摘要：原油转驳船（Cargo Transfer Vessel）为一种新概念深水动力定位，大功率原油输送的装备。本文主要介绍该船艉部两台主推进器结构基座的内场制作、船台安装及主推吊装工艺。
关键词：原油转驳船；全回转艉推
引言
本项目船舶——原油转驳船DP2定位系统：包括船艉的两台全回转主推进器艏部两台2200KW全回转伸缩推，一台700KW侧推。该全回转主推为近年来公司安装的体积最大、重量最重的全回转推进器。该主推安装在船艉的11A总段（161/171分段）上，安装时是通过螺栓将结构基座的法拉盘和主推法兰盘固紧固在一起；由于该设备体积较大，因此结构基座法兰盘直径也比其他船的大很多，同时结构基座板面厚超标，制作加工难度很大、精度要求高；其次，主推高度超高，且设备吊点位置较高，按照常规安装方法，则设备根本无法吊装与安装；
根据以上存在的问题，工法工艺组深入研究，从分段制作入手，为设备基座制作、安装制定了一套行之有效的方案。主要过程包括内业分段制作阶段和船台安装阶段，通过对制作工艺的详细制定及现场工艺跟踪，很好的解决了分段制作及安装过程中的出现的问题，完成了两台全回转主推的安装，为公司在这个方面积累了宝贵的经验和技术。
1、主推进器结构基座的制作与安装
全回转主推安装精度要求较高，对比船舶其他结构发现，主推基座区域均为厚板区，基座法兰盘面板厚度更是达到了120MM，其他结构附件厚度也在50及35MM厚，且整个法兰盘结构呈齿轮状；船体主结构为常规板厚，为保证船体结构和设备基座精度，可将设备基座单独作为一个片体进行制作，船体结构161、171分段按照常规方式进行分段制作、总组、搭载，设备基座在船台阶段择机进行安装。
1.1基座制作与施工
本项目艉部推进器座为厚板及超厚板的混合结构，面板法兰为NVE36、厚度为120mm（加工后的厚度为80mm），圆筒腹板为NVD36、厚度为35mm，连接“T”型板为NVD36、面板厚度为50mm、腹板为35mm。艉推基座结构刚性大、超厚板焊接填充量大，艉推座精度要求高，在施工中需要严格控制，防止出现裂纹及减少焊接变形和结构残余应力。
①建造方式：以法兰面板为基准面反造
②胎架形式：平台或平面胎架
③建造流程：法兰盘的建造流程如下图所示：
图1-1 法兰盘的建造流程
④安装工艺要求：
a、腹板圆筒在下料半径方向R+2mm，在下料中需要加放收缩量（以板厚中心线为基准加放）高度方向+2mm收缩量；
b、腹板圆筒对接缝焊后需要重回三星辊校圆及消除应力处理；
c、腹板筒体采用无余量加工，在加工中需要注意控制上下端面平面度及对接缝端面对齐度，加工后直接在坡口内点焊固定；
d、面板法兰拼板时注意控制外圆尺寸及圆度，需要采用地样线拼板，法兰拼板焊后独立作局部热处理消除应力处理
e、面板法兰加工定位采用地样线定位，同时控制法兰面的水平度。
f、腹板筒体安装时控制与法兰面板的垂直度
g、所有的装配固定焊需焊在后焊面一侧
⑤焊接工艺
a、焊接方式的选择：法兰盘的所有焊接方式应全部采用双面焊，以降低焊接接头的内应力
法兰面板拼板及腹板筒体对接缝：SAW
其它接头：FCAW双面焊
b、焊接坡口形式
图1-2 法兰盘的坡口
c、焊接参数的选择
表1-1 焊接参数
d、焊前预热及层间温度
焊前预热：根据材料化学成份、构件厚度、结构拘束性、决定预热温度；
焊前预热温度：80～100℃；
预热范围：坡口两侧各100mm范围内；
预热方式方法及要求：火焰加热或电瓷片加热。无论采用何种加热方法都必须保证加热范围内温度均匀，避免局部过热；
预热温度的测量位置要求：测量位置距坡口边缘25mm位置；
预热温度的测量方法要求：测温笔或红外线测温仪；
层间温度：层间温度应该控制在100～250℃
⑥焊后热处理：
a、法兰面板对接拼版缝焊后进行局部（焊缝两侧各不小于100MM范围）热处理，热处理时间及温度控制应按照一下曲线实施
图1-3
b、其它焊缝在焊后焊缝温度不小于250℃的情况下采用保温棉妥当覆盖缓冷；
c、焊接顺序：
焊接顺序及方法原则：采用对称分段退焊法焊接
a）焊接流程：为控制结构的角变形，实施以下的焊接流程：正面焊接——焊缝反面清根处理——焊缝反面焊接——正面焊接——反面焊接
b）筒体腹板与法兰面板的焊接顺序：先焊内侧在焊外侧，分段对称施焊法；
图1-4
c）整体焊接顺序
图1-5
⑦焊接工艺要求
a）正确选择焊接参数，防止打底层热裂纹及未焊透，按要求严格做好焊前预热及焊后缓冷工作，按照正确的焊接顺序进行焊接，采用多层多道焊焊接，每层接头错开不小于50mm，每道焊的侯度不大于5mm，每道焊缝的宽度不大于16mm。在焊接过程中实施同一条焊缝双面交叉焊接，需控制检测防止出现角变形，严格控制焊接填充量，全焊透的角接接头，贯穿板一侧的焊脚控制在6~10mm范围内
