CN110194240A - 一种大型lng船的液罐安装定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型LNG船液罐安装定位方法，通过本发明的安装定位方法，依次进行数据采集、模拟搭载、基准线确定、首批承压木环氧浇注、液罐一次吊装定位、环氧树脂高度值测量修正、液罐二次吊装定位等步骤，最后完成液罐最终安装定位。采用本发明方法，操作简单，定位工装制作要求低，在液罐安装定位的效率及定位精度上有显著提高。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种LNG船的液罐安装方法，尤其涉及一种通过二次吊装确定承压木位置并提高液罐支座与承压木的贴合状态的安装定位方法。
背景技术
液化天然气船是在零下162摄氏度低温下运输液化气的专用船舶，是高技术、高难度以及高附加值的“三高”产品，在LNG船的建造过程中液货罐的安装精度的控制尤为重要，直接影响了船舶装卸运送液货的能力。目前，大型LNG船的液罐安装定位仍处于探索阶段，所以为了给大型液化天然气船建造提供技术支持，顺利完成天然气船的建造，需在大型液化天然气船的液罐安装定位方法上取得突破以满足实际生产需求。
发明内容
本发明的目的是要解决一种大型LNG船液罐安装定位，通过测量仪器对液罐进行数据采集，提供初始定位基准，并二次吊装及辅助工装设备确保液罐支座与承压木的贴合度，同时快速、准确的进行液罐定位的方法，以克服现有技术上的缺陷。
本发明采用如下技术方案：一种大型LNG船的液罐安装定位方法，包括以下步骤：
一、以单个液罐为单位，分别在液罐顶部及底部所有支座上设置样铳点作为液罐支座位置数据收集点，然后利用三维全站仪测量液罐上所有数据收集点位置，得出液罐实际收集点位置与理论位置的偏差状态，液罐支座位置收集点一般选支座中心点；
二、在货舱内底板上基座上设置样铳点作为内底基座的位置收集点，利用三维全站仪测量内底基座上所有数据收集点位置，得出内底基座实际收集点位置与理论位置的偏差状态，位置收集点一般选基座中心点；
三、将步骤一和步骤二测量得出的数据收集点位输入三维分析软件中，对液罐进行模拟搭载，结合液罐的安装定位要求，通过在软件中调整得出液罐安装的理论最佳位置；
四、根据步骤三中液罐支座相对货舱内底基座的模拟搭载的状态，确定货舱内底中纵位置两端防横摇基座以及中间横向位置两端防纵摇基座内的承压木中心相对货舱基座中心的安装位置，待上述承压木调整到位后，以中纵位置两端防横摇基座内的承压木中心位置连线作为纵向定位基准线，以货舱中间横向位置两端的防纵摇基座内的承压木中心位置连线作为横向定位基准线，并在液罐对应上述四个支座上做好对应的定位基准线标记；
五、选取少量均布基座作为首批浇注的承压木，根据步骤三中液罐支座相对货舱内底基座的模拟搭载的状态，对选定的首批承压木进行调整至最终安装位置，在底座内及承压木表面贴薄胶带后完成底部环氧浇注，选取的首批承压木的实际浇注的环氧厚度在步骤三的理论计算值的基础上在增加一个相同厚度值，使液罐在首次吊装的位置时离液罐最终安装位置相差增高的环氧厚度值；
六、通过有限元建模计算分析出液罐仅由首批浇注的承压木支撑时，其余支座位置液罐的变形量△H。
七、吊装液罐前，在货舱开口处设置导向滑道，并在货舱四角设置5T葫芦供液罐定位时前后左右位置调整用。
八、用吊机将液罐吊起后顺着提前设置的导向滑道吊入货舱内，在液罐接近承压木时，并通过四角设置的葫芦进行调整液罐安装位置，直至液罐上预设的基准线标记与承压木上的基准线重合，此时继续下降液罐，使得液罐被预浇的首批承压木支撑住；
