CN118123434B - 一种利用驳船进行合拢的导管架建造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用驳船进行合拢的导管架建造工艺，导管架分成上片体和下片体，建造工艺包括如下步骤：将筒节转运至码头，使用吊装设备吊装筒节到船舶上胎架工装位置，根据筒节上口端和下口端安装的数字定位器的实时数据，将筒节放置到指定胎架各个部位，一次成型形成下片体；起吊下片体，将下片体吊装至驳船甲板；起吊上片体，将上片体落至下片体上的合拢位置处；焊接，完成导管架制造。同时在该工艺中应用多点定位焊接、内外错位同步焊接、采用钢丝绳、数字定位器导向装置等对吊装定位合拢等优化改进，有效的提高整体制作的生产效率，优化生产工艺，达到降本、增效、提产的目的。
Description
技术领域
本发明涉及导管架建造领域，特别涉及一种利用驳船进行合拢的导管架建造工艺。
背景技术
目前，大型导管架整体高度较高，重量较大。受限于厂内起重设备的起重能力和起重高度，大型导管架无法进行终组合拢，现有工艺均在大型起重设备基础上进行编制，鉴于目前海上风电向深海远海进军，导管架的高度和重量与日俱增，现有的设备起重能力已渐渐无法满足导管架的制作需求，如对起重设备再进行升级，费时费力且成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用驳船进行合拢的导管架建造工艺及运行方法，解决上述现有技术问题的一个或多个。
本发明提出一种利用驳船进行合拢的导管架建造工艺，导管架分成上片体和下片体，利用驳船进行合拢的导管架建造工艺包括如下步骤：
S1、将筒节转运至码头，使用吊装设备吊装筒节到船舶上胎架工装位置，筒节上口端和下口端安装的数字定位器开始工作，根据数字定位器的实时数据，将筒节放置到指定胎架各个部位，一次成型形成下片体，按此完成各下片体的定位和焊接，并对下片体进行涂装；
S2、起吊下片体，将下片体吊装至驳船甲板；
S3、起吊上片体，将上片体落至下片体上的合拢位置处；
S4、焊接，完成导管架制造。
在一些实施方式中，实时数据包括数字定位器相对于船舶中心位置、船舶0号肋所在位置以及船舶舵销位置的位置信息。
在一些实施方式中，
下片体使用平衡梁下挂根钢丝绳起吊，同时吊机副臂下挂钢丝绳用以调节角度；
上片体使用平衡梁下挂钢丝绳吊装，同时吊机副臂再下挂钢丝绳用于调节角度。
在一些实施方式中，
下片体上安装有数字定位器，吊装过程中根据数字定位器提供的实时数据，通过下挂的4根钢丝绳，调节下片体的位置，同时副臂的钢丝绳调节下片体的角度；
上片体上安装有数字定位器，吊装过程中根据数字定位器提供的实时数据，通过下挂的4根钢丝绳，调节上片体的位置，同时副臂的钢丝绳调节上片体的角度。
在一些实施方式中，下片体上安装有导向装置，起吊上片体后将上片体落至导向装置上方，上片体在重力和导向装置的作用下落到下片体上的合拢位置处。
在一些实施方式中，S4中焊接包括一次焊接和二次焊接，其中
一次焊接为对合拢位置进行的定位焊接，定位焊接的焊接高度为板厚的50％；
二次焊接为对合拢位置进行的最终焊接。
在一些实施方式中，上片体包括两个主腿片体、两个轴剪刀撑片体以及一个过渡段片体，两个主腿片体分别为1轴主腿片体和3轴主腿片体，两个轴剪刀撑片体分别为A轴剪刀撑片体和C轴剪刀撑片体，上片体1的吊装组合过程包括如下步骤：
S1.1、吊装一个主腿片体；
S1.2、先后吊装两个轴剪刀撑片体，使两个轴剪刀撑片体的端部分别与S1.1中主腿片体的两侧端部连接；
S1.3、吊装另一个主腿片体，将该主腿片体的两侧端部分别与S1.2中的两个轴剪刀撑片体连接，形成基础框架；
