淺談液化氣船建造技術(shù)

樊峰+陶杰+劉書(shū)文

摘要：液化氣船是專門用來(lái)運(yùn)輸液化氣體的船舶，液化氣船所運(yùn)輸?shù)闹饕夯瘹怏w包括液化天然氣、液化石油氣、乙烯等液化氣體，此外還包括氨水、液氯等化學(xué)物質(zhì)。這些液化氣體和化學(xué)藥劑的主要特點(diǎn)就是易燃、易爆，需要特殊容器儲(chǔ)存，而且具有一定的化學(xué)腐蝕性和毒性。因此，對(duì)液化氣船的安全性提出了較高的要求，進(jìn)而液化氣船的建造難度非常大，專業(yè)性非常高。

關(guān)鍵詞：液化氣船；建造技術(shù)；探究

引言

液化氣船的建造技術(shù)對(duì)于船舶的整體質(zhì)量和運(yùn)輸安全有著直接的影響，在建造液化氣船的過(guò)程中，首先要通過(guò)科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拇w結(jié)構(gòu)計(jì)算，根據(jù)客戶需求，制定不同的制造設(shè)計(jì)方案；其次要應(yīng)用先進(jìn)的制造技術(shù)，確保液化氣船的儲(chǔ)存和運(yùn)輸安全。我國(guó)在液化氣船建造技術(shù)的研究方面已經(jīng)取得了一些成就，今后，只有對(duì)液化氣船的建造技術(shù)展開(kāi)深入的研究，才能使我國(guó)的液化氣船建造技術(shù)水平得到進(jìn)一步的提升。

1液化氣船的種類及運(yùn)輸貨物特點(diǎn)分析

1.1液化氣船分類

液化天然氣船（LNG）。液化天然氣的主要成分是甲烷，一般會(huì)采用常壓低溫的方式使其液化，以便儲(chǔ)存和運(yùn)輸。液化天然氣船的儲(chǔ)存艙由隔熱材料構(gòu)成，而且還設(shè)計(jì)了一些隔熱結(jié)構(gòu)，為的是保證船艙始終處于低溫狀態(tài)。常見(jiàn)的儲(chǔ)存艙形狀有球形和矩形兩種，此外，還有一些液化天然氣運(yùn)輸船的儲(chǔ)存艙是棱柱形和圓筒形的。

液化石油氣船（LPG）。液化石油氣的主要成分為丙烷，運(yùn)輸方法有三種：一種是將其加壓液化，可在常溫下進(jìn)行裝卸，這種船叫全加壓式液化石油氣船，其貨艙常為球形或圓柱形罐；另一種是冷凍液化，叫全冷凍式液化石油氣船，其貨艙可制成矩形，艙容利用率高，但需設(shè)置良好的隔熱層；第三種是既加壓又冷凍液化，叫半加壓半冷凍式液化石油氣船。

乙烯運(yùn)輸船。乙烯的液化方式與石油氣的液化方式相同，都是采用加壓的方式使其液化，同樣，也可以在常溫下進(jìn)行裝卸，通過(guò)加壓液化方式的乙烯運(yùn)輸船船艙主要是圓柱形和球形。同時(shí)也可以利用半加壓半冷卻的方式使其液化，然后用圓柱形的儲(chǔ)存艙儲(chǔ)存并運(yùn)輸。

1.2液化氣船貨物儲(chǔ)存方式及特點(diǎn)

液化氣運(yùn)輸船按液化氣的貯存方式分為三類：壓力式、冷壓式和冷卻式。在壓力式液化氣船中，貨物在常溫下裝載于球型或圓筒型的耐壓液罐內(nèi)。冷壓式和冷卻式液貨氣船對(duì)貨物的溫度和壓力都進(jìn)行控制，因此需要液罐的隔熱和貨物的冷卻裝置。

2液化天然氣船（LNG）建造技術(shù)分析

2.1船體建造技術(shù)

LNG船船體建造過(guò)程主要分為以下幾部進(jìn)行：第一，船體分段劃分。通過(guò)增加船體分段長(zhǎng)度，減少貨艙區(qū)的分段數(shù)量，進(jìn)而減少分段接頭，有利于縮短液化氣船的建造周期，并能提高船體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量；第二，分段建造。液化氣船的建造工作包含多個(gè)船體部位的建造工作，在實(shí)際建造時(shí)，可以將各個(gè)部位分開(kāi)建造，如，將舷側(cè)、隔艙、甲板以及雙層底等，另外選用合適的模板和胎架，進(jìn)而保證船體外板和內(nèi)殼的制造質(zhì)量；第三，分段總組技術(shù)研究。通過(guò)科學(xué)合理的分段總組減少了船塢吊裝數(shù)，提高了建造質(zhì)量。

2.2貨艙圍護(hù)系統(tǒng)建造技術(shù)

薄膜型LNG船貨艙圍護(hù)系統(tǒng)的建造主要包括：第一，絕緣箱的安裝。絕緣箱的安裝必須保證足夠的平整度，以保證敷設(shè)在上的薄膜安裝的平整度；第二，薄膜的焊接。14.7萬(wàn)m3LNG船薄膜焊縫長(zhǎng)130km，必須保證薄膜的安裝和焊接不能有絲毫的泄漏；第三，密性試驗(yàn)。密性試驗(yàn)包括承載試驗(yàn)、氦氣試驗(yàn)等，用以檢驗(yàn)并確認(rèn)液貨艙薄膜沒(méi)有絲毫的泄漏，并承受LNG液貨的重量。