九、利用塞尺分别测量出剩余承压木四角至对应液罐支座的垂直间隙值，筛选出最小间隙值Hmin，考虑满足环氧性能及设计结构要求的最低环氧厚度Tmin，，考虑到液罐需再下降的最终高度H不大于Hmin，且Hmin-H≥Tmin，，确定液罐需再下降的最终高度H值，剩余承压木与对应液罐支座间隙调整至H-△H，即为调整到位，对已调整好的承压木位置做好标记。此时实际承压木的最低环氧厚度为Hmin-H。
十、在首批承压木四周做好标记，确定首批承压木的定位基准面，定位基准面位置为承压木对应的支座下表面往下量取H距离的平面；
十一、将液罐吊出货舱，将承压木吊出基座，在基座内涂抹相应厚度的环氧后，回装承压木，直至环氧完全固化。
十二、 将首批承压木从基座内取出，并将环氧与承压木分离，首批承压木根据步骤是中的定位基准面进行位置定位，并浇注环氧；
十三、再次吊装液罐，并重复步骤八中操作，对液罐进行二次定位安装，使液罐完全由内底滑动支座支撑；
十四、将货舱甲板总段安装到液罐顶部，并将所述顶部防横摇支座与顶部防横摇基座两个支撑体相配合。
如上所述，本发明大型LNG船的液罐安装定位方法，具有以下优点：
本发明的技术方案，填补了国内对大型LNG船的液罐安装定位的不足，通过本发明方案的实施，达到了该类船型的液罐定位要求。本发明详细介绍了液罐定位数据方法的采集、环氧厚度计算方法、定位基准线的选择以及液罐定位的操作方法，系统性的为大型LNG液罐的定位提供了技术支持。此外，本发明操作简单，定位工装制作要求低，在液罐安装定位的效率及定位精度上有显著提高。
附图说明
图1为液罐及其支座分布示意图
图2为液货舱及其基座分布示意图图
图3为液货舱基座与液罐支座相对位置图
图4为液货舱内定位基准线布置图
图5为液罐上定位基准线布置图
图6为首批浇注承压木分布和其他支座下挠量有限元计算图
图7为底部货舱防横摇基座和液罐防横摇支座的基本结构图
图8为液罐进舱导向导轨布置图
图中：1 液罐 2 液货舱
11 顶部防横摇支座 21 顶部防横摇基座
12 顶部防浮支座 22 顶部防浮基座
13 底部防横摇支座 23 底部防横摇基座
14 底部防纵摇支座 24 底部放纵摇基座
15 底部滑动支座 25 底部滑动基座
41 货舱横向对位基准线 42 货舱纵向对位基准线
43 液罐横向对位基准线 44 液罐纵向对位基准线
31 承压木 32 嵌入木
33 环氧 34 首批浇注承压木
35 导向导轨。
具体实施方式
本发明的大型LNG船的液罐安装定位方法主要包括以下步骤：
液罐1制作完成后，分别将液罐顶部防横摇支座11、液罐顶部防浮支座12、液罐底部防横摇支座13、液罐底部防纵摇支座14和液罐底部滑动支座15上设置样铳点作为液罐支座位置数据收集点，然后利用三维全站仪测量液罐上所有数据收集点位置，得出液罐实际收集点位置与理论位置的偏差状态，液罐支座位置收集点一般选支座中心点；
主船体搭载完成后，在货舱底部防横摇基座23、货舱底部防纵摇基座24、货舱底部滑动基座25上设置样铳点作为内底基座的位置收集点，利用三维全站仪测量内底基座上所有数据收集点位置，得出内底基座实际收集点位置与理论位置的偏差状态，位置收集点一般选基座中心点；
将上述分析得出的各偏差值输入三维分析软件中，对液罐进行模拟搭载，结合液罐的搭载定位要求，通过在软件中调整得出液罐安装的理论最佳位置，确定出液罐在货舱中具体的安装位置；
根据液罐相对货舱内底基座的模拟搭载的状态，确定货舱内底中纵位置两端防横摇基座以及中间横向位置两端防纵摇基座内的承压木中心相对货舱基座中心的安装位置，待上述承压木调整到位后，以中纵位置两端防横摇基座内的承压木中心位置连线作为纵向定位基准线位置43，以货舱中间横向位置两端的防纵摇基座内的承压木中心位置连线作为横向定位基准线位置44，并在液罐对应上述四个支座上做好对应的横向定位基准线标记41以及纵向定位基准线标记42；
根据液罐相对货舱内底基座的模拟搭载的状态，对选定的首批承压木34进行调整至数据分析的安装位置，在底座内及承压木表面贴薄胶带后完成底部环氧浇注，选取的首批承压木34的实际浇注的环氧厚度在数据分析的理论计算值的基础上在增加一个相同厚度值，使液罐1在首次吊装的位置时离液罐1最终安装位置相差增高的环氧厚度值；
