CN1663877A - 单点系泊浮子穴的建造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单点系泊浮子穴的建造方法，包括以下步骤：(1)中间锥体的建造；(2)浮子穴的装配与焊接；其特征在于：在中间锥体的建造中，将等分的十二块圆锥板，接圆锥的中心及高度定位，采用对称式焊接，由下向上进行多层多道焊接；在浮子穴的装配与焊接中，先将船体首部分段定位，定圆心，然后定中心标高，并以此作为测量基准线。通过本方法，控制了焊接变形，保证了浮子和浮子穴的配合精度。

Description

单点系泊浮子穴的建造方法
技术领域
本发明涉及造船技术领域，尤其涉及单点系泊浮子穴的建造方法。
背景技术
FPSO是在南中国海海域作业的一艘单底双层舷侧结构的浮式生产储油船，单点系泊布置在船艏，它是储油船和海上采油系统的唯一连接设备，海底石油，通过输石油硬管和输石油软管与浮子连接，浮子一般由九个海底锚固定，通过空气浮筒调节水中深度。当储油船被拖至浮子上方，放下钢索和吊钩装置，将浮子拉入浮子穴采用液压锁紧装置加以固定。实现储油船在任何情况下都能有效、方便地与采油设备连接。
浮子穴由上环、中间锥体、下环、大肘板等和外底板、800mm平台、8000mm平台及￠12000mm圆柱筒连接而组成。浮子穴位于船体首部分段内，属强力构件区，浮子及浮子穴的上、下环体由NARWAY APL公司进口，浮子穴由本公司制造安装。而船东要求浮子和浮子穴公差配合，必须控制在以下精度范围：
(a)上环直径￠35200 +5mm
(b)下环直径￠90000 +5mm
(c)上下环之间高度75600 +5mm
(d)上环内径圆心与下环圆心之间偏心小于1.5mm
(e)上环水平度0+1mm(f)下环水平度0+1mm
若超过公差将造成浮子不能在浮子穴就位的严重后果。
长期以来，在造船技术中，钢制设备的建造都是按下料、装配、焊接，然后进行机加工等顺序完成。常见单点系泊浮子穴的建造方法，有以下缺陷：
1、底部分段和单点浮子穴组成一个分段进行反造，进船坞时再翻身、再定位，浮子穴的精度不易控制。
2、浮子穴圆锥体有四层组成，每层由三块组成一个圆周，增加了三条环向焊缝。焊接数量的增多使控制高度更困难。
3、以圆锥体为中心线，由中心向外一层一层安装，必然引起圆锥体直径收缩量大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种新型的单点系泊浮子穴的建造方法。
本发明提供了单点系泊浮子穴的建造方法，包括以下步骤：(1)中间锥体的建造；(2)浮子穴的装配与焊接；其特点在于：在中间锥体的建造中，将等分的十二块圆锥板，按圆锥的中心及高度定位，采用对称式焊接，每道焊缝由下向上进行多层多道焊接；在浮子穴的装配与焊接中，先将船体首部分段定位，定圆心，然后定中心标高，并以此作为测量基准线。
其中浮子穴的装配与焊接按以下步骤进行：
(1)船体首部分段定位；
(2)精确划线并切割外底板；
(3)吊装下环；
(4)装扶强材；
(5)下环与外板环向焊缝焊接；
(6)装焊800mm平台；
(7)吊装中间锥体；
(8)安装大肘板；
(9)装焊上环；
(10)吊装8000mm平台板。
第(2)步中，根据下环直径在船底板上划圆，然后切割余量并按要求开坡口。
第(3)步中，下环0°必须对准中心线首，由三点支撑，上口水平度小于1mm，下环圆心对准圆心平台圆心，偏差小于1mm。
第(5)步中，首先进行下环与外底板的焊接，焊前预热80℃～100℃，对称焊接，采用多层焊，各层焊接接头错开。
第(6)步中，吊装800mm平台时，扶强材要按Φ12000mm筒壁上划线定位，并使水平度小于2mm，然后进行平台板与下环、平台板与Φ12000mm筒壁的焊接。
第(7)步中，定位圆心和高度，上口圆心和下口圆心偏差小于1.5mm。
第(8)步中，安装十二块大肘板下半部分，并分别与中间锥体、Φ12000mm圆筒体壁板点焊固定。
第(9)步中，上环定位时，上口水平不大于1.5mm，上下环高度留8mm收缩量，上下环中心偏差小于1.5mm，焊接时应先进行对接，即先进行下环与中间锥体，中间锥体与上环的焊接，然后进行大肘板与中间锥体、大肘板与圆筒体壁板的角焊接。
第(10)步中，吊装8000mm平台板的四块弧形板，使平台板0°、90°、180°、270°对准12000mm圆筒相应位置，安装大肘板上半部分时，十二块大肘板上下半部分对准，划内口径向余量线，装配焊固定台板与上环之间的焊缝及平台板与圆筒壁板的焊缝，由里向外进行平台板拼板的焊接，然后平台板与上环进行CO2单面衬垫焊。
本发明的积极进步效果在于：
1、底部分段与浮子穴中间锥体分开建造，然后再进行组装。
2、底部分段正态建造，浮子穴圆锥体也正态建造，所以减少翻身、保证定位精度。
3、浮子穴中间锥体打破常规的横向排板，采用直排版方式建造，取消了环向焊缝，控制了上下环圆度，保证了上下口径的水平度、精度、减少了高度。
4、船体首部分段先定位、定圆心，定中心标高，以此作为分段、单点浮子穴的测量基准线。
5、艏部分段先完工，然后逐步安装浮子穴中的下环、中间锥体、大肘板、上环，在焊接过程中由于大肋板受各个方向均匀的拉力，保证了浮子穴与上下环的装配精度。
6、逆向施工，没有加工余量。
具体实施方式