S1.4、吊装过渡段片体，使过渡段片体的底部与基础框架的顶部连接，进而形成上片体。
在一些实施方式中，
S1.1执行过程中对主腿片体打斜撑,S1.2执行过程中对轴剪刀撑片体也打斜撑,在完成S1.2的操作后拆除所有斜撑再执行S1.3;
主腿片体和轴剪刀撑片体吊装的过程中使用上跑车两个钩和下跑车一个钩，上跑车和下跑车钩头最低高度位置吊装夹角小于30°；
过渡段片体吊装的过程中使用上跑车四个钩，上跑车钩头最低高度位置吊装夹角小于30°。
在一些实施方式中，
筒节的建造过程包括如下步骤：
S2.1、获取原材料钢板，切割打磨成型；
S2.2、卷圆，利用卷板机将钢板卷成筒节初品其工作步骤如下:
卷圆上料；
预弯一端头部至所需的圆弧；
卷圆完成后，进行纵缝定位焊接；
按需调整好两端筒体的轴向与径向错位，装配并焊接引熄弧板;
S2.3、使用焊接设备对筒节初品纵向连接处进行内外纵缝交错同步焊接；
S2.4、S2.3中纵向连接处焊接完成后形成筒节单体，将筒节单体运输至组对工位，将不同的筒节单体与筒节单体之间进行组对，且将组对的两个筒节单体的一侧端部连接形成环向连接处；
S2.6、在环向连接处进行定位焊接；
S2.7、对环向连接处进行先进行内部焊接，再进行外部焊接，形成环形焊缝，此焊接设备可直接选用双丝焊接法进行焊接；
S2.8、完成环向连接处的焊接，在筒节上口端和下口端安装数字定位器，其中数字定位器发射和接收端需露出筒节外，数字定位器上标识方向与筒节轴向一致。
在一些实施方式中，
卷圆完成后进行纵缝定位焊接过程中先定位卷圆对齐的两端，定位焊的长度不小于50MM 间隔不大于400MM；定位焊接时，接地线夹置在塔体板上，靠近焊缝侧，不可夹置在定位焊接用的机台任何部位上；
内外纵缝交错同步焊接过程中可采用单丝打底，双丝填充盖面的方式进行焊接，焊接过程中关注层间温度，使层间温度保持在80~250℃之间；
在环向连接处进行定位焊接，定位焊接的焊脚高度为钢板厚度的50％，组对的两个筒节单体置于滚轮架上，定位焊接点位于环形连接处的最低处。
本发明所述的利用驳船进行合拢的导管架建造工艺的优点为：
1、钢板切割时选择具备切割和打磨功能的机械切割设备对钢板进行切割打磨一次成型，有效缩减步骤，提升了钢板切割切割成型的精度与质量，提高了生产效率；
2、在焊接的过程中使用多点定位焊接，加厚焊接厚度，减少定位焊接的时间，提高了生产效率；
3、焊接时在定位焊接后选用内外交错同步焊接手段进行焊接，且定位焊接的焊接高度为板厚的50％，无需碳刨，可一次性覆盖，节约了生产时间成本，提高了制作效率；
4、采用数字定位器取代人员观察的方式进行位置感应，提升了定位、合拢的精准度，节约了人力和时间成本，同时大大提升了产品的质量和生产效率；
5、该工艺中下挂4-8根钢丝绳，通过平衡梁5及各钢丝绳之间的操作调节所吊装物品的位置和角度，使吊装过程变得可控，提升了吊装过程的可靠性和安全性；
6、通过整合现有资源将整个导管架重量拆散到各个分段，无需对现有的起重设备进行升级，降低了制作成本；
7、利用驳船进行合拢：考虑导管架重量偏重，发运码头没有场地，目前国内极少超过1500的旋转吊车进行吊装和没有大型装配和发运场地滚装方法进行发运，导管架分成上片体和下片体降低了龙门吊重量要求，直接分成两个部分吊装上船，在船上进行上下两个片体的合拢，省去了转运至船的流程，直接合拢完成厚即可绑扎发运，节省了制作周期，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明的一些实施方式中吊装上片体至下片体上的示意图；