通过有限元建模计算分析出液罐仅由首批浇注的承压木34支撑时，其余支座位置液罐的下挠变形量△H。
吊装液罐1前，在货舱2开口处设置导向导轨35，并在货舱内底四角设置5T葫芦供液罐定位时前后左右位置调整用。
用吊机将液罐1吊起后顺着提前设置的导向导轨35吊入货舱内，在液罐支座接近已浇注的首批承压木34上表面时，并通过四角设置的葫芦进行调整液罐1安装位置，直至液罐1上预设的横向基准线标记41、纵向基准标记42与货舱2上标记的横向基准线43、纵向基准线44重合，此时继续下降液罐1，使得液罐1被预浇的首批承压木34支撑住；
利用塞尺分别测量出剩余承压木四角至对应液罐支座的垂直间隙值，筛选出最小间隙值Hmin，考虑满足环氧性能及设计结构要求的最低环氧厚度Tmin，，考虑到液罐1需再下降的最终高度H不大于Hmin，且Hmin-H≥Tmin，，确定液罐1需再下降的最终高度H值，使用专用工装对剩余承压木与对应液罐支座间隙进行调整至H-△H，即为调整到位，对已调整好的承压木位置做好标记。此时实际承压木的最低环氧厚度为Hmin-H。
在首批承压木34四周做好位置标记，在首批承压木34对应的支座下表面往下量取H距离的确定为首批承压木34的最终安装位置；
将液罐1吊出货舱2，将承压木31吊出基座，在基座内涂抹相应厚度的环氧33，环氧厚度需略大于计算的H测量-H约2-5mm为宜，确保环氧33能从货舱基座四周围板内少量溢出，回装承压木31，直至环氧33完全固化。
将首批承压木34从基座内取出，并将环氧与承压木分离，首批承压木34根据上述定位位置进行调整，并完成浇注环氧；
再次吊装液罐1，并重复以上操作步骤，对液罐1进行二次定位安装，使液罐1完全由货舱2中承压木进行支撑；
将货舱甲板总段安装到液罐1顶部，并将所述顶部防横摇支座11与顶部防横摇基座21两个支撑体相配合。
液罐安装到位后，安装货舱底部防横摇基座、底部防纵摇基座以及顶部防横摇基座内的承压木31侧面的嵌入木32，嵌入木32根据对应的承压木31进行调整到位，并利用螺栓顶紧嵌入木固定其安装位置，然后在嵌入木32与液罐支座的间隙内填充环氧。嵌入木位置调整时，可在嵌入木与承压木之间塞一块3mm厚的薄片用于保证嵌入木32与承压木31之间的3mm（20摄氏度时）的间隙值，待环氧固化后取出薄皮。
综上所述，本发明大型LNG船的液罐安装定位方法弥补了大型液罐定位方法上的不足，对提高大型液罐的定位精度及定位效率有很重要的利用及借鉴价值。
Claims (7)
1.一种大型LNG船液罐安装定位装置，液罐（1）安装在LNG船货舱（2）内，其特征在于：所述液罐（1）底部中纵设有一排防横摇支座（13）、液罐底部中横位置设有一排防纵摇支座（14）、液罐底部两侧设有四排滑动支座（15）、液罐顶部中纵设有一排横摇支座（11）以及液罐顶部两侧设有两排防浮支座（12）；所述货舱（2）底部中纵设有一排防横摇基座（23）、货舱底部中横位置设有一排防纵摇支座（24）、货舱底部两侧设有四排滑动支座（25）、货舱顶部中纵设有一排横摇支座（21）以及货舱顶部两侧设有两排防浮支座（22）。
2.根据权利要求1所述的一种大型LNG船液罐安装定位装置，液罐（1）通过液罐支座、承压木（31）、货舱基座将其自重及液货重量传递至货舱（2）的结构上。
3.根据权利要求2中所述的一种大型LNG船液罐安装定位装置，承压木（31）通过环氧树脂（33）浇注固定在货舱基座内，所述环氧树脂（33）还兼做承压木（31）与货舱基座内间隙的填充物。
4.一种大型LNG液罐安装定位方法，其特征在于：包括以下步骤：
一、通过测量仪器对液罐支座及货舱基座的位置进行数据收集，并结合数据分析软件进行模拟拟合，得出所述液罐（1）与货舱（2）的最佳理论安装位置；