本发明的单点浮子穴的建造方案分为三个阶段，首先进行中间锥体的预制，然后分别与上、下环装焊，由于浮子穴是装在船体艏部分段(FE01)内，而FE01是正态建造，浮子穴则从下向上逐步正向装配，所以减少翻身，保证定位精度。
由于焊接是影响结构精度的主要原因，所以装配和焊接工作实施阶段化，变形、精度分阶段实施控制，从而达到尺寸总量控制，因此，对整个浮子穴的焊接必须进行综合考虑。
(1)在焊接方法上：为了减小焊接变形，选择了线能量小的CO2气体保护焊。
(2)在焊接材料上：选用了日本神钢DW-100高效率全位置焊丝(￠1.2)，该焊丝与国产药芯焊丝相比具有电弧柔和稳定、飞溅少、焊道外观及形状良好，脱渣性好、发尘量少等优良的焊接工艺性能。
(3)在焊接工艺上，采取了一系列措施。
具体建造方法如下：
1.1中间锥体的建造：
为了方便中间锥体与12块大肋板配合，减少十字板缝，控制焊接收缩变形，中间锥体采用等分12块直排板缝组成，直排板纵向长度都加放8mm余量，并在圆周方向留有余量84mm，待其他板缝焊接后，最后一块板按精确尺寸划线切割。为了保证精确测量和控制焊接变形，采用立式井字形高架内靠胎架，12块圆锥板，按圆锥的中心及高度定位。中间锥体焊前预热120℃，采用对称式焊接，由下向上进行多层多道焊接，层间温度不底于100℃，第12块板焊接前，再次测量上、下口的直径围长。然后切割余量，最后两道焊缝同时焊接。待焊接完后上下口进行矫正。
1.2浮子穴的装配与焊接：
为了保证浮子穴的制造精度，首先将船体首部分段(FE01)定位，定圆心，然后定中心标高，并以此作为浮子穴的测量基准线。焊接分三个阶段完成。
即从外底板到800mm平台板为第一阶段
从800mm平台板到大肋板下半部分为第二阶段
从大肋板下半部分到8000mm平台板为第三阶段
1.2.1FE01分段定位
首先进行平台划线，以船体#265肋位线与船中心线的交点为圆心划
φ10160圆、并48等分，然后立圆心小平台，用激光经纬仪将圆心驳到小平台。摆放18只楞木，然后将FE01分段定位，此为建造基准，因此分段定位尤为重要。
1.2.2切割外底板余量
根据下环直径(实测φ10149+12mm)在船底板上划圆，然后切割余量并按焊接要求开坡口。
1.2.3吊装下环
下环0°(机加工时定的)对准中心线首；由三点支撑，使上口水平度＜1mm，下环圆心对准圆心平台圆心，偏差＜1mm。
1.2.4装扶强材
按装配要求，间隙＜1.5mm
1.2.5下环与外板环向焊缝焊接
首先进行下环与外底板的焊接，焊接前预热80℃～100℃，六名焊工对称进行焊接，焊接采用多层焊，各层焊接接头错开，为防止在焊接过程中产生椭圆变形，每焊完一层都要进行测量，以监控圆心偏移，并用改变焊接顺序的方法及时纠正圆心偏移，装焊扶强材时，同样采用对称焊接。
1.2.6装焊800mm平台
吊装800mm平台时，扶强材要按φ12000mm筒壁上划线定位，并使水平度≤2mm，然后进行平台板与下环、平台板与φ12000mm筒壁的焊接，焊接时遵守先焊对接缝，再焊立角焊，后焊平角焊。
1.2.7装焊中间锥体
定位圆心和高度，高度是6264+8mm，其中8mm是电焊收缩余量，上口圆心和下口圆心偏差≤1.5mm(上、下口圆心可以用线锤来测量)。
1.2.8安装大肘板
安装12块大肘板下半部分(大肘板上半部分带入8000mm平台)，将12块大肘板下半部分分别与中间锥体、φ12000mm圆筒体壁板点焊固定。
1.2.9装焊上环
上环定位时，上口水平≤1.5mm，上下环高度留8mm收缩量，上下环中心偏差＜1.5mm，焊接时应先进行对接，即先进行下环与中间锥体，中间锥体与上环的焊接，然后进行大肘板与中间锥体、大肘板与圆筒体壁板的角焊接。
(a)打底焊接，应保证反面焊缝成形，并且每层焊后进行测量监控(测量一次的时间只允许在10分钟内完成)，及时调整焊接顺序。
(b)根据打底焊缝收缩规律，排第二层焊接先后顺序，焊接结束后再监控测量，包括上平面、总高度、上下环偏移，例如监测中发现上环与中间锥体接缝在0℃-180℃之间焊接间隙较其它位置大，为此决定在该区域均匀加放压铁，以保证焊接后平整。
(c)焊接到板厚一半时(δ＝25mm，1/2δ＝12.5mm)，目测检查焊缝外观质量，同时用激光经纬仪测量监控焊缝收缩情况，根据测量情况，调整下一层焊接顺序。
(d)最后盖面焊缝做到表面光滑平整。
(e)焊接结束后，为了避免焊缝快速冷却产生冷裂纹，用加热板加热到200℃，再用石棉布保温使焊缝缓慢冷却。
13.2.10吊装8000mm平台板
吊装8000mm平台板的四块弧形板(板上装焊了大肘板上半部分、T型材、扶强材、角钢)，注意平台板00、900、1800、2700对准12000mm圆筒对应位置，12块大肘板上下半部分对准，划内口径向余量线，装配焊固定平台板与上环之间的焊缝及平台板与圆筒壁板的焊缝，焊工由里向外进行平台板拼板的焊接，然后平台板与上环进行CO2单面衬垫焊等，焊接时有专人监控线锤偏移。
单点浮子穴焊接结束后，对每个关键尺寸均用激光经纬仪进行了测量，测量值见下表
项目 理论值 测量值(平均值)
上环水平度 0-+1 0.3
上环直径 ￠35200 +5 +1
下环水平度 0-+1 0
下环直径 ￠90000 +5 +2.6
上下环之间高度 75600 +5 +4.3
上环内径圆心与下环圆心之间偏心 ＜1.5 0.5
从上表得知，上述尺寸精度都控制在0～5mm范围内，船东、船检、APL公司对该单点浮子穴进行验收，通过严格的检测，船东、船检、APL代表认为该产品验收一次合格。

