董鶴，孫博文，蔣家坤

(啟東中遠(yuǎn)海運(yùn)海洋工程有限公司，江蘇 啟東 226200)

本文研究對(duì)象是為巴西石油公司建造的海上超大型FPSO項(xiàng)目。由于項(xiàng)目超長(zhǎng)，船廠現(xiàn)有塢資源無(wú)法滿足整船在塢內(nèi)一次性搭載完成的需求，因此，提出整船分兩段建造然后再對(duì)接合攏的技術(shù)方案。該技術(shù)的研究突破傳統(tǒng)意義上超大型船舶在塢內(nèi)一次性建造完成對(duì)大型塢資源的要求。主要從大合攏的準(zhǔn)備工作、所需要的工裝、項(xiàng)目的浮態(tài)、操作流程，以及合攏控制要求等方面進(jìn)行研究。

超大型FPSO在塢內(nèi)分為艏艉兩個(gè)半段進(jìn)行搭載，但在塢內(nèi)搭載前需對(duì)后期艏艉2個(gè)半段大合攏技術(shù)進(jìn)行初步論證，以確定大合攏縫的劃分位置，通過(guò)前期研討確定該FPSO的大合攏縫劃分位置確定在肋位FR156處。生產(chǎn)階段塢內(nèi)搭載完成后，艏艉2個(gè)半段相繼出塢，然后拖航至大合攏處的目標(biāo)浮船塢，通過(guò)浮船塢進(jìn)行2個(gè)半段的對(duì)接合攏。根據(jù)項(xiàng)目浮態(tài)及大合攏狀態(tài)，確定艏半段先進(jìn)塢，然后艉半段進(jìn)塢進(jìn)行2個(gè)半段對(duì)接合攏。因?yàn)轸喊攵纬运^大，因此確定艉半段作為定位段在塢內(nèi)先坐墩，艏半段后拉移靠近艉半段，拉移過(guò)程中需實(shí)現(xiàn)邊拉移，邊對(duì)浮船塢進(jìn)行調(diào)載使艏艉2個(gè)半段在塢內(nèi)完成最終的對(duì)接合攏。

1 FPSO及浮船塢參數(shù)

FPSO艏艉半段信息及浮船塢參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 FPSO艏艉半段信息表 m

FPSO在塢內(nèi)布置，見(jiàn)圖1。

圖1 塢內(nèi)布置

大合攏在浮船塢內(nèi)的布置需兼顧浮船塢及FPSO雙方的結(jié)構(gòu)分布及浮船塢的艙室分布，以便于在對(duì)接合攏時(shí)艙室調(diào)載利于高效合攏，同時(shí)確保FPSO及浮船塢的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不受影響[1-4]。

根據(jù)項(xiàng)目艏艉半段參數(shù)及浮船塢參數(shù)制定相應(yīng)的大合攏技術(shù)方案，該方案的制定是指導(dǎo)生產(chǎn)安全順利完成大合攏作業(yè)的基本準(zhǔn)則。技術(shù)方案的制定需依據(jù)相關(guān)技術(shù)圖紙資料完成，涉及的圖紙主要有大合攏項(xiàng)目總布置圖、浮船塢總布置圖、合攏項(xiàng)目大合攏口橫剖面圖，以及合攏項(xiàng)目重量控制報(bào)告等。

2 進(jìn)塢合攏前準(zhǔn)備

1)工具準(zhǔn)備。全站儀、長(zhǎng)卷尺、20 t、10 t手拉葫蘆、千斤頂、角尺、鋼尺、細(xì)鋼絲、粉線等測(cè)量工具和畫(huà)線工具。

2)艏、艉總段主結(jié)構(gòu)必須完成焊接及檢驗(yàn)，各密性艙室完成艙室的密性試驗(yàn)，雙層底管在合攏口并作相應(yīng)的密性封堵，合攏口管路接頭及連通管弄與底邊艙之間管路接頭密封，保證半條船在調(diào)配壓載水不會(huì)發(fā)生滲漏現(xiàn)象。同時(shí)避免發(fā)生從搭載塢拖航至大合攏塢過(guò)程中海水進(jìn)入艙內(nèi)現(xiàn)象。