二、根据分析得出的最佳理论安装位置，确定货舱内底中纵位置两端防横摇基座（23）以及中间横向位置两端防纵摇基座（24）内的承压木中心相对货舱基座中心的安装位置，待上述承压木调整到位后，将中纵位置两端防横摇基座内的承压木中心位置连线作为纵向定位基准线（41），将货舱中间横向位置两端的防纵摇基座内的承压木中心位置连线作为横向定位基准线（42），并在液罐对应上述四个支座上做好对应的横纵向定位基准线标记（43、44）；
三、根据液罐相对货舱内底基座的模拟搭载的状态，对选定的首批承压木（34）进行调整至数据分析的安装位置，在底座内及承压木表面贴薄胶带后完成底部环氧浇注，选取的首批承压木（34）的实际浇注的环氧厚度在数据分析的理论计算值的基础上再增加一个相同厚度值，使液罐（1）在首次吊装的位置时离液罐（1）最终安装位置相差增高的环氧厚度值；
四、通过有限元建模计算分析出液罐仅由首批浇注的承压木（34）支撑时，其余支座位置液罐的下挠变形量△H；
五、用吊机将液罐（1）吊起后顺着提前设置的导向导轨（35）吊入货舱内，在液罐支座接近已浇注的首批承压木（34）上表面时，并通过四角设置的葫芦进行调整液罐（1）安装位置，直至液罐（1）上预设的横向基准线标记（41）、纵向基准标记（42）与货舱（2）上标记的横向基准线（43）、纵向基准线（44）重合，此时继续下降液罐（1），使得液罐（1）被预浇的首批承压木（34）支撑住；
六、利用塞尺分别测量出剩余承压木四角至对应液罐支座的垂直间隙值，筛选出最小间隙值Hmin，考虑满足环氧性能及设计结构要求的最低环氧厚度Tmin，，考虑到液罐1需再下降的最终高度H不大于Hmin，且Hmin-H≥Tmin，，确定液罐1需再下降的最终高度H值，使用专用工装对剩余承压木与对应液罐支座间隙进行调整至H-△H，即为调整到位，对已调整好的承压木位置做好标记。
5.此时实际承压木的最低环氧厚度为Hmin-H；
七、在首批承压木（34）四周做好位置标记，在首批承压木（34）对应的支座下表面往下量取H距离的确定为首批承压木（34）的最终安装位置；
八、将液罐（1）吊出货舱（2），将承压木（31）吊出基座，在基座内涂抹相应厚度的环氧（33），环氧厚度需略大于计算的H测量-H约2-5mm为宜，确保环氧（33）能从货舱基座四周围板内少量溢出，回装承压木（31），直至环氧（33）完全固化；
九、将首批承压木（34）从基座内取出，并将环氧与承压木分离，首批承压木（34）根据上述定位位置进行调整，并完成浇注环氧；
十、再次吊装液罐（1），并重复以上操作步骤，对液罐（1）进行二次定位安装，使液罐（1）完全由货舱（2）中承压木进行支撑；
十一、将货舱甲板总段安装到液罐（1）顶部，并将所述顶部防横摇支座（11）与顶部防横摇基座（21）两个支撑体相配合；
十二、液罐安装到位后，安装货舱底部防横摇基座、底部防纵摇基座以及顶部防横摇基座内的承压木（31）侧面的嵌入木（32），嵌入木（32）根据对应的承压木（31）进行调整到位，并利用螺栓顶紧嵌入木固定其安装位置，然后在嵌入木（32）与液罐支座的间隙内填充环氧，嵌入木位置调整时，在嵌入木与承压木之间塞一块3mm厚的薄片用于保证嵌入木（32）与承压木（31）之间的3mm的间隙值，待环氧固化后取出薄皮。
6.根据权利要求4中所述的一种大型LNG船液罐安装定位方法，其特征在于：所述液罐（1）第一次吊装定位后，通过测量液罐（1）上支座的实际安装位置，对权利要求4中所述的数据分析结果进行修正。
7.根据权利要求4中所述的一种大型LNG船液罐安装定位方法，其特征在于，步骤十二中，嵌入木（32）与承压木（31）之间的3mm的间隙值是处在20摄氏度的温度下。
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