不銹鋼化學(xué)品船貨艙施工流程

許立新， 張少鷹， 朱 慶

(滬東中華造船(集團(tuán))有限公司， 上海 200129)

0 引 言

雙相不銹鋼化學(xué)品船是目前造船界和航運(yùn)界公認(rèn)的高難度、高技術(shù)、高附加值船舶。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，尤其是石油化工的發(fā)展，對(duì)原材料的需求日益增加，從而提升了化學(xué)品船的需求量。

前期建造的化學(xué)品船，其液貨艙主要采用特殊涂層保護(hù)船體貨艙結(jié)構(gòu)，這種貨艙表面的保護(hù)形式存在較大缺陷，如某一涂層只能適應(yīng)特定的某幾種化學(xué)品，適用性相對(duì)較差，限制了液貨的種類(lèi)。而且，對(duì)于硝酸銨溶液、聚硫酸鐵溶液、甲酸等化學(xué)品,目前還找不到合適的特殊保護(hù)涂層，從而只能用不銹鋼化學(xué)品船進(jìn)行運(yùn)輸。

正是由于特殊涂層化學(xué)品船的種種局限性，成就了雙相不銹鋼化學(xué)品船。雙向不銹鋼具有耐強(qiáng)腐蝕、可裝載多種液貨、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)。

某49 000 t化學(xué)品船液貨艙使用的材料為雙相不銹鋼2205，它的典型成分是22%Cr+5%Ni+0.17%N。與之前的不銹鋼相比，2205通過(guò)進(jìn)一步提高氮的含量，從而提高鋼板在氯離子濃度較高的酸介質(zhì)中的耐應(yīng)力腐蝕和抗點(diǎn)腐能力。同時(shí),氮又是促成奧氏體形成的關(guān)鍵元素，把其加入雙相不銹鋼中，既能提高鋼板的強(qiáng)度，又對(duì)鋼板的塑性和韌性影響較小。雙相不銹鋼能夠表現(xiàn)出耐腐蝕的性能主要是依靠其表面的鉻的氧化膜，通常將其稱為鈍化膜，如果這層鈍化膜被破壞，那么不銹鋼就會(huì)出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。

施工過(guò)程中的裝配、焊接等各項(xiàng)作業(yè)以及空氣中的鐵屑，都會(huì)導(dǎo)致雙相不銹鋼表面的鈍化膜遭到破壞，因此要盡量減少船舶建造中后道的施工量，從而保證鈍化膜的完整。為此，特意將液貨艙的施工分為分段階段、總組階段、搭載碼頭階段，將具體工序細(xì)化到每個(gè)階段，從而有效避免最終工作量全部集中到搭載碼頭階段。

1 分段階段

分段制造是船舶建造的第一步，分段的質(zhì)量及完整性將直接影響后續(xù)階段的工作量，所以將工作量盡可能前移至分段階段，減少后續(xù)施工對(duì)整個(gè)液貨艙的影響，故將分段分為以下幾種類(lèi)型，明確在分段階段應(yīng)該做哪些工作。

1.1 底部分段

加熱盤(pán)管支架安裝結(jié)束，部分可能影響下階段自動(dòng)化焊接的支架不裝(縱隔艙與內(nèi)底板處熔透角焊，內(nèi)底板上預(yù)留500 mm空間，縱壁上預(yù)留300 mm；首尾方向的接縫預(yù)留1 300 mm空間，用于大型埋弧焊機(jī)的使用，一側(cè)預(yù)留300 mm，一側(cè)預(yù)留1 000 mm，同時(shí)須保證同一焊縫的預(yù)留情況一致)。注入管支架及注入管安裝結(jié)束。具體如圖1所示。

圖1 底部分段管系完整性要求

吸油井安裝結(jié)束，由于存在一些吸油井位于搭載焊縫上，故分段階段無(wú)法安裝，如圖2所示。

圖2 底部分段吸油井完整性要求

1.2 縱隔艙分段

加熱盤(pán)管及支架安裝結(jié)束，距離立對(duì)接接縫500 mm范圍內(nèi)的加熱盤(pán)管支架不裝，或?qū)⒓訜岜P(pán)管移位，以避開(kāi)須進(jìn)行自動(dòng)化焊接的區(qū)域，如圖3所示。