图2为本发明的一些实施方式中另一视角的吊装上片体至下片体上的示意图；
图3为本发明的一些实施方式中组队筒节置于滚轮架上时的示意图；
图4为本发明的一些实施方式中筒节的结构示意图；
图5为本发明的一些实施方式中主腿片体的结构示意图；
图6为本发明的一些实施方式中轴剪刀撑片体的结构示意图；
图7为本发明的一些实施方式中过渡段片体的结构示意图；
图8为本发明的一些实施方式中上片体的吊装组合过程示意图。
具体实施方式
结合图1至图8所示的内容，本实施例公开了一种利用驳船进行合拢的导管架建造工艺，在建造前在码头装备1000吨的吊装设备，将驳船侧靠在码头，且驳船与吊装设备位置对应，驳船上装备有GPS定位装置，通过GPS定位装置精准定位到驳船上相应位置，导管架分成上片体1和下片体2，其中下片体2为吸力桶，下片体2包括筒节。
上述上片体1包括两个主腿片体、两个轴剪刀撑片体以及一个过渡段片体105，两个主腿片体分别为1轴主腿片体101和3轴主腿片体103，两个轴剪刀撑片体分别为A轴剪刀撑片体102和C轴剪刀撑片体104，上片体1的吊装组合过程包括如下步骤：
S1.1、吊装一个主腿片体，此时主腿片体可为1轴主腿片体101；
S1.2、先后吊装两个轴剪刀撑片体，比如：先吊装C轴剪刀撑片体104，使C轴剪刀撑片体104的一侧端部与1轴主腿片体101的一侧端部连接，再吊装A轴剪刀撑片体102，使A轴剪刀撑片体102的一侧端部与1轴主腿片体101的另一侧端部连接；
S1.3、吊起另一个主腿片体，将该主腿片体的两侧端部分别与S1.2中的A轴剪刀撑片体102的另一侧端部和C轴剪刀撑片体104的另一侧端部连接，形成基础框架，此时的主腿片体可为3轴主腿片体103；
S1.4、吊装过渡段片体105，使过渡段片体105的底部与基础框架的顶部连接，进而形成上片体1。
上述S1.1中的主腿片体与S1.3中的主腿片体可以按需调整。比如：将3轴主腿片体103先作为S1.1中的主腿片体，再将1轴主腿片体101作为S1.3中的主腿片体。
S1.1执行过程中需要对主腿片体打斜撑4，进而使主腿片体得到支撑，使其脱离吊装的相关设备后也能够稳定立住；S1.2执行过程中轴剪刀撑片体也需要打斜撑4以使其脱离吊装的相关设备后也能够稳定立住；在完成S1.2的操作后可拆除所有斜撑4再执行S1.3。
在一些具体的实现方式中，主腿片体吊装过程中，需要在主腿片体上下两侧端部形成四个吊点，分别为第一吊点111、第二吊点112、第三吊点113以及第四吊点114，该吊装过程中可采用吊带兜吊的方式进行吊装，每个吊点设置均至少设置一根吊带，单根吊带承载大于等于150吨，吊装的起吊和下落过程中速度均匀。另外吊装的过程中使用上跑车两个钩和下跑车一个钩，上跑车和下跑车钩头最低高度位置吊装夹角小于30°，且上跑车需要使用吊梁。主腿片体吊装过程具体可包括如下步骤：
S1.1.1、上跑车两个钩和下跑车一个钩，将主腿片体整个吊起悬空；
S1.1.2、平移至合拢场地；
S1.1.3、下跑车下降，直至整个主腿片体坚直立住；
S1.1.4、上跑车下降，直至主腿片体立于承载托架上，悬停；
S1.1.5、调整角度后，打斜撑4固定；
S1.1.6、检查斜撑4位置焊接质量；
S1.1.7、缓慢松钩至吊带松懈；
S1.1.8、静置1小时后，脱钩，拆除吊带。
在一些具体的实现方式中，轴剪刀撑片体吊装过程中，需要在轴剪刀撑片体上下两侧端部形成四个吊点，分别为第五吊点121、第六吊点122、第七吊点123以及第八吊点124，该吊装过程中可采用吊带兜吊的方式进行吊装，每个吊点设置均至少设置一根吊带，单根吊带承载大于等于50吨，吊装的起吊和下落过程中速度均匀。另外吊装的过程中使用上跑车两个钩和下跑车一个钩，上跑车和下跑车钩头最低高度位置吊装夹角小于30°，且上跑车需要使用吊梁。轴剪刀撑片体吊装过程具体可包括如下步骤：