3)艏總段/艉總段合攏口余量完成二次修正，完成艏總段/艉總段主尺度測(cè)量，且測(cè)量數(shù)據(jù)在允許范圍內(nèi)。測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)包括中心線、長(zhǎng)/寬/高、底板、甲板距基線高，甲板、龍骨水平值。測(cè)量后的數(shù)據(jù)不滿足大合攏要求是要立即對(duì)有偏差的數(shù)據(jù)進(jìn)行再次修正。要完成多種不同狀態(tài)下的數(shù)據(jù)測(cè)量保證數(shù)據(jù)在可控范圍內(nèi)。

4)艏總段/艉總段中心線、合攏口對(duì)合線、裝配水線檢驗(yàn)線(樣沖)應(yīng)清晰。其中包括甲板面、舷側(cè)外板及內(nèi)縱壁對(duì)合線，2總段合攏口肋骨間距檢驗(yàn)線。劃線清晰可保證在大合攏作業(yè)是清晰可見(jiàn)一目了然，提高合攏作業(yè)精度及效率。

5)艏總段/艉總段首尾端及左右舷側(cè)需設(shè)臨時(shí)水尺(臨時(shí)水尺劃線根據(jù)項(xiàng)目吃水決定，該FPSO劃線需滿足船底基線向上1～7 m范圍內(nèi)每間距200 mm畫(huà)一線)用白色油漆(或人眼易于觀察的亮色)標(biāo)志。在項(xiàng)目艉總段舷側(cè)外板FR0處通過(guò)白色油漆劃線標(biāo)色，用于合攏初步定位。

6)提前準(zhǔn)備60 m進(jìn)塢牽引纜繩8根，艏總段首尾部左右各1根，艉總段首部左右各2根，提前放置于項(xiàng)目甲板上對(duì)應(yīng)帶纜樁位置以備使用。項(xiàng)目主甲板上臨時(shí)纜樁及導(dǎo)纜孔位置按照大合攏要求布置，根據(jù)布置圖提前安裝到位。

7)船塢沉到水面至塢墩上面7.5 m處時(shí)，船塢能碰的位置(塢墻)需增加靠把共6個(gè)，左右兩邊靠把橫向?qū)挾葹?.5 m(考慮錨鏈導(dǎo)纜滾輪處為1.8 m左右)。LRB結(jié)構(gòu)共裝8處防護(hù)輪胎，艏艉總段各均勻分布4處。通過(guò)護(hù)舷靠靶及輪胎的布置以防止艏艉兩段在進(jìn)塢過(guò)程中發(fā)生碰撞損壞結(jié)構(gòu)。

8)浮船塢上方頂甲板需新增4臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)，該卷?yè)P(yáng)機(jī)位置分別分布在船塢335 m和200 m處左右各放1臺(tái)，用于艏艉總段合攏時(shí)的輔助定中。

9)艏艉兩個(gè)半段的艏艉封板處各增加2個(gè)吊耳并提前連接長(zhǎng)18 m、直徑32 mm的鋼絲繩及末端35 t卸扣1只，進(jìn)塢大合攏時(shí)拖輪控制使用。

10)在FPSO外板肋位FR20、FR149、FR164、FR304距基線20 700 mm新增吊耳8個(gè)，同時(shí)提前掛好直徑32 mm、長(zhǎng)度7 500 mm鋼絲(包括鋼絲繩及兩端卸扣長(zhǎng)度)，進(jìn)塢前鋼絲繩的末端用引纜系好且引纜另一端固定在船上，方便拋纜連接塢上鋼絲繩。

11)大合攏口處焊接施工區(qū)域提前搭好腳手平臺(tái)，方便現(xiàn)場(chǎng)施工，同時(shí)該腳手平臺(tái)及項(xiàng)目自身結(jié)構(gòu)不得有凸出物超出艏艉兩半段的合攏口。

