MARK III型薄膜艙圍護(hù)系統(tǒng)舷側(cè)開孔封堵研究

楊國(guó)建，陳元軍，李志林

(揚(yáng)州中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225200)

0 引言

在MARK III 薄膜型液貨艙圍護(hù)系統(tǒng)建造過(guò)程中，大量的腳手架材料、樹脂、絕緣板、波紋板、設(shè)備、工裝具及人員進(jìn)出其中，在舷側(cè)開孔并搭建通行平臺(tái)作為連接內(nèi)外的通道尤為重要。舷側(cè)孔的開設(shè)、臨時(shí)封閉、最終封閉過(guò)程中，涉及大量特殊的施工工藝。為此，本文對(duì)工藝孔的作用、形式進(jìn)行研究，提出了施工過(guò)程中舷側(cè)開孔位置的主、次屏壁的臨時(shí)密封的安裝和拆除的方法。

1 舷側(cè)開孔簡(jiǎn)介

MARK III薄膜艙舷側(cè)開孔指的是在船舶舷側(cè)垂直立面的分段上開設(shè)的臨時(shí)工藝孔，見圖1。從薄膜艙建造工藝要求角度來(lái)說(shuō)，原則上工藝孔一般布置在舷側(cè)垂直面居中的位置，以滿足薄膜艙施工過(guò)程中艙內(nèi)的材料、人員、工裝設(shè)備等進(jìn)出。

圖1 舷側(cè)開孔示意圖

由于舷側(cè)壓載艙在安裝圍護(hù)系統(tǒng)之前需進(jìn)行船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)，舷側(cè)開孔的周界雙殼結(jié)構(gòu)需進(jìn)行臨時(shí)封堵，主要通過(guò)封堵肋板、平臺(tái)板開孔的辦法來(lái)進(jìn)行。如果舷側(cè)開孔的位置在設(shè)計(jì)階段就能夠完成確認(rèn)，可在船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，將開孔周界的肋板、平臺(tái)板直接設(shè)計(jì)為水密形式，強(qiáng)度試驗(yàn)完成后再將減輕孔開出。

2 舷側(cè)開孔周界屏壁的密封

在液貨艙主要圍護(hù)系統(tǒng)安裝完成后，舷側(cè)開孔封閉前，需要對(duì)艙內(nèi)其他位置的主、次屏壁進(jìn)行密性試驗(yàn)，這就要求主、次屏壁在開孔位置能夠達(dá)到密封狀態(tài)，形成次屏壁與船體內(nèi)殼之間、主屏壁與次屏壁之間兩層獨(dú)立的密閉空間。

2.1 次屏壁與船體內(nèi)殼之間空間的密閉

次屏壁的臨時(shí)密封是在絕緣板的邊緣增加一塊截面為方形、頂部和側(cè)面帶錨固條的絕緣板，絕緣板底部打樹脂膠固定，見圖2。

圖2 帶錨固條的絕緣板安裝示意

在絕緣板的角區(qū)安裝直角不銹鋼件(角形不銹鋼1)，點(diǎn)焊在側(cè)面錨固條上，通過(guò)柔性次屏壁(FSB)與次屏壁連接，見圖3。

圖3 角形不銹鋼1安裝示意

角形不銹鋼1與船體內(nèi)殼之間再搭接角形不銹鋼2，可以采用連續(xù)焊接，也可以采用點(diǎn)焊+膠水，總之需確保密閉，見圖4。

圖4 角形不銹鋼2安裝示意

以上工序完成后，次屏壁與船體內(nèi)殼之間就形成了密閉的空間，即可開展次屏壁的整體密性試驗(yàn)。

2.2 主屏壁與次屏壁之間空間的密閉

次屏壁密閉后，在臺(tái)階位置安裝一個(gè)定制的頂橋板，然后安裝角形不銹鋼3。角形不銹鋼3與絕緣板上的錨固條點(diǎn)焊固定，見圖5。

圖5 主屏壁的臨時(shí)密閉

邊緣的波紋板在安裝前需在波紋端部焊接一個(gè)不銹鋼堵塊，將波紋封堵，然后再安裝到位船上。波紋板與角形不銹鋼3進(jìn)行搭接并焊接，見圖6。

圖6 波紋的臨時(shí)密閉

以上工序完成后，主屏壁與次屏壁之間就形成了密閉的空間，即可開展主屏壁的整體密性。

3 舷側(cè)開孔的封閉

在液貨艙其他位置的各項(xiàng)施工及試驗(yàn)工作完成后，舷側(cè)開孔需進(jìn)行封閉，以完成圍護(hù)系統(tǒng)的安裝，這是液貨艙圍護(hù)系統(tǒng)的最后一項(xiàng)工程。

