FRU船桩柱抱箍装焊技术研究

FRU船桩柱抱箍装焊技术研究

余镇正 邹佳宏 卢大印

江南造船（集团）有限责任公司 上海 201913

摘要：本文旨在研究浮式再气化单元（以下简称“FRU”）船桩柱抱箍系统的受力方式，并就其抱箍的装焊技术进行研究，保证抱箍的安装符合精度要求、焊接质量能够达到其受力要求，最终高质量完成施工现场的装焊作业。

关键词 FRU 抱箍 装焊技术

1.项目研究背景

FRU船全称是28000立方米LNG浮式再气化装置（概念图如下图1-1），无主推进/锅炉系统，与常规船舶采用缆绳系泊不同，FRU采用了桩柱式系泊方式——“固定垂直桩柱抱箍系泊”，在它的左舷外板上共有6 个抱箍，靠岸的时候，6根抱箍套入海底的直径达2.5米的垂直桩，保证在系泊海域最恶劣的工况下，FRU能够承受波浪引起的垂向运动。单个抱箍由三个钢结构片体组成，通过高强度螺栓连接成整体，与舷侧外板角焊连接，单个抱箍重量约为32吨。抱箍系统安装为某公司首次设计、制作及安装，难度较高，存在一定风险。作为施工方，针对其现场安装制定专项策划研究。

图1-1 FRU船概念图

2.桩柱抱箍系统难点分析

由于某公司首次承接此类项目，桩柱抱箍系统也从未接触，故主要的难点有：

1）设计图纸需进行结构有限元分析及疲劳计算分析，并送审船东船检。

2）单个抱箍受力近500T，对结构设计和连接形式要求较高。

3）因抱箍结构较大，现场安装部门首次施工，无相关经验，施工风险较大。

3.抱箍装焊技术研究

3.1施工准备

1）舷侧分段总组施工时，左舷半宽向内加放一定的反变形量，以防止抱箍吊装后半宽增大；如半宽数据不好，增加保距梁，以保证船体半宽。

2）总组时注意前后相邻分段接头区域肋位间距±5mm，总段合拢30A、30B环缝肋距±8mm；上述分段外板垂直度±10mm,焊前最好为正值，抱箍基座安装区域的垂直度±4mm。内部距基7200处构架在定位过程中需控制在±4mm。

3）抱箍与船体外板连接片体增加临时吊马，方便吊装；请工法协助，估算重心，增加临时支撑。

4）施工前检验施工区域外板平整度，要求＜5mm，必要时予以矫正。

5）抱箍吊装前，将支撑提前吊装到位，

图3-1

3.2定位装配

1）在底部分段总组完成后，检验左舷外板平整度，重新修正实际半宽线，并在地上做好标记。

2）根据修正后的高度，在外板上划出7180mm水线，并做好检验线。

3）在船体外板上划出F23 、F33⁺⁴⁰⁰、F44、F77、F87⁺⁴⁰⁰、F98号肋位线，即抱箍前后位置线。

图3-2

4）抱箍吊装前，支撑提前吊装到位（如图3-3），摆放在各抱箍中心肋位，距外板约4700mm处；并在外板7180mm线以下，焊接临时支撑靠排，方便定位。

图3-3

5）吊装抱箍，缓慢落在支撑与靠排上（如图3-4），用10吨的葫芦协助固定，吊运过程中可用液压车或剪叉式升降车配合吊运.

图3-4

6）吊幢结束后，搭设落地脚手及施工作业平台，3个一组搭设连续脚手，且3个基座同时施工。

7）根据7180mm水线及肋位线定位，并用全站仪监控面板四角平面（如图3-5）。

8）定位结束后，间断焊进行固定。定位焊结束后进行打磨，并需提交焊前报验。

图3-5

定位装配精度要求：

抱箍基座(无余量情况下)在安装过程中需确保基座平面垂直度±5mm,基座平面纵向绕度±5mm ，基座与外板间隙0-4mm，相邻两个基座之间的距离±8mm。

3.4.3.2 焊接控制

焊材选用GFL-71焊丝，单面焊双面成型焊缝贴陶瓷衬垫，为了尽量减少焊接变形，焊接顺序必须严格遵守，以单只基座为例，焊接步骤如下：

a、先对称焊接中间水平肋板；

b、再对称焊接上下两道水平肋板，同样分左右对称焊接；

c、焊接垂向加强肋板，从中间往两边依次焊接；

d、焊接其他肘板及加强筋板。

2）焊接注意事项

a、水平肋板以中间为界，两边对称，分段退焊。

b、垂向肋板先焊上后焊下，每块分两段退焊。

c、垂向肋板若双面坡口需清根焊透，先焊内侧，外侧碳刨封底。

d、水平肋板角焊缝需注意焊接质量，按全焊透要求焊缝施工。

e、由于板厚比较大，每条焊缝分数段焊接时，需一次填满坡口方可，中间不得停止，防止产生裂纹。

f、焊前需预热100℃~120℃，层间温度与预热温度相同。

g、注意焊接规范符合工艺要求（如下表3-4-1）。

表3-6

h、焊接过程中注意数据监控，偏差较大时，及时调整焊接顺序。

i、对抱箍结构与船体外板焊接处焊缝，按《船体焊缝无损探伤标准》进行无损探伤。

4.结束语

该项目是某公司首次设计并安装抱箍系统，通过本次研究以及对员工进行施工培训并进行现场管控，在要求的施工周期内保质保量完成了该项目的装焊，保证了船坞周期的可控。该抱箍系统的成功安装，为某公司坞内批量化造船打下了基础，也为后续产品的承接、建造施工积累了经验，丰富了公司产品业务范围，为某公司高质量发展积累了一定的工艺基础。

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