海洋平臺(tái)成品支吊架的技術(shù)要求及選型

楊岑磊

(海洋石油工程(青島)有限公司，山東 青島 266520)

在海洋石油平臺(tái)建造過程中，起支撐作用的支吊架是很常見的部件，支吊架設(shè)計(jì)和施工是一項(xiàng)非常重要又繁瑣的工作，傳統(tǒng)的支吊架預(yù)制采用鋼材下料、組對(duì)、焊接及防腐涂裝等工序來(lái)完成，且后期修改困難，往往滿足不了建造工期的要求，因此在滿足承重和其他技術(shù)及建造要求的情況下，可以采用成品支吊架來(lái)代替部分傳統(tǒng)支吊架，下面重點(diǎn)介紹成品支吊架的類型、技術(shù)要求及選型，并總結(jié)成品支吊架的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

1 成品支吊架類型

1.1 U型槽鋼主材(見圖1)

1)組件：槽鋼、托臂、導(dǎo)軌底座、安裝配件(連接件、安裝螺栓、鎖扣、射釘)；

2)生根方式：射釘固定。

3)產(chǎn)品特點(diǎn)：

① 槽鋼卷邊、鎖扣均帶有鋸齒，嚙合使用，有效抗剪、止滑，抗沖擊；

② 槽鋼及托臂配有條形安裝孔，組裝靈活方便；

③ 與鋼結(jié)構(gòu)生根固定采用特有的專利技術(shù)：

④ 平頭射釘方式，該固定方式可有效避免焊接對(duì)油漆防腐層產(chǎn)生的破壞；

⑤ 受力計(jì)算由專業(yè)的計(jì)算軟件(PROFIS軟件)完成，保證體系的受力安全性；

⑥ 安裝采用專用的扭力扳手，確保螺栓固定扭矩合適。

⑦ 蝶形螺母結(jié)合組合支架可以適用輕型電儀設(shè)備安裝。

圖1 U型槽鋼成品支吊架

1.2 三角型槽鋼主材(見圖2)

圖2 三角形槽鋼成品支吊架

1)組件：三角形型材，自鎖式螺栓，鎖緊螺母；

2)生根方式：預(yù)埋件焊接固定。

3)產(chǎn)品特點(diǎn)：

① 安裝支撐為特有三角形型材，具有高承載力，高抗扭性等特點(diǎn)；

② 自鎖式螺栓，鎖緊螺母采用梯角型齒牙設(shè)計(jì)，防松性能更加可靠；

③ 組合支架僅用螺栓連接，減少附件，節(jié)約安裝時(shí)間；

④ 產(chǎn)品具有完整的PDMS軟件元件庫(kù)，可使用MDS完成建模工作。圖紙及材料清單可以從模型中導(dǎo)出；

⑤ 受力分析計(jì)算有專用軟件(P4D)，可以快速完成每個(gè)支架承重計(jì)算報(bào)告。

2 成品支吊架技術(shù)要求

(1)成品支吊架材料防腐要求：為保證產(chǎn)品的耐腐蝕能力，需提供鹽霧試驗(yàn)評(píng)級(jí)測(cè)試報(bào)告。模擬項(xiàng)目環(huán)境因數(shù)，使用壽命達(dá)到項(xiàng)目設(shè)計(jì)壽命。

(2)具備完整的PDMS產(chǎn)品元件庫(kù)，保證出圖、統(tǒng)計(jì)材料、檢查碰撞等設(shè)計(jì)工作。

(3)使用專業(yè)的受力分析軟件對(duì)實(shí)際使用工況(海上工況，運(yùn)輸工況，海域最大臺(tái)風(fēng)等級(jí)等)進(jìn)行支架受力分析，同時(shí)考慮室內(nèi)室外的安裝環(huán)境及其雪載，冰載，風(fēng)載等負(fù)載系數(shù)，并出具詳細(xì)的產(chǎn)品分析報(bào)告(環(huán)境參數(shù)詳設(shè)提供)。

(4)產(chǎn)品須提供船舶行業(yè)使用業(yè)績(jī)，尤其是半潛式生產(chǎn)平臺(tái)、油氣船舶類相關(guān)業(yè)績(jī)。

(5)產(chǎn)品需具備相關(guān)船檢證書。

(6)為保證成品支架系統(tǒng)在海況環(huán)境下的可適用性，提供成品支架系統(tǒng)抗震測(cè)試報(bào)告。

(7)為保證成品支架系統(tǒng)在火災(zāi)環(huán)境下的可適用性，提供成品支架系統(tǒng)耐火測(cè)試報(bào)告。

(8)生產(chǎn)廠家應(yīng)提供相應(yīng)的技術(shù)支持:

① 提供PDMS模型元件庫(kù)；

② 協(xié)助完成支架型式和材料選型；

③ 進(jìn)行必要的技術(shù)培訓(xùn)和安裝培訓(xùn)。

(9)廠家保證相同力學(xué)參數(shù)下，其產(chǎn)品與普通鋼材相比可達(dá)到減重要求。

3 成品支吊架選型

3.1 海上室內(nèi)環(huán)境

1)新型成品支吊架可以考慮在房間內(nèi)或艙室內(nèi)推廣使用。房間或艙室內(nèi)支架可避免風(fēng)載的影響，環(huán)境條件相對(duì)較好，使用更為可靠。

2)房間內(nèi)空間緊張，組合支架可以在一定程度上有效解決空間不足的問題。房間內(nèi)各專業(yè)相互影響較大，設(shè)計(jì)狀態(tài)相對(duì)滯后，但作為建造環(huán)節(jié)，房間完整性又是關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。故建議房間內(nèi)電儀、配管(2寸以下)等專業(yè)統(tǒng)籌考慮使用組合支架。

3)室內(nèi)天花板或舾裝可以遮蓋預(yù)埋件，避免后續(xù)切割問題。

4)室內(nèi)環(huán)境建議使用碳鋼+熱浸鋅材質(zhì)(鋅層厚度≥90 μm)。

5)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)增加及修補(bǔ)的支架，建議使用射釘安裝形式組合支架。

6)梁夾生根形式適用于震動(dòng)小、風(fēng)載荷小的陸地建造項(xiàng)目。

3.2 海上室外環(huán)境

1)鑒于海洋室外環(huán)境，若室外使用組合支架，建議采用更為可靠的三角形基材。安裝螺栓需要具備自鎖功能或有效地防松性能，降低維護(hù)成本。

2)室外環(huán)境建議使用316L不銹鋼材質(zhì)。

3)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)增加及修補(bǔ)的支架，建議使用射釘安裝形式組合支架。

4)需重點(diǎn)關(guān)注防腐規(guī)格書中對(duì)支架防腐要求，或按外購(gòu)產(chǎn)品為支吊架單獨(dú)制定防腐要求。

5)關(guān)于梁夾生根形式不建議使用。

4 結(jié)語(yǔ)

與傳統(tǒng)支吊架相比，新型成品支吊架可以極大地簡(jiǎn)化施工安裝過程，增強(qiáng)施工安裝質(zhì)量，縮短施工安裝工期，優(yōu)化施工安裝效果。材料及施工綜合費(fèi)用比傳統(tǒng)支架降低約15%至20%；受力可靠、穩(wěn)定；現(xiàn)場(chǎng)安裝、拆卸、修改靈活；與各專業(yè)有良好的兼容性，節(jié)省空間；使用壽命長(zhǎng)，后期維護(hù)方便；實(shí)現(xiàn)清潔施工。