2.3超低溫液貨管路和控制系統(tǒng)建造技術(shù)

超低溫液貨管路和控制系統(tǒng)的主要建造內(nèi)容包括：第一，超低溫管路焊接工作。液化氣船的超低溫液貨管路是由許多大口徑的不銹鋼管對(duì)接焊接而成，對(duì)焊接技術(shù)的選擇以及焊接工人的專業(yè)能力要求非常高；第二，超低溫管路的絕緣敷設(shè)。液化氣船的超低溫管路需要有良好的絕緣性能，以防運(yùn)輸過(guò)程中由于摩擦導(dǎo)致金屬管路帶電，進(jìn)而引起液化氣爆炸；第三，超低溫控制系統(tǒng)包括泵塔系統(tǒng)、ESD系統(tǒng)、CTS系統(tǒng)、船岸連接系統(tǒng)、水探測(cè)系統(tǒng)、隔艙加熱系統(tǒng)、貨物機(jī)械室等，其調(diào)試技術(shù)是超低溫控制系統(tǒng)建造的關(guān)鍵技術(shù)。

3液化石油氣船（LPG）儲(chǔ)罐建造技術(shù)研究

3.1全壓式LPG船儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)型式

全壓式LPG船罐屬于液化氣船中的壓力容器，一般為臥式儲(chǔ)存罐，主要結(jié)構(gòu)造型是一段直筒段和兩個(gè)半球形封頭拼接而成。目前全壓式LPG船儲(chǔ)罐的容積從800m3到5000m3不等，設(shè)計(jì)溫度主要分為0℃到45℃與10℃到45℃兩種，根據(jù)儲(chǔ)存條件的要求，選擇不同的儲(chǔ)存溫度。同時(shí)，儲(chǔ)存罐的直徑與材料強(qiáng)度和船體造型有直接的關(guān)系，國(guó)內(nèi)大部分的液化氣船儲(chǔ)存罐直徑都在8800mm到12000mm之間。采用國(guó)產(chǎn)材料制造的全壓式LPG船儲(chǔ)罐，為滿足船體尺寸的不同要求，儲(chǔ)罐容積和直徑各不相同。

3.2儲(chǔ)罐的制造、組裝與焊接

根據(jù)LPG儲(chǔ)罐的大小，筒體部分通常由7～11個(gè)筒節(jié)組成，每個(gè)筒節(jié)又由3～4片弧板組成。單片弧板用卷板機(jī)卷制而成；儲(chǔ)罐兩端的封頭殼板類似球罐按一定角度分成若干片，采用壓力機(jī)壓制而成。

3.3LPG船儲(chǔ)罐的組裝方法

根據(jù)焊縫的位置是否可改變，可分為固定式和轉(zhuǎn)動(dòng)式。固定式多在廠房?jī)?nèi)固定場(chǎng)地，整個(gè)儲(chǔ)罐從拼裝到全部結(jié)束，處于固定狀態(tài)，如圖2。此方法最大特點(diǎn)就是焊縫位置固定，需全位置焊接，適宜采用手工焊和半自動(dòng)焊。

4未來(lái)船市走勢(shì)展望

受到國(guó)際金融危機(jī)的長(zhǎng)期影響，全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展還處于緩慢的階段，同時(shí)，經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇能力較差，金融市場(chǎng)不穩(wěn)定，導(dǎo)致許多商品的進(jìn)出口貿(mào)易十分低迷。2016年世界經(jīng)濟(jì)總體的發(fā)展趨勢(shì)相比于2015年有了一定程度的改善，其中以美國(guó)先進(jìn)經(jīng)濟(jì)體的復(fù)蘇水平為典型代表。在國(guó)際金融危機(jī)影響的這一段時(shí)間內(nèi)，國(guó)際市場(chǎng)下的航運(yùn)市場(chǎng)以及各種貨物的進(jìn)出口需求受到了嚴(yán)重的影響，世界航運(yùn)市場(chǎng)可用“低迷、重組、并購(gòu)”這3個(gè)關(guān)鍵詞來(lái)描述。下圖是金融危機(jī)影響下，國(guó)際海洋油氣產(chǎn)量的增長(zhǎng)情況。

結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的液化氣船建造與生產(chǎn)行業(yè)正處于發(fā)展階段，還有非常大的上升空間，再加上智能化制造技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，我國(guó)的液化氣船生產(chǎn)行業(yè)擁有一個(gè)非常廣闊的發(fā)展前景。因此，國(guó)內(nèi)各大造船企業(yè)應(yīng)該抓住時(shí)代機(jī)遇，不斷借鑒和學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的液化氣船建造技術(shù)，加強(qiáng)與國(guó)在造船企業(yè)的交流與合作，并不斷引進(jìn)新型技術(shù)人才，最終使我國(guó)液化氣船制造行業(yè)平穩(wěn)發(fā)展。液化氣船建造水平的提升，也是我國(guó)綜合實(shí)力不斷提升的重要體現(xiàn)。

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