劉火明

(啟東豐順船舶重工有限公司, 江蘇 南通 226200)

CCS萬噸級船舶輪機(jī)管系預(yù)舾裝研究

劉火明

(啟東豐順船舶重工有限公司, 江蘇 南通 226200)

2010年我國造船完工量高達(dá)6 560萬載重t，躍居世界第一，然而我國船舶工業(yè)在高速發(fā)展的進(jìn)程中也積累了不少矛盾和問題，主要表現(xiàn)在：創(chuàng)新能力不強(qiáng)，結(jié)構(gòu)性矛盾突出，產(chǎn)業(yè)集中度較低、生產(chǎn)效率和管理水平亟待提高、船舶配套業(yè)發(fā)展滯后以及海洋工程裝備發(fā)展步伐緩慢。縮短造船周期，在目前的造船形勢下顯得意義更加重大。本文主要介紹了采用預(yù)舾裝的方法來達(dá)到縮短造船周期的目的。

預(yù)舾裝 管系 縮短造船周期

1 前言

啟東豐順船舶重工有限公司作為中國船舶行業(yè)中的中大型民營企業(yè)，積極培養(yǎng)創(chuàng)新能力、優(yōu)化管理能力、提高生產(chǎn)效率。而生產(chǎn)效率的提高、造船周期的縮短又與預(yù)舾裝、管系預(yù)舾裝有著密切的聯(lián)系，下文將逐步介紹“預(yù)舾裝”和“管系預(yù)舾裝”的具體概念。

2 預(yù)舾裝的概念

預(yù)舾裝之前，把船殼視作載體，往船殼上安裝的一切物件都叫作舾裝件。

實現(xiàn)高效造船的舾裝內(nèi)在含義應(yīng)是“先行舾裝”，即把在塢(臺)和下水時的船內(nèi)舾裝作業(yè)量降到最低限度，使舾裝工序前移或日工序優(yōu)化，最大限度擴(kuò)大生產(chǎn)環(huán)節(jié)各項的完工率，實現(xiàn)預(yù)制和預(yù)裝。

據(jù)統(tǒng)計，在船舶建造過程中，舾裝工程量約占造船總工程量的45%～55%。舾裝工程中，管系舾裝占有很大的比例，并隨著船舶先進(jìn)程度的提高而增大，由于管系舾裝在船舶建造中的工程量較大，加之作業(yè)周期長、施工條件差、手段落后，所以做好管系預(yù)舾裝工作、提高管系的預(yù)舾裝率是縮短造船周期的一個重要內(nèi)容。

管系預(yù)舾裝就是將管系安裝工程的“船上作業(yè)陸地化、高空作業(yè)平地化、外場作業(yè)內(nèi)場化”。

3 管系預(yù)舾裝

對啟東豐順船舶重工建造的19 900 dwt成品油/化學(xué)品船的管系進(jìn)行統(tǒng)計，全船管子總根數(shù)約為10 000根，機(jī)艙部分6 022根(其中泵艙部分832根)，艏部270根，貨艙區(qū)1 600根，甲板部分1 176根，煙囪部分321根，上層建筑部分215根。機(jī)艙部分有分段31只，預(yù)裝管子3 838根，平均每只分段 124 根。單元16只，預(yù)裝管406根。根據(jù)上述統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可知：分段預(yù)舾裝率=3 838/10 000=38.4%，單元預(yù)舾裝率=406/10 000=4.1%，甲板部分共有分段18只，單元管子550根。單元預(yù)舾裝率=550/10 000=5.5%，上層建筑部分共有分段6只，預(yù)裝管子160根，平均每只分段27根。

同樣，我們可以算出：分段預(yù)舾裝率=160/10 000=1.6%，貨艙區(qū)和艏部部分共有分段40只，預(yù)裝管子583根，平均每只分段15根，單元的管子1 052根。分段預(yù)舾裝率=583/10 000=5.8%，單元預(yù)舾裝率=1 052/10 000=10.5%，煙囪部分共有分段1只，預(yù)裝管子72根，分段預(yù)舾裝率=72/10 000=0.7%。從國外情況看，日本目前的預(yù)舾裝率標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

通過比較可知，我們的管系分段預(yù)舾裝率46.5%，單元的預(yù)裝率14.6%，其中管系分段預(yù)舾裝率已接近日本的一般水平。如果我們能實現(xiàn)較多的總段預(yù)舾裝和單元預(yù)裝，則可以接近日本的較高水平。因此要提高管系的預(yù)舾裝率，擴(kuò)大單元組裝是最有效的辦法之一。