S1.2.1、上跑车两个钩和下跑车一个钩，将片体整个吊起悬空；
S1.2.2、平移至合拢场地；
S1.2.3、下跑车下降，直至整个轴剪刀撑片体坚直立住；
S1.2.4、上跑车下降，直至轴剪刀撑片体立于承载托架上，悬停；
S1.2.5、调整角度后，打斜撑4固定，完成轴剪刀撑片体与主腿片体之间的合拢、定位、连接，此处连接可为焊接；
S1.2.6、检查打斜撑4处和连接处的焊接质量；
S1.2.7、缓慢松钩至吊带松懈；
S1.2.8、静置1小时后，脱钩，拆除吊带。
在一些具体的实现方式中，过渡段片体105吊装过程中，在过渡段片体105上四个端点形成四个吊点，分别为第九吊点151、第十吊点152、第十一吊点153以及第十二吊点154，该吊装过程中可采用吊带兜吊的方式进行吊装，每个吊点设置均至少设置一根吊带，单根吊带承载大于等于100吨，吊装的起吊和下落过程中速度均匀。另外吊装的过程中使用上跑车四个钩，上跑车钩头最低高度位置吊装夹角小于30°。过渡段片体105吊装过程具体可包括如下步骤：
S1.4.1、上跑车四个钩，将片体整个吊起悬空；
S1.4.2、平移至合拢场地；
S1.4.3、下跑车下降，直至整个过渡段片体105与主腿片体接触，悬停；
S1.4.4、调整角度后，完成轴剪刀撑片体与主腿片体之间的合拢、定位、连接，此处连接可为焊接；
S1.4.5、检查连接质量；
S1.4.6、缓慢松钩至吊带松懈；
S1.4.7、静置1小时后，脱钩，拆除吊带。
上述主腿片体、轴剪刀撑片体以及过渡段片体105上均可加装数字定位器，各片体之间相互读取数据，根据数字定位器的实时数据以在吊装过程中进行合拢作业，并及时的修正吊装的偏差，确保主腿片体、轴剪刀撑片体以及过渡段片体吊装合拢时的一次到位。另外还可在主腿片体、轴剪刀撑片体以及过渡段片体105上加装现有的导向板等具有导向作用的装置，以便进一步的保证主腿片体、轴剪刀撑片体以及过渡段片体吊装合拢时的一次到位。此中数字定位器的应用、吊装偏差的修正均可直接采用现有技术实现，因此在此不做赘述。
除通过上述方法实现上片体1的吊装组合，该上片体1的吊装组合也可以直接其他现有技术实现。
筒节的建造过程包括如下步骤：
S2.1、获取原材料钢板，利用同时具备切割和打磨功能的机械切割设备对钢板进行切割打磨一次成型，利用该机械切割设备替代之前常规流程中使用的火焰切割机，减少了常规作业的流程步骤，解决高温火焰切割时对精度的影响，提升生产效率和产品质量；
S2.2、卷圆工作，利用卷板机将钢板卷成筒节初品其工作步骤如下；
S2.2.1、卷圆工作开始前，需先对钢板的尺寸、编号等进行检查；扫除钢板表面浮锈、灰尘等；
S2.2.2、按需选择相应的圆弧样板；
S2.2.3、卷圆上料时，钢板尽量对正上下中辊的中间位置，避免往一侧偏移；
S2.2.4、按需卷圆参数；
S2.2.5、先预弯一端头部约200~300mm范围至所需的圆弧，并用样板检查大小口端部，符合所需即合格，合格后方可进行连续卷制，预弯前可按需将上辊保持在一定的倾斜度上；
S2.2.6、卷制过程中应随时将剥落的氧化皮清理干净，并注意观察成型情况，同时用相应的圆弧样板随时检查大小口端部的圆弧，及时调整卷圆的设备参数，保证圆度符合图纸要求；
S2.2.7、卷圆完成后，进行纵缝定位焊接；先定位卷圆对齐的两端，定位焊的长度不小于50MM 间隔不大于400MM；定位焊接时，接地线夹置在塔体板上，靠近焊缝侧，不可夹置在定位焊接用的机台任何部位上；
