沥青船隔热垫块式独立货罐安装工艺分析

    牛志永　张文贺

    摘 要：本文提出了一种大型沥青船独立货罐的安装工艺，解决了大型独立货罐的定位、调整垫块、最终落位等关键技术问题，同时可以大幅减少独立货罐落位所需要的工装、人员，提高落位效率。经实船建造验证，工艺正确可行，适合在同类型产品上推广。

    关键词：沥青船；独立货罐；隔热垫块

    中图分类号：U671 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2017）07-0036-02

    沥青船是国际三大主流船型之一的油船系列中科技含量和技术难度相对较高的一种船型。由于沥青的固有物理特性，决定了其只能在高温融化的状态下（一般在150℃-250℃以上）才能装卸和运输。市场上从事营运活动的沥青船有两种，一种是独立货罐形式，另一种是整体货舱式，独立货罐形式沥青船其货油舱与压载水舱没有共同舱壁，不会因为隔离不当导致舱壁损坏而使沥青漏入压载水舱，并且独立罐式沥青船在设计时考虑到压载水舱满足了在各种海况下的压载要求，因此独立货罐形式在大型沥青船中应用广泛。

    独立货罐结构符合钢制海船入级规范要求，焊接和密性试验参照深舱进行检验，独立货罐与船体结构不直接相连，由设置在船底结构上的多支点垫块来支撑，该垫块具备隔热、耐热和承受动静载荷的能力。独立货罐的安装质量是沥青船质量控制的重点内容。如安装不当，很可能会导致货罐破裂、沥青泄漏，造成巨大经济损失甚至整船报废。

    武船重工集团青岛武船重工有限公司在建造13000吨沥青船的过程中，对独立货罐的安装工艺展开了研究，根据船厂生产设施实际情况提出合理的施工方案，通过实船建造验证了方案的可行性和正确性，掌握了獨立货罐安装的关键技术。

    1 独立货罐概要

    13000吨沥青船总长145m，型宽22.6m，型深11.8m，设计吃水7.9m。自艏向艉分为NO.1、NO.2、NO.3、NO.4四个独立货罐，外形尺寸如表1所示。独立货罐使用垫块支撑在主船体上，共使用200*200垫块 78组，350*350垫块562组，其中有76个350*350垫块组布置在舷侧内纵壁上。该布置是经过有限元计算得出。

    2 独立货罐安装工艺要点

    2.1 安装、落位方案选择

    对目前国内建造的沥青船独立货罐的安装方式进行调研发现主要有两种方案。

    方案一：进行多次试装，逐步确定独立货罐的垫块、限位装置的定位；

    方案二：独立货罐安装前完成垫块及限位装置的安装，独立货罐一次性落位安装。

    考虑到方案二对于船厂的建造精度要求高，容错性较低，所需测量的数据也较为繁琐且需要非常精确，但是作业面能够大幅铺开，整体周期比方案一短；方案一容错率高，但是需要进行多次吊装，对资源及周期需求较高，一旦出错所需周期将大大增加。综合以上两个方案最终决定选择方案二。

    根据落位方式不同又分为龙门吊落位及千斤顶落位两种方式。考虑船厂实际独立货罐落位方式主要采用千斤顶落位，但由于千斤顶为人工操作，最终落位方式调整为千斤顶与龙门吊同步下落，该方式能够减少千斤顶及下方支撑的数量，大幅降低落位前期准备工作。

    2.2 垫块布置

    经有限元计算分析，独立货罐使用垫块支撑在主船体上，共需使用200*200垫块78组，350*350垫块562组，其中有76个350*350垫块组布置在舷侧内纵壁上。在各货罐的分布情况如表2所示。

    2.3 围框、支撑座、千斤顶工装焊接

    （1）标记各垫块围框安装位置，检查底部T肋及纵桁面板的水平度与平面度，可采用焊接支架拉线或用激光扫描进行检查，并标出按图纸需要焊接底座位的数值。

    检验合格后焊接围框，焊接完成后将底座清洁干净。测量各点高度，按编码记录。

    （2）在围框内钻直径3mm通气孔（在总组成型后围框之前钻孔），舷侧支撑座部件制造完成后钻孔。

    （3）按照测量数据，定位点焊底部防横摇支撑座、焊前测量后焊接舷侧支撑座。

    （4）在船体货舱内外板骨架上设置12个临时支撑座和12个50t千斤顶，在T肋面板上设置摆放好千斤顶和12个小型临时支撑座。千斤顶工装如图1所示。

    2.4 独立货罐吊装

    （1）独立货舱吊起至100mm左右，悬停约10分钟，观察无异常后，继续起吊进舱，初定位，用T肋面板上临时支撑座支撑稳定后松钩。用50t千斤顶调整四角水平（必要时增加一机动千斤顶）。调紧所有的10t千斤顶，尽量保证受力均匀。