12)大合攏在塢內(nèi)進(jìn)行，根據(jù)船塢總布置圖及塢墩布置圖，塢墩整體布置承載。塢墩在布置時(shí)需兼顧FPSO結(jié)構(gòu)框架及浮船塢結(jié)構(gòu)框架分布情況，選擇重合的共用結(jié)構(gòu)處進(jìn)行布墩，以保證大合攏項(xiàng)目和浮船塢結(jié)構(gòu)均不受到損壞。

3 合攏定位工裝

1)分別在艏艉半段合攏口處設(shè)置拉泵吊耳與拉泵馬板。進(jìn)塢階段及大合攏初步拉靠時(shí)通過(guò)浮船塢絞車及牽引小車操作，當(dāng)距離靠近時(shí)，合攏操作則需通過(guò)葫蘆及拉泵配合進(jìn)行微調(diào)以保證合攏精度。

2)由于在合攏定位階段，整船吃水較大，工裝耳板需布置在水線面以上的區(qū)域，其操作位置現(xiàn)場(chǎng)需搭設(shè)腳手架。在水面以上位置布置可便于操作人員直接觀察對(duì)接時(shí)狀態(tài)。

3)在艉半段合攏口處的舷側(cè)及主甲板上設(shè)置封固導(dǎo)向馬板。作為兩半段拉移合攏時(shí)的限位，定位合攏完成后對(duì)封固導(dǎo)向馬板進(jìn)行封焊。封固馬板安裝需提前根據(jù)封固馬板安裝布置圖在塢內(nèi)搭載階段安裝完成。

4 重量分布及調(diào)載

1)重量重心，見(jiàn)表2。

表2 艏艉半段重量重心分布

2)壓載方式,見(jiàn)表3。

表3 艏艉半段壓載分布表

大合攏口處艙室自由進(jìn)水。

3)合攏浮態(tài)，見(jiàn)表4。

表4 艏艉半段合攏前浮態(tài)

5 進(jìn)塢及合攏作業(yè)流程

1)確認(rèn)進(jìn)塢及合攏時(shí)間，了解潮汐的變化?？偠魏蠑n應(yīng)盡可能選擇在較小、無(wú)漲落潮的狀態(tài)下合攏。

2)艏半段進(jìn)塢前排好塢墩并做好精度測(cè)量及報(bào)驗(yàn)。

3)根據(jù)項(xiàng)目計(jì)劃，浮船塢開(kāi)始下沉，下沉深度至少16 m，保證塢墩上表面距水面至少7.5 m。

4)艏半段通過(guò)塢墻上方的絞車和拖船進(jìn)塢并定位固定。同時(shí)調(diào)整塢墻上方吊機(jī)位置，根據(jù)項(xiàng)目使用需求進(jìn)行合理布置。

5)艉半段通過(guò)拖輪和塢墻上方的絞車?yán)七M(jìn)塢。

6)當(dāng)艉半段移位至合攏時(shí)的理論位置處停止，并通過(guò)纜繩固定艉半段四角。

7)慢慢抬升浮船塢，抬塢過(guò)程觀察水尺變化，船塢上浮并使艉半段坐墩，同時(shí)保證艏半段外底板與塢墩間隙超過(guò)1 m。

8)對(duì)艉半段坐墩情況進(jìn)行精度測(cè)量，坐墩精度滿足合攏要求方可進(jìn)行后續(xù)操作。為保證后續(xù)艏半段坐墩滿足需求，艉半段坐墩時(shí)中心線偏差不得超過(guò)200 mm。

9)通過(guò)浮船塢上絞車及牽引小車拖拉使艏半段緩慢靠近艉半段，當(dāng)艏半段移至離合攏縫200 m左右的位置時(shí)停止，通過(guò)纜繩固定艏半段四角。

