中心之間的電纜等，液壓管安裝時需采取有效措施保障管路清潔。

（2）A支架

安裝A支架的主動變幅油缸和從動變幅油缸到底部框架上，油缸固定在直立的位置并鎖緊螺栓；吊裝A支架，用螺栓將其固定到底部框架上，利用吊機將A支架固定在合適位置，分別將主動變幅油缸和從動變幅油缸從直立位置下降，使其與A支架的安裝位對齊，插入插銷固定；連接A支架相關(guān)電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)；

（3）潛水鐘

絞車鋼纜掛好后，直接將潛水鐘掛上即可完成。

4.4? ?其它集裝箱安裝

飽和設(shè)備機械集裝箱和基座，通過焊接在基座上的燕尾扭鎖連接；2#減壓艙、3#減壓艙模塊的頂部已經(jīng)預(yù)安裝了集裝箱燕尾扭鎖，直接將潛水控制室、飽和控制室及潛水設(shè)備機械集裝箱吊運至2#減壓艙、3#減壓艙以及飽和設(shè)備機械集裝箱上面，鎖緊即可。

5? ? 負荷試驗

按照船級社要求，對潛水鐘回收系統(tǒng)開展負荷試驗，主要對A支架、潛水鐘絞車、臍帶纜絞車和導(dǎo)纜絞車做動靜態(tài)負荷試驗：

（1）首先做A支架的37.4 t靜態(tài)載荷試驗，通過液壓系統(tǒng)將A支架的吊梁移動至工作位置，使用φ114x8圓管將導(dǎo)軌頂部和月池蓋連接以保護安裝螺栓，利用兩套20 t吊帶和鋼絲繩、20 t拉力計，手動葫蘆掛在A支架兩側(cè)并連接導(dǎo)軌頂部的強結(jié)構(gòu)，通過手動葫蘆提升電子拉力計讀數(shù)為18.7 t，停留5分鐘并觀察設(shè)備和A支架狀態(tài)。試驗完成后檢查A支架結(jié)構(gòu)及兩處負載位置是否有變形或裂紋并記錄；

（2）在導(dǎo)向架頂部焊接擺放重塊的試驗平臺，按照廠家和船級社的負荷試驗要求，利用吊重塊的方式完成潛水鐘回收系統(tǒng)的其它負荷試驗。試驗平臺安裝前，計算平臺結(jié)構(gòu)的大小和確定導(dǎo)向架頂部結(jié)構(gòu)強度滿足試驗要求。

6? ? ?結(jié)束語

本船通過改裝，在各設(shè)備及系統(tǒng)安裝、調(diào)試后，進一步進行海試：將潛水鐘收放系統(tǒng)下放到最大工作深度300 m，使用配重絞車緊急回收潛水鐘，船舶在5°傾斜情況下回收潛水鐘，潛水鐘在不同水深時的功能測試等，實現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)，得到DNV及CCS船級社的認(rèn)可，取得相關(guān)證書。