3.1 封閉前的準(zhǔn)備工作

薄膜艙主層密性結(jié)束，艙內(nèi)主要的腳手架及多余設(shè)備、物資拆除出艙后，即可開始舷側(cè)船體結(jié)構(gòu)的封閉工作，將舷側(cè)小分段安裝到舷側(cè)開孔的位置。在舷側(cè)小分段裝焊前，需要完成以下幾項(xiàng)工作：

(1)薄膜艙內(nèi)的腳手安裝平臺(tái)(除舷側(cè)區(qū)域)拆除且出艙結(jié)束，見圖7。舷側(cè)區(qū)域的封閉艙內(nèi)也需要搭設(shè)腳手架，因此在設(shè)計(jì)腳手架過(guò)程中應(yīng)考慮舷側(cè)區(qū)域腳手架的獨(dú)立性；在拆除腳手架過(guò)程中，應(yīng)保留舷側(cè)通道處的腳手架，待舷側(cè)圍護(hù)系統(tǒng)封閉工作結(jié)束后將其從薄膜艙頂部穹頂?shù)耐ǖ揽椎醭雠摗?/p>

圖7 舷側(cè)開孔處腳手平臺(tái)示意

(2)舷側(cè)開孔位置圍護(hù)系統(tǒng)安裝所需材料進(jìn)艙結(jié)束，包含絕緣模塊、波紋板、次屏壁等材料。

(3)必要的小型工裝、設(shè)備保留在艙內(nèi)，并能夠從薄膜艙頂部穹頂?shù)耐ǖ揽壮雠摗?/p>

(4)舷側(cè)開孔通道內(nèi)的過(guò)橋平臺(tái)、封閉門等臨時(shí)設(shè)施拆除。

(5)提前處理舷側(cè)小分段內(nèi)壁的涂裝，并對(duì)專用油漆進(jìn)行保護(hù)，避免結(jié)構(gòu)裝焊過(guò)程中產(chǎn)生破壞。

以上準(zhǔn)備工作完成后，可以開始進(jìn)行舷側(cè)小分段的安裝作業(yè)。舷側(cè)小分段按照船體建造規(guī)范進(jìn)行施工，重點(diǎn)需要關(guān)注艙內(nèi)溫度及污染問(wèn)題。建議將分段內(nèi)壁對(duì)接縫坡口設(shè)計(jì)朝壓載艙內(nèi)，以減少艙內(nèi)焊接煙霧及動(dòng)火的風(fēng)險(xiǎn)。液貨艙內(nèi)一般僅安排打磨及少量焊接修補(bǔ)工作，最大限度降低火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。艙內(nèi)應(yīng)安裝1臺(tái)抽風(fēng)設(shè)備，將艙內(nèi)淤積的焊接煙霧盡快排出艙室，以降低焊接煙霧對(duì)薄膜產(chǎn)生污染。

同常規(guī)區(qū)域一樣，舷側(cè)分段結(jié)構(gòu)焊接完成后，焊縫影響區(qū)域需要進(jìn)行打磨及涂裝作業(yè)。由于艙內(nèi)使用的專用油漆對(duì)溫度極其敏感，溫度超過(guò)100 ℃就會(huì)導(dǎo)致油漆失效，因此對(duì)焊縫周圍約200 mm區(qū)域需要重新打磨并涂裝。

艙內(nèi)壁油漆質(zhì)量最終通過(guò)拉力試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。舷側(cè)施工面積較小，通常選取1～2個(gè)點(diǎn)安裝拉力試驗(yàn)工裝(Dolly工裝)進(jìn)行拉力試驗(yàn)。實(shí)際建造時(shí)，為了確保油漆質(zhì)量，也可以增加試驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)量。由于艙內(nèi)溫度一般控制在20～30 ℃，在Dolly工裝安裝后的第三天可以進(jìn)行拉力試驗(yàn)。拉力試驗(yàn)的拉力值必須滿足≥10 MPa。

在薄膜艙常規(guī)階段的建造中，舷側(cè)圍護(hù)系統(tǒng)需要臨時(shí)封閉，配合薄膜艙整艙的密性試驗(yàn)。因此，在舷側(cè)圍護(hù)系統(tǒng)開工前，需將舷側(cè)區(qū)域臨時(shí)圍護(hù)系統(tǒng)拆除。拆除工作和安裝的順序是完全相反的，按主屏壁、主層絕緣、次屏壁、次層臨時(shí)模塊的順序拆除，見圖8。拆除中應(yīng)保證絕緣模塊的完好性。

圖8 臨時(shí)安裝件的拆除順序

開孔周界的臨時(shí)封堵件需在切除過(guò)程中采用合適的保護(hù)措施，避免將周界的絕緣板損傷。同時(shí)要保留足夠的空間，用于后續(xù)安裝開孔位置的圍護(hù)系統(tǒng)。舷側(cè)拆除結(jié)束后，需要對(duì)拆除好的區(qū)域尤其是RSB進(jìn)行保護(hù)，避免在劃線、小螺柱焊接和楔塊階段對(duì)RSB產(chǎn)生污染或損傷，影響后期粘連。