圖3 縱隔艙分段加熱管完整性要求

分段范圍內(nèi)梯子及平臺(tái)安裝結(jié)束，保證安裝線準(zhǔn)確，否則易直接影響下階段的安裝。見(jiàn)圖4。

圖4 縱隔艙分段舾裝件完整性要求

1.3 橫隔艙分段

注入管及注入管支架安裝結(jié)束，由于注入管為穿艙管，因此在主甲板下端有1段合攏管，如圖5所示。

圖5 橫隔艙分段管系完整性要求

分段內(nèi)平臺(tái)、梯子安裝結(jié)束，保證安裝線準(zhǔn)確，否則會(huì)影響下階段的安裝，如圖6所示。

圖6 橫隔艙分段舾裝件完整性要求

1.4 甲板分段

貨艙蓋安裝結(jié)束，跨分段接縫的可留到搭載階段安裝。加熱盤(pán)管穿艙件、注入管穿艙件在分段階段安裝結(jié)束。甲板T排以下管子安裝結(jié)束，如圖7所示。

圖7 甲板分段舾裝件完整性要求

1.5 舷側(cè)分段

分段內(nèi)梯子、平臺(tái)安裝結(jié)束，須保證安裝準(zhǔn)確，否則會(huì)影響下階段安裝。加熱盤(pán)管及支架安裝結(jié)束。如圖8所示。

圖8 舷側(cè)分段舾裝件完整性要求

1.6 小結(jié)

分段階段預(yù)舾裝的液貨艙梯子、平臺(tái)、管子及支架必須經(jīng)過(guò)船舶所有人確認(rèn)，尤其是梯子平臺(tái)內(nèi)部的焊縫質(zhì)量以及焊縫表面打磨須經(jīng)過(guò)船舶所有人認(rèn)可，以免在后期出現(xiàn)大面積返工任務(wù)。

分段階段的焊縫，包括貨艙面的焊縫、預(yù)舾裝件的焊縫，全部應(yīng)處理結(jié)束并向船舶所有人最終提交，以免在總組搭載階段重復(fù)提交。

分段階段焊接產(chǎn)生的氧化物全部在分段階段清除，打磨結(jié)束后涂石灰水。主體的打磨應(yīng)安排在舾裝件安裝之前，這樣可最大限度地使用機(jī)器打磨，保證打磨質(zhì)量，縮短分段建造周期。

分段完工檢驗(yàn)，包含液貨艙面檢驗(yàn)，質(zhì)量達(dá)到酸洗鈍化要求。

2 總組階段

總組也稱之為預(yù)搭載，是搭載上船臺(tái)之前的一道關(guān)鍵工序，總組的完整性將直接影響船臺(tái)的建造周期。許多工序存在于分段之間，這些工作在分段階段無(wú)法完成，所以在總段階段就必須完成，同時(shí)總段內(nèi)的工作量不遺留到下一道。

2.1 U型總段

總組焊縫結(jié)構(gòu)性提交結(jié)束(包含焊縫焊前、焊后提交，探傷提交結(jié)束)。

對(duì)合攏縫每一邊各300 mm范圍內(nèi)的鋼板進(jìn)行表面處理，使其表面無(wú)缺陷，達(dá)到最終提交狀態(tài)，刷石灰水，做好保護(hù)。

總段舾裝件(梯子)及合攏管(加熱管、注入管)安裝結(jié)束，焊縫表面質(zhì)量達(dá)到酸洗鈍化要求，提交船舶所有人報(bào)驗(yàn)，涂石灰水，管子探傷結(jié)束。

預(yù)裝洗艙機(jī)及液貨泵支架，僅做定位焊，具體如圖9和圖10所示。

圖9 U型總段結(jié)構(gòu)及管系完整性要求

圖10 U型總段舾裝件完整性要求

2.2 P型總段

總組焊縫結(jié)構(gòu)性提交結(jié)束(包含焊縫焊前、焊后提交，探傷提交結(jié)束)。

合攏縫每一邊各300 mm達(dá)到最終完工狀態(tài)并向船舶所有人提交結(jié)束，刷好石灰水。

舾裝件焊后報(bào)驗(yàn)(只報(bào)驗(yàn)連接區(qū)域，舾裝件的制造質(zhì)量在制造廠家報(bào)驗(yàn)結(jié)束)，焊縫表面質(zhì)量達(dá)到酸洗鈍化要求，涂石灰水，如圖11所示。

圖11 P型總段舾裝件完整性要求

2.3 底部總段

總組焊縫結(jié)構(gòu)性提交結(jié)束(包含焊縫焊前、焊后提交，探傷提交結(jié)束)。

合攏縫每一邊各300 mm達(dá)到最終完工狀態(tài)并向船舶所有人提交結(jié)束，刷石灰水。

舾裝件及管子焊后報(bào)驗(yàn)(只報(bào)驗(yàn)連接區(qū)域，舾裝件的制造質(zhì)量在制造廠家報(bào)驗(yàn)結(jié)束)，焊縫表面質(zhì)量達(dá)到酸洗鈍化要求，涂石灰水，管子探傷結(jié)束，如圖12所示。