S2.2.8、按需调整好两端筒体的轴向与径向错位，装配并焊接引熄弧板;
S2.3、使用焊接设备对筒节初品纵向连接处进行内外纵缝交错同步焊接，焊接过程中可采用单丝打底，双丝填充盖面的方式进行焊接，焊接过程中关注层间温度，使层间温度保持在80~250℃之间；
S2.4、S2.3中纵向连接处焊接完成后形成筒节单体，将筒节单体运输至组对工位，将不同的筒节单体与筒节单体之间进行组对，且将组对的两个筒节单体的一侧端部连接形成环向连接处；
S2.5、在环向连接处进行6点定位焊接，定位焊接的焊脚高度为钢板厚度的50％，结合图3所示的内容，组对的两个筒节单体置于滚轮架10上，6点定位焊接即为此时在环形连接处的最低处211进行的焊接；
S2.6、使用焊接设备对环向连接处进行先进行内部焊接，再进行外部焊接，形成如图4所示的环形焊缝21，此焊接设备可直接选用双丝焊接法进行焊接；
S2.7、环向连接处焊接完成后，在筒节上口端201和下口端202安装数字定位器3，其中数字定位器发射和接收端需露出筒节外，数字定位器3上标识方向与筒节轴向一致，该数字定位器3可通过GPS+北斗对片体的单个零件机片体进行精准定位，保证后期定位操作的精准度，且该设备的安装无需精控配合，节约了人力成本，为后期产品的质量提供保障。
利用驳船进行合拢的导管架建造工艺包括如下步骤：
S1、将筒节转运至码头，使用吊装设备吊装筒节到船舶上指定胎架工装位置，筒节上口端201和下口端202安装的数字定位器3开始工作，根据数字定位器3的实时数据，将筒节放置到指定胎架各个部位，一次成型形成下片体2，实时数据包括数字定位器相对于船舶中心位置、船舶0号肋所在位置以及船舶舵销位置的位置信息，按此完成各下片体2的定位和焊接，并对下片体2进行涂装；
S2、将下片体2使用平衡梁5下挂4根钢丝绳起吊，同时吊机副臂再下挂一根钢丝绳用以调节角度；
S3、将下片体2吊装至驳船甲板，吊装过程中根据数字定位器提供的实时数据，通过下挂的4根钢丝绳，调节下片体2的位置，同时副臂的钢丝绳调节下片体2的角度；
S4、在下片体2上安装导向装置，该导向装置可直接采用市面上现有的导向作用的装置，因此在此不做赘述；
S5、使用平衡梁5，下挂4根钢丝绳吊装上片体1，同时吊机副臂再下挂一根钢丝绳用于调节角度；
S6、将上片体1吊起，吊装过程中根据上片体1上的数字定位器读取的下片体2上的数字定位器的实时数据，将上片体1落至导向装置上方，上片体1在重力和导向装置的作用下精准的落到下片体2上的合拢位置处；
S7、对合拢位置进行定位焊接，定位焊接的焊接高度为板厚的50％；
S8、对合拢位置进行最终焊接；
S9、导管架制造完成。
上述平衡梁5为起重平衡梁5。
上述未公开事宜均可采用现有技术实现，因此在此不做赘述。
以上所述仅是本发明的一些实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种利用驳船进行合拢的导管架建造工艺，其特征在于，导管架分成上片体和下片体，利用驳船进行合拢的导管架建造工艺包括如下步骤：
S1、将筒节转运至码头，使用吊装设备吊装筒节到船舶上胎架工装位置，筒节上口端和下口端安装的数字定位器开始工作，根据数字定位器的实时数据，将筒节放置到指定胎架各个部位，一次成型形成下片体，按此完成各下片体的定位和焊接，并对下片体进行涂装，其中筒节的建造过程包括如下步骤：
S1.1、获取原材料钢板，切割打磨成型，钢板切割时选择具备切割和打磨功能的机械切割设备对钢板进行切割打磨一次成型；
S1.2、卷圆，利用卷板机将钢板卷成筒节初品其工作步骤如下:
