極地凝析油輪推進(jìn)模塊安裝

齊 超 黃思昊

(廣船國(guó)際技術(shù)中心)

0 前言

本型船共兩臺(tái)推進(jìn)模塊，對(duì)稱布置于艉部外底。受布置位置制約，吊機(jī)無(wú)法將設(shè)備吊運(yùn)至安裝位置并安裝，只能采用將設(shè)備運(yùn)輸至安裝位置后由外底頂升插入的方式進(jìn)行安裝。推進(jìn)模塊外形尺寸約10.7m×5m×7.7m（長(zhǎng)×寬×高），重約300t，其理論插入總行程為821mm。在安裝過(guò)程中，推進(jìn)模塊上表面法蘭邊緣距外底開(kāi)孔邊緣單邊距離為30mm。在推進(jìn)模塊安裝到位時(shí)，推進(jìn)模塊法蘭上表面需與轉(zhuǎn)舵模塊法蘭下表面貼合，兩個(gè)法蘭上各72 個(gè)螺栓孔需對(duì)位精準(zhǔn)，確保螺栓順利插入。因推進(jìn)模塊重量大且安裝精度要求高，單一設(shè)備及常規(guī)方案難以滿足其安裝要求。本文針對(duì)以上重點(diǎn)難點(diǎn)，通過(guò)采用多種常規(guī)設(shè)備組合操作的形式進(jìn)行推進(jìn)模塊的安裝，完成了推進(jìn)模塊的順利安裝，提高了安裝效率、安裝精度，降低了安裝難度、安裝風(fēng)險(xiǎn)。

1 方案策劃

1.1 初步方案

因推進(jìn)模塊首先需在塢底運(yùn)輸至安裝位置再進(jìn)行頂升安裝，針對(duì)我司現(xiàn)有的具有頂升及移動(dòng)功能的備進(jìn)行篩選。

根據(jù)表1 數(shù)據(jù)對(duì)比，最終選用570T 平板車(chē)進(jìn)行推進(jìn)模塊運(yùn)輸?shù)轿患绊斏鳂I(yè)。

所選用的570T 平板車(chē)平臺(tái)最低、最高高度分別為1620mm、2320mm，總頂升行程為700mm。推進(jìn)模塊安裝的理論頂升行程為821mm，平板車(chē)頂升行程不足。且平板車(chē)定位精度相對(duì)粗糙，無(wú)法精確的定位推進(jìn)模塊中心線。為確保整體頂升行程滿足安裝需求，另選用4 臺(tái)350T 三維頂升機(jī)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)駁接頂升作業(yè)及中心線定位作業(yè)。

最終初步制定安裝方案為：采用570T 平板車(chē)將設(shè)備運(yùn)輸至安裝位置后進(jìn)行頂升，頂升至平板車(chē)最大行程后4 臺(tái)三維頂升機(jī)介入，進(jìn)行中心線精確調(diào)整并駁接頂升。

1.2 方案論證

平板車(chē)、三維頂升機(jī)頂升行程分別為700mm、300mm，總頂升行程1000mm＞設(shè)備安裝行程821mm，理論上頂升行程滿足頂升安裝需求；設(shè)備重約300t，平板車(chē)、三維頂升機(jī)（4 臺(tái)）分別可承載570t、1400t。單獨(dú)承載能力均滿足設(shè)備重量要求；平板車(chē)具有運(yùn)輸能力，可將設(shè)備運(yùn)輸至安裝位置。通過(guò)以上初步論證，方案理論上可行。

2 方案試驗(yàn)

為避免設(shè)備安裝過(guò)程中可能存在的問(wèn)題并提前掌握設(shè)備的各項(xiàng)實(shí)際參數(shù)及指標(biāo)，針對(duì)此方案進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)。

2.1 方案制定

（1）選用300t 配重對(duì)設(shè)備進(jìn)行模擬；

（2）驗(yàn)證在配重狀態(tài)下托架變形量；

（3）驗(yàn)證在配重狀態(tài)下平板車(chē)的各項(xiàng)數(shù)值；

（4）驗(yàn)證三維頂升機(jī)能否順利介入及頂升調(diào)整時(shí)各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