4 提高管系預(yù)舾裝率與縮短造船周期的關(guān)系

管系舾裝工程是船舶建造中周期最長的工程之一。如果大量的管系安裝工程在碼頭舾裝階段完成，那么其對造船周期會有很大影響。當(dāng)然，影響造船周期的因素很多，本文只就管系舾裝對造船周期的影響作具體分析。我廠建造的27 000 dwt成品油/化學(xué)品船的管系預(yù)舾裝率為40%，下水到發(fā)電機(jī)動車的周期為30天，發(fā)電機(jī)動車時管系安裝工程量完成95%。日本船廠的情況是：預(yù)舾裝率達(dá)到85%，船離開船臺到了水上，馬上就可以啟動發(fā)電機(jī)。如果我們管系預(yù)舾裝率達(dá)到80%，并在船臺吊主機(jī)和煙囪，則下水時管系安裝工程量就能達(dá)到95%，能滿足發(fā)電機(jī)動車的要求。不考慮其他舾裝工程的因素，管系預(yù)舾裝率從40%提高到80%則發(fā)電機(jī)動車最多能提前30天，管系預(yù)舾裝率每提高10%就能縮短造船周期8天。

5 提高管系預(yù)舾裝的幾種有效方法

5.1 單元組裝

5.1.1 單元舾裝

以某一舾裝件為主體，其他舾裝件依附其上而形成的一個組合體，或者以一定構(gòu)架、基座或其他連接件將若干舾裝件連成一個整體。圖1、圖2是我廠19 900 dwt成品油/化學(xué)品船機(jī)艙底層的單元圖片。

5.1.2 單元組裝分類

(1) 功能性單元。這類單元大多由設(shè)備廠提供，它把主體和附屬設(shè)備及有關(guān)附件組合在一起構(gòu)成單元。它具有一定的功能，在船上機(jī)艙區(qū)域應(yīng)用較多，如制淡裝置、燃油滑油分油機(jī)、主輔機(jī)供油單元、鍋爐等；上層建筑內(nèi)有整體式衛(wèi)生單元。

(2) 區(qū)域性單元。這類單元由船廠根據(jù)設(shè)備和管系布置情況，將一定區(qū)域內(nèi)的舾裝件組裝起來，主要有設(shè)備單元、箱柜單元、管束單元等。

5.1.3 單元組裝技術(shù)的應(yīng)用

單元組裝是提高預(yù)舾裝率最有效的辦法之一。使原本只能在船上完成的工作現(xiàn)在在車間就能完成，譬如以下幾種：

(1) 機(jī)艙花鋼板以下，主機(jī)以前部分以海水總管為主體組成一個四周留有空隙的區(qū)域性單元。如圖1主機(jī)旁單元，這樣的單元能在地面組裝后吊船，也可直接在雙層底分段上安裝，沒有設(shè)備也能組裝150～200根管子。由于單元周圍留有一定的空隙，因此不會影響船體分段合攏時工作。為區(qū)別于盆舾裝，我們將此稱之為“盤舾裝”。

(2) 泵組周圍的管系。機(jī)艙底層，消防泵、海水泵、低溫淡水泵等泵組，因管路連接集中，可以依附舾裝的框架，整體在車間制作完工，如圖2海水冷卻泵單元。

(3) 零部件單元，又稱單件小單元。例如：由幾根管子和支架構(gòu)成的集束管單元，如圖3所示；由多頭分支管和閥件或其他管附件組成的分配單元，如圖4所示；由截止閥和減壓閥組成的龐通單元，如圖5所示。

5.1.4 單元預(yù)裝的優(yōu)點

(1) 改變了傳統(tǒng)的安裝方法，實行與船體建造的平行作業(yè)，縮短了整個造船周期。

(2) 從根本上改善了安裝工作的條件，并能有效地掌握安裝工作的質(zhì)量和進(jìn)度；使外場工作改為內(nèi)場安裝，縮小立體操作的時間，減少工傷事故的發(fā)生。

(3) 實現(xiàn)了單元的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，簡化了機(jī)艙布置圖和管系圖。

(4) 充分利用內(nèi)場的設(shè)施(氣割、電焊、起重設(shè)備)，使管系安裝現(xiàn)場工作環(huán)境改善。

(5) 對批量生產(chǎn)極為有利?？梢岳锰ゼ馨惭b，省略基準(zhǔn)定位的時間，既保證質(zhì)量，又提高工效、降低成本。

總之，單元預(yù)裝具有強(qiáng)大的生命力，應(yīng)該成為造船工作的一項重要施工工序。

5.2 分段預(yù)裝

分段預(yù)裝就是將舾裝件或單元在船體分段制造過程中或上船臺之前安裝到分段結(jié)構(gòu)上去的一種預(yù)舾裝方法。它可以將船臺上的管裝工作分散到各個分段堆場甚至車間內(nèi)部，同時，為分段的涂裝工作創(chuàng)造了良好的條件。