    （2）两层面板理论间隙81mm和73mm两种，留出223mm布置千斤顶理论空间，比货罐理论安装位抬高了150mm。

    （3）小型临时支撑座可根据库存结构钢管制作，高度120mm，配两块楔形钢垫块调整高度。

    （4）吊装时必须按照图纸设计要求安装到位，特别是前后左右的位置，必要用千斤顶、葫芦或拉马安装到位。

    （5）安装后检查每个临时支撑是否受力，并检查每个防磨垫块是否对齐垫块底座（由于考虑了罐体的热涨冷缩，罐体与主结构有一定的偏移量，防磨垫块与罐体结构一致）。

    （6）对安装到位的罐体进行前后左右的固定。

    （7）焊接底部防横摇支撑座、舷侧支撑座。

    2.5 垫块安装

    安装前将底座清洁干净，并吹通通气孔，将“ULEPSI”垫块按照顺序安装，下层为黑色（EPDM），中间为橘红（SILIC），上层为黄色（ULIEM），安装时必须保证垫块表面清洁无油污杂质，使垫块之间充分贴合。

    （1）安装所具备的环境条件：①光线充足；②测量工具准备充分，并且在检验有效期内；③测量工人经验丰富，能准确的测量数据。

    （2）垫块的测量：①先将每块垫块进行编号，同时前后左右四个位置也需标识。②量取每块垫块与圆形板的距离，并以表格的形式进行记录，量取时在每个垫块距边约30mm，量取的数据必须是最短距离。③同一个罐体垫块的量取时间越快越好，以免由于温度差异引起船体变形而导致测量数据的不统一。（最好在夜间和无人工作状态下进行）

    （3）数据处理。对所测得的数据进行分析，得出一个基本数值，然后根据测量的值减去基本值，得出每块垫块的加工厚度，可能每块垫块的四角厚度不一样，此时应根据数值铣斜垫块。

    （4）垫块的加工。准备各种厚度的垫块，并按图纸加工五面，留出一面不加工，根据得出的数据进行加工，对每块加工好的垫块必须做好标记，可按照区域进行加工，统一保管，加工完成后涂防锈油，每块垫块加工后应复合尺寸，保证能放进围框里。

    （5）垫块的安装和检验。对加工好的垫块按标识进行安装，安装好一个罐体的所有垫块后进行检查，检查时按照以下步骤进行：①按基本数值加工两块试验块，试验件的厚度按基本数值上下各0.5mm加工。②对安装好后的加工垫块用试验件进行检验，若用19mm插不进和20mm能插进则不能满足使用，需重新调整此垫块的厚度。③检查完每个罐的所有垫块后，让罐体降落到调整垫块上。用塞尺检查每块垫块的接触情况，接触垫块的块数必须在70%以上。

    3 结束语

    本文结合船厂实际，提出了一种大型沥青船独立货罐的安装工艺，解决了大型独立货罐的定位、调整垫块、最终落位等关键技术问题，使用龙门吊及千斤顶相结合的方式进行独立货罐的落位，大幅减少独立货罐落位所需要的工装、人员，提高落位效率。经实船建造验证，正确可行，适合在同类型产品上推广。

    参考文献：

    [1] 骆仁山，谭祖胜.高温沥青船独立货舱隔热垫块安装新技术[J].船海工程，2015（6）：10-12.

    [2] 蔡梅江.沥青船检验标准亟待建立[J].中国船检，2010（8）：38.

    [3] 中国船级社.钢制海船入级规范[S].人民交通出版社，2006.

    [4] 吴久强.沥青船整体液货舱内胆结构缺陷[J].中国船检，2012（5）：84-85.

    [5] 孙安林.独立液货舱型式沥青运输船若干设计要求探讨[J].上海造船，2003（1）：41-44.

    [6] 向安玉.大型独立液货舱内胆在船舶货舱中的安装方法[J].交通科技，2010（5）：107-109