Claims (10)

1、单点系泊浮子穴的建造方法，包括以下步骤：
(1)中间锥体的建造；
其特征在于：
在中间锥体的建造中，将等分的十二块圆锥板，按圆锥的中心及高度定位，采用对称式焊接，由下向上进行多层多道焊接；
(2)浮子穴的装配与焊接；
其特征在于：
在浮子穴的装配与焊接中，先将船体首部分段定位，定圆心，然后定中心标高，并以此作为测量基准线。
2、根据权利要求1所述的建造方法，其特征在于浮子穴的装配与焊接按以下步骤进行：
(1)船体首部分段定位；
(2)精确划线并切割外底板；
(3)装焊下环；
(4)装扶强材；
(5)下环与外板环向焊缝焊接；
(6)装焊800mm平台；
(7)吊装中间锥体；
(8)安装大肘板；
(9)装焊上环；
(10)装焊8000mm平台板。
3、根据权利要求2所述的建造方法，其特征在于第(2)步中，根据下环直径在船底板上精确划线、切割并按要求开焊接坡口。
4、根据权利要求2所述的建造方法，其特征在于第(3)步中，下环0°必须对准中心线首，且由三点支撑，上口水平度小于1mm，下环圆心对准圆心平台圆心，偏差小于1mm。
5、根据权利要求2所述的建造方法，其特征在于第(5)步中，首先进行下环与外底板的焊接，焊前预热80℃～100℃，采用多层对称焊接，各层焊接接头错开。
6、根据权利要求2所述的建造方法，其特征在于第(6)步中，吊装800mm平台时，扶强材要按Φ12000mm筒壁上划线定位，并使水平度小于2mm，然后进行平台板与下环、平台板与Φ12000mm筒壁的焊接。
7、根据权利要求2所述的建造方法，其特征在于第(7)步中，精确定位圆心和高度，要求上口圆心和下口圆心偏差小于1.5mm。
8、根据权利要求2所述的建造方法，其特征在于第(8)步中，方法十二块大肘板下半部分，并分别与中间锥体、Φ12000mm圆筒体壁板点焊固定。
9、根据权利要求2所述的建造方法，其特征在于第(9)步中，上环定位时，上口水平不大于1.5mm，且上下环高度留8mm收缩量，上下环中心偏差小于1.5mm，并先进行下环与中间锥体，中间锥体与上环的焊接，然后进行大肘板与中间锥体、大肘板与圆筒体壁板的角焊接。
10、根据权利要求2所述的建造方法，其特征在于第(10)步中，吊装8000mm平台板的四块弧形板，使平台板0°、90°、180°、270°对准12000mm圆筒相应位置，安装大肘板上半部分时，十二块大肘板上下半部分对准，划内口径向余量线，装配焊固定平台板与上环之间的焊缝及平台板与圆筒壁板的焊缝，由里向外进行平台板拼板的焊接，然后平台板与上环进行CO2单面衬垫焊。
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Granted publication date: 20070829

Termination date: 20120305