10)采用預(yù)先布置好的葫蘆拉動(dòng)，通過(guò)抬塢與葫蘆配合進(jìn)行艏半段定位至艏半段坐墩，再次進(jìn)行精度測(cè)量。

11)合攏過(guò)程采用全站儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證操作時(shí)甲板面預(yù)先設(shè)定的對(duì)合線確保前中后中心位置形成三點(diǎn)一線，中心線偏差不大于5 mm。隨時(shí)檢查甲板、外板、中縱壁、內(nèi)縱壁等是否正確對(duì)位，對(duì)合線是否對(duì)準(zhǔn)。

12)定位完成繼續(xù)抬塢，當(dāng)浮船塢甲板完全浮出水面即停止，調(diào)整大塢水平，全站儀復(fù)測(cè)甲板水平度、檢測(cè)船底中線的基線水平度。

13)艏艉兩半段合攏定位后，應(yīng)密切觀察大塢吃水變化，測(cè)算大塢中拱/中垂?fàn)顟B(tài)，在FPSO大合攏縫完全焊接完成之前盡量維持大塢浮態(tài)，避免焊接過(guò)程大塢中拱或中垂?fàn)顟B(tài)發(fā)生變化而影響焊接質(zhì)量。

6 相關(guān)技術(shù)要求

1)合攏主尺度精度要求，見(jiàn)表5。

表5 艏艉半段合攏總體精度控制要求 mm

2)焊接質(zhì)量要求。焊縫外觀質(zhì)量：焊縫成形美觀、致密、平滑向母材過(guò)渡，表面不允許有裂紋、氣孔、夾渣、焊瘤、弧坑等缺陷存在。焊縫內(nèi)部質(zhì)量：船體主要結(jié)構(gòu)焊縫射線透視，超聲波探傷檢查焊縫內(nèi)在質(zhì)量。焊接質(zhì)量檢查應(yīng)在涂裝前進(jìn)行，船體分段建造中產(chǎn)生的缺陷，應(yīng)在合攏前修改完畢。

3)其他技術(shù)要求。合理安排切割和焊接作業(yè)，做好安全防護(hù)，高空作業(yè)時(shí)系好安全帶，嚴(yán)禁上下立體交叉作業(yè)。

提前做好必要的照明、清潔、通風(fēng)、測(cè)氧測(cè)爆等工作。

纜繩、卸扣要仔細(xì)檢查，如發(fā)現(xiàn)磨損嚴(yán)重，需進(jìn)行替換。纜繩和設(shè)備需提供有效證書(shū)。

在進(jìn)行操作前現(xiàn)場(chǎng)工作班組應(yīng)召開(kāi)臨時(shí)會(huì)議，確定各方操作人員準(zhǔn)備工作是否已經(jīng)達(dá)到相關(guān)要求。

上述所有程序必須符合相關(guān)的規(guī)范要求和安全生產(chǎn)的相關(guān)規(guī)定。

7 結(jié)論

通過(guò)對(duì)超大型FPSO 2半段建造再對(duì)接合攏技術(shù)的研究，表明該項(xiàng)技術(shù)在常規(guī)船型項(xiàng)目上適用性強(qiáng)，通用性高。針對(duì)不同的船型在對(duì)接合攏技術(shù)方案上大同小異，根據(jù)不同船型的主尺度，主要體現(xiàn)在船長(zhǎng)、型寬、型深及切斷面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等，可依據(jù)具體的區(qū)別點(diǎn)及浮船塢資源特性進(jìn)行具體分析及細(xì)節(jié)優(yōu)化。該技術(shù)的研究同時(shí)也表明浮船塢內(nèi)對(duì)接合攏與干船塢內(nèi)對(duì)接合攏又有所不同，對(duì)目標(biāo)項(xiàng)目的浮態(tài)要求及船塢內(nèi)塢墩的排布有不同的要求。因此，針對(duì)不同的船舶及不同類型的船塢資源，在普通常規(guī)船型2段建造再對(duì)接合攏技術(shù)上進(jìn)行具體研究可形成系統(tǒng)性技術(shù)參考。