5.2.1 分段預(yù)裝的內(nèi)容

(1) 雙層底分段的預(yù)裝。主要是指貨艙區(qū)的壓載管系，為涂裝PSPC工作提供了有利條件。

(2) 機(jī)艙平臺甲板和上甲板分段的預(yù)裝。這類分段的建造特點大部分是翻身建造。因此，對于甲板反面的管子、風(fēng)管和電纜進(jìn)行預(yù)裝最為有利，可使仰裝的不利因素轉(zhuǎn)化為俯裝的有利因素， 減輕勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。

(3) 上板層建筑分段的預(yù)裝。上層建筑分段一般都采用翻身建造法，因此，對于甲板反面的消防管、疏排水管、電氣托架以及空調(diào)風(fēng)管等的預(yù)裝較為有利。

(4) 甲板分段的預(yù)裝。除機(jī)艙部分以外的甲板，也是采用反造來進(jìn)行頂部管路的安裝。它包括甲板主步橋、輔步橋，在主步橋和輔步橋下面及周圍的管子可以此為依托，整體預(yù)裝在甲板上，如圖6主甲板步橋單元所示。

5.2.2 分段預(yù)裝的優(yōu)點

分段預(yù)裝不僅可以縮短造船周期，而且可以達(dá)到省力、安全的目的。簡要概括成四句話：高空作業(yè)平地做，外場作業(yè)內(nèi)場做，狹小艙室敞開做，仰裝作業(yè)俯著做。

5.3 總段預(yù)裝

總段預(yù)裝亦稱立體舾裝，是同兩個及兩個以上的船體分段裝配后再完成舾裝件的安裝， 如果說分段預(yù)舾裝是第一次預(yù)裝， 那么總段預(yù)舾裝屬于第二次預(yù)裝。由于受起重能力、生產(chǎn)場地和生產(chǎn)準(zhǔn)備周期等的限制，總段預(yù)舾裝尚不普遍，一般在上層建筑和艏部實行。

5.4 盆舾裝

盆舾裝就是將雙層底分段舷側(cè)外板及隔艙板的接縫提高到花鋼板以上，在分段正置情況下在內(nèi)底板上安裝舾裝件或單元組件的一種舾裝方式。盆舾裝可以擴(kuò)大機(jī)艙底層預(yù)舾裝工作量，非常有發(fā)展前途。

6 結(jié)語

本文對預(yù)舾裝帶來的造船周期的節(jié)省進(jìn)行了詳盡的闡述。預(yù)舾裝率的高低直接影響造船速度的快慢，這也給我們指明了縮短造船周期的努力方向。相信我國造船業(yè)通過自身的不懈追求和努力創(chuàng)新，在不久的將來，無論從產(chǎn)量還是技術(shù)上都將得到進(jìn)一步的擴(kuò)大提升，在世界造船發(fā)展史上譜寫新的篇章。

[1] 李堃.現(xiàn)代造船工程[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，1998.

[2] 張賢中.最新縮短船舶建造周期的優(yōu)化管理與技術(shù)設(shè)計及區(qū)域新造船模式實用全書[M].北京：北京機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[3] 徐兆康.船舶建造工藝學(xué)[M].北京：人民交通出版社，2000.

[4] 李蘭美，梁華軍. 國外船舶舾裝現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].造船技術(shù)，2007，(3)：4-8.

Study on Preoutfitting of Machinery & Piping for Shortening Shipbuilding Cycle of CCS 10 000 tons Ship

LIU Huo-ming

(Qidong Fengshun Ship Heavy Industry Co., Ltd.， Nantong Jiangsu 226200, China)

In 2010, China has become the largest country of completion of ships, which is 6 560 000 dwt.However, some difficulties and problems accumulated in high speed development are also revealed, these mainly display in low creativeness, acute structural imbalance, low industrial concentration, inefficiency in production and management, inadequate development of ship equipment industry and marine engineering equipments. Shortening shipbuilding cycle is revealing even more importance in the present. This article mainly introduces the application of pre-outfitting in shipbuilding cycle shortening.

Pre-outfitting Piping Shortening shipbuilding cycle

劉火明(1984-)，男，助理工程師。

U671

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