b）法兰面平面度：±2.5mm
c）法兰面板拼板缝热处理后100%UT和MT无损探伤，其它焊缝焊后48小时后100%MT无损检测
1.2 艉推基座的船台安装
艉推基座焊接完成后，在船台阶段安装，该基座安装时，仅需要将法兰盘周围伸出的T型梁与船体T型梁结构进行对接焊既可，最终对接状态如下图所示：
法兰盘安装后俯视图 法兰盘安装后仰视图
图1-6
（1）在法兰盘吊装前，使用样冲在法兰面板上做出十字中心线，同时在法兰盘的圆通上做出下口十字中心线样冲点。在上下法兰口各点焊一根角钢，并根据样冲点在角钢上找到上下中心点，并在样冲点上钻孔；
（2）画地样线，按照理论数据，在船台上画出上法兰盘面板中心线和下筒体十字中心线（如该阶段船体外板还未开孔，可以在该区域开设简单的工艺孔，仅供上下法兰盘上的线锤自由垂下既可）；
（3）设备基座吊装到结构位置后，从法兰盘上拉设线锤，根据地样线的两个中心点，调整法兰盘位置并进行点焊定位
法兰盘定位精度要求如下：
上法兰面板轴心精度：理论±1，极限±2，
下筒体轴心精度：理论±1，极限±2
（3）焊接
法兰盘与周围结构焊接时，需要两人同时对称烧焊，焊接时应该实时监控法兰盘上下轴心数据变化，如发生较大偏移应该既可进行校正；
（4）法兰盘面板铣削加工、螺丝孔配钻
法兰盘面板安装厚度要求为80MM，面板实际厚度为120MM，因此需要先将法兰盘面板厚度铣削加工至80MM，后可进行配钻；
2、推进器吊装
由于设备尺寸较大，重量较大，且最终的安装状态和使用状态保持一致，安装位置位于船舶艉部下方，吊机等船台设备而无法在此处均无法使用，因此，应先将设备自身高度降低，后再使用专用的托盘结合滑车轨道将设备运输至安装位置，整个工作流程如下：
（1）设备起吊翻身至专用托盘
全回转主推单台重量59T，由于设备体积巨大且自带吊点过高，同时船台基线至设备安装点高度有限，因此无法使用常规吊装方式进行安装。经过反复模拟协商，决定租借设备专用的拖盘进行吊装，设备到货时竖放，安装前需要先进行翻身（见下图），将翻身后的设备吊装至专业托盘上后，才可以进行后续的安装。设备到货状态及放到专用托盘上的状态如下图所示：
设备到货时状态 设备放置到专用托盘上的状态
图1-7
图1-8
设备翻身流程图（由于设备自身吊点布置问题，翻身时使用两台吊机配合进行）。
（2）设备降高，铺轨安装
设备放置到专用托盘后，整体高度依然较高，无法避开顶部船体结构，因此还需要把设备顶部马达拆除，进一步降低设备整体高度（顶部的马达拆除后需要先行吊装，马达自重9T，使用艉舵舱顶部已安装完毕的吊环将马达平吊至舱内固定），然后将设备托盘吊装至船艉铺好的轨道小车上，整体拖行至指定的安装位置，并进行起吊完成安装；设备铺轨拖行布置方案如下所示：
艉推拖行艉视图 艉推安装侧视图
图1-9
艉艉部主推安装完成后状态
图1-10
3、本工艺难点及解决方案
通过对设备相关资料的深入研究，提出影响设备安装精度的问题，并对这些问题进行逐一的解决：
3.1基座平面度
对设备安装影响最大的是基座平面度，为了不影响分段的制作进度，将设备基座单独为一个小的片体进行加工制造，有效保证了平面度精度；
对于设备基座法兰盘，其主要的问题在与全是厚板，任何不规范的焊接和处理都会影响法兰盘的制作精度，针对该基座法兰编写一套细致的制作工艺和热处理工艺尤为重要，同时安排专人对现场施工进度实施监督，严格按照工艺执行；
3.2 法兰盘船台定位精度
3.2设备超高
对于设备超高问题，通过使用专用的托盘和拆除设备上的部分部件来实现降高，拆除设备上的部分部件虽然较为麻烦，但却是解决高度问题的有效手段。使用专用的托盘，既降低设备的重心，又可以在工装上安装满足自己需要的吊环，同时还是后续设备拖行安装的重要支撑。
公司安装其他类船舶全回转艉推时一般使用单挑轨道将设备转运至船舶下方，在使用船台吊机从甲板工艺孔将设备吊起，但该设备由于体积和重量以及船体结构的特殊性，这种安装方式无法实施。
因此使用专用的设备托盘进行托运和安装就简单可以了，但限于托盘的尺寸，需使用双排轨道（四条轨）进行运输，加上拆除了较高的设备马达，运输安装问题全部得以解决。
4、结束语
本工艺充分利用集团已有的建造场地、设备、人员实现船体结构的制作与加工，并成功完成基座和设备主体的吊装，节省了时间与制作成本；为公司积累了大型全回转艉推的安装经验；对超厚板的焊接及热处理有积累了实际经验数据；实现制作周期的统筹安排，做到了质量可控，纳期可控，避免了项目建造的风险。
论文作者:朱进喜,林钟卫
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/27
标签：法兰盘论文; 基座论文; 设备论文; 法兰论文; 船台论文; 结构论文; 三星论文; 《基层建设》2019年第16期论文;