圖12 底部總段完整性要求

3 搭載碼頭階段

搭載是主船體成型的最后一個(gè)階段，就船體結(jié)構(gòu)而言基本上是少量的工作，一些前道無(wú)法施工的作業(yè)，例如跨搭載接縫的舾裝件。碼頭階段基本以設(shè)備及系統(tǒng)調(diào)試為主，基本不涉及船體結(jié)構(gòu)的施工，按照日本、韓國(guó)的先進(jìn)造船理念，各階段工作量，分段∶搭載∶碼頭=7∶2∶1，所以大量的工作量在第一階段。

貨艙腳手架預(yù)埋進(jìn)貨艙內(nèi)，搭設(shè)貨艙腳手架，預(yù)留出液貨泵和洗艙機(jī)支架的位置。

結(jié)構(gòu)和探傷提交結(jié)束，合攏縫單邊300 mm達(dá)到完工狀態(tài)，焊縫表面質(zhì)量達(dá)到酸洗鈍化要求，刷完石灰水,加熱盤(pán)管須進(jìn)行接頭焊接以上區(qū)域，石灰水可以不補(bǔ)涂。

艙內(nèi)舾裝件(管子支架、梯子、平臺(tái)、扶手、甲板貫穿件等)安裝完整性報(bào)檢結(jié)束，焊縫處理結(jié)束并提交船舶所有人。

加熱管、注入管及支架安裝完整，焊接結(jié)束，探傷結(jié)束，焊縫表面處理結(jié)束并提交船舶所有人。

加熱盤(pán)管的密性試驗(yàn)，建議使用氣密試驗(yàn)，水壓試驗(yàn)，后期水如何抽出加熱盤(pán)管是一個(gè)須考慮的大問(wèn)題。

洗艙機(jī)中間支撐、管子、洗艙機(jī)安裝及電焊。

貨艙密性(貨油泵此時(shí)基座還未燒焊，其他舾裝件須安裝結(jié)束，貨油泵建議與船舶所有人協(xié)商，可做融透焊，并對(duì)焊縫進(jìn)行UT+PT檢驗(yàn)。另外，甲板面的管子如有未合龍，也須臨時(shí)封板)。

沖洗石灰水。艙完整性報(bào)檢(距底部2 m以上區(qū)域)。除腳手架。艙容測(cè)量結(jié)束(須與艙容測(cè)量公司確認(rèn)，艙容測(cè)量工作是否須腳手架)。沖洗底部區(qū)域。貨艙底部區(qū)域報(bào)檢(含距離底部2 m以下區(qū)域)。

安裝液貨泵基座(液貨泵的基座中心與液貨泵中間支撐中心及吸油井的中心須在同一直線上，在液貨泵基座中心安裝激光儀，激光儀旋轉(zhuǎn)360°，在吸油井表面上出現(xiàn)的激光點(diǎn)須在一個(gè)直徑20 mm的圓內(nèi)，表示安裝精度合格)安裝結(jié)束，液貨泵中間支架安裝結(jié)束，吊裝液貨泵安裝結(jié)束，密性結(jié)束，須搭設(shè)臨時(shí)腳手架；所有貨艙完整性工作全部結(jié)束。

液貨泵及管路功能測(cè)試。貨艙強(qiáng)度試驗(yàn)及高位報(bào)警系統(tǒng)調(diào)試。洗艙系統(tǒng)壓力測(cè)試及功能測(cè)試。通風(fēng)機(jī)油氣循環(huán)系統(tǒng)壓力測(cè)試及功能測(cè)試。貨艙干燥系統(tǒng)功能測(cè)試。酸洗鈍化及膜厚測(cè)量，正式開(kāi)始前，需酸洗鈍化公司確認(rèn)艙內(nèi)完工狀態(tài)是否符合酸洗鈍化條件。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文簡(jiǎn)單介紹雙相不銹鋼化學(xué)品船液貨艙的施工流程，將每個(gè)獨(dú)立液貨艙的工作量進(jìn)行合理的拆分。雙相不銹鋼化學(xué)品船液貨艙不是一個(gè)獨(dú)立的單元，每一階段的施工，如果處理得不徹底，都會(huì)對(duì)最后得整艙質(zhì)量產(chǎn)生影響。只有將工序盡可能前移，在每個(gè)階段都對(duì)影響液貨艙質(zhì)量的缺陷進(jìn)行處理，這樣才能保證最后液貨艙的施工順利、合理，從而有效地縮短化學(xué)品船的建造周期。

[1] 劉政軍，徐德昆.不銹鋼焊接及質(zhì)量控制[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2008.