3.2 舷側(cè)圍護(hù)系統(tǒng)的安裝

舷側(cè)圍護(hù)系統(tǒng)的安裝，在劃線完成后，按照螺柱/楔塊安裝、次層絕緣模塊、次屏壁粘連、主層絕緣模塊、主層波紋板裝焊的順序進(jìn)行整體作業(yè)。各個(gè)階段安裝的要求及規(guī)范與薄膜艙其他立面的安裝基本一致，有以下重點(diǎn)：

(1)膠水及樹脂材料一般需要專用設(shè)備混合。此時(shí)，舷側(cè)開孔處船體結(jié)構(gòu)已經(jīng)封閉，大型設(shè)備無(wú)法進(jìn)艙使用。因此，應(yīng)在艙室外面設(shè)置一處有溫濕度控制的空間，擺放樹脂機(jī)、次屏壁膠水機(jī)及TBP膠水機(jī)，舷側(cè)圍護(hù)系統(tǒng)開工前調(diào)試并提交設(shè)備。次屏壁膠水有2種解決方案：一種為上述設(shè)備混合后將膠水運(yùn)輸至舷側(cè)，另一種可以考慮管裝型膠水在粘連施工中現(xiàn)場(chǎng)將膠水和固化劑混合。

(2)次層模塊的樹脂條。常規(guī)階段模塊一般采用樹脂機(jī)涂布樹脂，但舷側(cè)階段樹脂機(jī)無(wú)法進(jìn)艙施工，只能放在艙外提供樹脂。因此，舷側(cè)模塊的樹脂一般都會(huì)采用手工涂布。典型的涂布成圓餅狀。

(3)TBP膠水。與模塊樹脂類似，常規(guī)采用機(jī)器涂布，舷側(cè)階段只能采用手工涂布。TBP膠水涂布前，將每個(gè)TBP與膠水用量一一對(duì)應(yīng)，避免發(fā)生膠水用量不夠的問(wèn)題。膠水涂布要均勻。

(4)舷側(cè)波紋板裝焊結(jié)束后，焊縫質(zhì)量的檢測(cè)采用目檢、滲透檢驗(yàn)的方式檢驗(yàn)，最終通過(guò)絕緣層壓力監(jiān)控進(jìn)行復(fù)檢。

3.3 舷側(cè)腳手架的拆除及出艙

舷側(cè)圍護(hù)系統(tǒng)施工完成且密性試驗(yàn)工作結(jié)束后，艙內(nèi)剩余的腳手架即可拆除出艙。為保證最終質(zhì)量，舷側(cè)腳手區(qū)域的主膜最終狀態(tài)確認(rèn)必須與腳手拆除同步進(jìn)行，即拆一層腳手確認(rèn)一層相關(guān)區(qū)域波紋板的狀態(tài)。在拆除過(guò)程中，圍護(hù)系統(tǒng)若被意外的砸傷、劃傷等，必須提交GTT公司確認(rèn)，并進(jìn)入修補(bǔ)程序。

在腳手安裝平臺(tái)拆除及出艙過(guò)程中，絕緣層應(yīng)處于負(fù)壓狀態(tài)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控絕緣層內(nèi)的壓力變化，來(lái)判斷是否產(chǎn)生損傷。若絕緣層壓力異常上升，須立即檢查相關(guān)管路，對(duì)相關(guān)區(qū)域進(jìn)行確認(rèn)或修復(fù)。

拆除后的腳手材料，從液穹頂部的材料孔吊裝出艙。貨艙里進(jìn)行最終的清潔工作，同時(shí)進(jìn)行貨艙容積的最終測(cè)量。在泵塔安裝完成后，即可封閉整個(gè)貨艙，圍護(hù)系統(tǒng)的安裝工作完全結(jié)束。

4 結(jié)語(yǔ)

MARK III型LNG圍護(hù)系統(tǒng)建造過(guò)程中，舷側(cè)臨時(shí)孔的開設(shè)和封堵是施工中的重要環(huán)節(jié)，貫穿整個(gè)施工過(guò)程。舷側(cè)臨時(shí)孔屬于圍護(hù)系統(tǒng)的特殊區(qū)域，開孔位置的絕緣板、波紋板等均無(wú)法采用自動(dòng)粘連和自動(dòng)焊接設(shè)備進(jìn)行施工。本文對(duì)舷側(cè)開孔位置的維護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，并對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行了簡(jiǎn)述，對(duì)船廠策劃和建造薄膜型LNG運(yùn)輸船液貨艙、薄膜型燃料艙有一定的參考意義。