卷圆上料；
预弯一端头部至所需的圆弧；
卷圆完成后，进行纵缝定位焊接，纵缝定位焊接过程中先定位卷圆对齐的两端，定位焊的长度不小于50MM 间隔不大于400MM；定位焊接时，接地线夹置在塔体板上，靠近焊缝侧，不可夹置在定位焊接用的机台任何部位上；
按需调整好两端筒体的轴向与径向错位，装配并焊接引熄弧板;
S1.3、使用焊接设备对筒节初品纵向连接处进行内外纵缝交错同步焊接，内外纵缝交错同步焊接过程中采用单丝打底，双丝填充盖面的方式进行焊接，焊接过程中关注层间温度，使层间温度保持在80~250℃之间；
S1.4、S1.3中纵向连接处焊接完成后形成筒节单体，将筒节单体运输至组对工位，将不同的筒节单体与筒节单体之间进行组对，且将组对的两个筒节单体的一侧端部连接形成环向连接处；
S1.5、在环向连接处进行定位焊接，定位焊接的焊脚高度为钢板厚度的50％，组对的两个筒节单体置于滚轮架上，定位焊接点位于环形连接处的最低处；
S1.6、对环向连接处进行先进行内部焊接，再进行外部焊接，形成环形焊缝，此焊接设备直接选用双丝焊接法进行焊接；
S1.7、完成环向连接处的焊接，在筒节上口端和下口端安装数字定位器，其中数字定位器发射和接收端需露出筒节外，数字定位器上标识方向与筒节轴向一致；
S2、起吊下片体，将下片体吊装至驳船甲板，下片体使用平衡梁下挂根钢丝绳起吊，同时吊机副臂下挂钢丝绳用以调节角度，下片体上安装有数字定位器，吊装过程中根据数字定位器提供的实时数据，通过下挂的4根钢丝绳，调节下片体的位置，同时副臂的钢丝绳调节下片体的角度，下片体上还安装有导向装置；
S3、起吊上片体，起吊上片体后将上片体落至导向装置上方，上片体在重力和导向装置的作用下落到下片体上的合拢位置处，上片体使用平衡梁下挂钢丝绳吊装，同时吊机副臂再下挂钢丝绳用于调节角度，上片体上安装有数字定位器，吊装过程中根据数字定位器提供的实时数据，通过下挂的4根钢丝绳，调节上片体的位置，同时副臂的钢丝绳调节上片体的角度，其中上片体包括两个主腿片体、两个轴剪刀撑片体以及一个过渡段片体，两个主腿片体分别为1轴主腿片体和3轴主腿片体，两个轴剪刀撑片体分别为A轴剪刀撑片体和C轴剪刀撑片体，上片体的吊装组合过程包括如下步骤：
S3.1、吊装一个主腿片体；
S3.2、先后吊装两个轴剪刀撑片体，使两个轴剪刀撑片体的端部分别与S3.1中主腿片体的两侧端部连接；
S3.3、吊装另一个主腿片体，将该主腿片体的两侧端部分别与S3.2中的两个轴剪刀撑片体连接，形成基础框架；
S3.4、吊装过渡段片体，使过渡段片体的底部与基础框架的顶部连接，进而形成上片体；
S4、焊接，完成导管架制造，该焊接包括一次焊接和二次焊接，其中
一次焊接为对合拢位置进行的定位焊接，定位焊接的焊接高度为板厚的50％；二次焊接为对合拢位置进行的最终焊接。
2.根据权利要求1所述的一种利用驳船进行合拢的导管架建造工艺，其特征在于，实时数据包括数字定位器相对于船舶中心位置、船舶0号肋所在位置以及船舶舵销位置的位置信息。
3.根据权利要求1所述的一种利用驳船进行合拢的导管架建造工艺，其特征在于，
S3.1执行过程中对主腿片体打斜撑,S3.2执行过程中对轴剪刀撑片体也打斜撑,在完成S3.2的操作后拆除所有斜撑再执行S3.3；
主腿片体和轴剪刀撑片体吊装的过程中使用上跑车两个钩和下跑车一个钩，上跑车和下跑车钩头最低高度位置吊装夹角小于30°；
过渡段片体吊装的过程中使用上跑车四个钩，上跑车钩头最低高度位置吊装夹角小于30°。
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