2.2 試驗(yàn)過(guò)程

（1）將配重300t 的鋼板托架置放于頂升托架上，檢測(cè)頂升托架承載能力及變形量；

（2）將頂升托架（含300t 配重）吊裝至570t平板車(chē)上，檢測(cè)平板車(chē)輪胎擠受壓變形量，檢測(cè)平板車(chē)可行進(jìn)時(shí)最低點(diǎn)高度，檢測(cè)配重狀態(tài)下平板車(chē)最大頂升高度；

（3）平板車(chē)頂升至最大高度后，三維頂升機(jī)介入，布置于頂升托架支腿下方；

（4）三維頂升機(jī)介入后進(jìn)行頂升作業(yè)，檢測(cè)頂升機(jī)聯(lián)動(dòng)頂升、橫移速度及水平方向調(diào)整精度。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果

（1）頂升托架承載300t 配載后，無(wú)明顯變形，變形量小于3mm，滿足使用要求；

（2）載重前平板車(chē)在最低點(diǎn)高度為1620mm，增加配載后（300t），平板車(chē)輪胎擠壓變形量約20～40mm ， 此狀態(tài)平板車(chē) 在 最 低點(diǎn)高度約1580～1600mm；為避免平板車(chē)行進(jìn)過(guò)程中伸縮支腿與地面相碰，平板車(chē)起升約30mm 后行進(jìn)。平板車(chē)在配載狀態(tài)下行進(jìn)無(wú)問(wèn)題。平板車(chē)運(yùn)輸設(shè)備到位滿足要求； 配載后平板車(chē)最大頂升高度約2150～2200mm，整體頂升行程約550mm。

表1 設(shè)備參數(shù)對(duì)比

圖1 托架及設(shè)備擺放方式

圖2 支撐拆除區(qū)域及進(jìn)車(chē)方向

（3）平板車(chē)頂升至最高點(diǎn)后頂升托架支腿距地面高度約1710～1750mm，三維頂升機(jī)在可移動(dòng)狀態(tài)下高度為1650mm～1700mm，可進(jìn)入托架支腿下方，頂升機(jī)邊緣距平板車(chē)200～220mm。頂升機(jī)進(jìn)入支腿位滿足要求；

（4）三維頂升機(jī)（4 臺(tái)）可實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)頂升及水平方向平移， 頂升機(jī)聯(lián)動(dòng)頂升速度約0.8mm/s～1.2mm/s，點(diǎn)動(dòng)整體橫移距離約1mm。三維頂升機(jī)于同一水平面同時(shí)持續(xù)聯(lián)動(dòng)頂升200mm 后，水平偏差約5mm，4 臺(tái)三維頂升機(jī)聯(lián)動(dòng)同步頂升速率略有偏差，需頂升一定距離后重新調(diào)整水平，防止水平度偏差過(guò)大。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果，確定整體方案可行，其安裝精度可滿足“ABB 推進(jìn)模塊”安裝需求。

3 方案實(shí)施

3.1 最終方案制定

3.1.1 方案制定

圖3 三維頂升機(jī)布置示意圖

圖4 ABB 推進(jìn)模塊吊裝示意圖

圖5 地面劃線示意圖

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，配載后平板車(chē)頂升高度約550mm，三維頂升機(jī)頂升行程300mm，總頂升行程850mm?？紤]運(yùn)輸中設(shè)備上口需與外板預(yù)留空間、三維頂升機(jī)進(jìn)入托架支腿下時(shí)需預(yù)留空間及塢底斜率等因素，實(shí)際安裝時(shí)總頂升行程約700～750mm，頂升行程不足以滿足安裝要求，根據(jù)以上要求制定推進(jìn)模塊最終安裝方案。

（1）將推進(jìn)模塊吊裝至已擺放好托架的平板車(chē)上，由平板車(chē)運(yùn)輸至安裝位置下方；

（2）平板車(chē)將設(shè)備進(jìn)行頂升至平板車(chē)最大頂升高度后4 臺(tái)三維頂升機(jī)介入，布置于托架支腿下方；

（3）在三維頂升機(jī)完全受力后，聯(lián)動(dòng)三維頂升機(jī)進(jìn)行水平方向調(diào)整，使設(shè)備中心線對(duì)正；

（4）三維頂升機(jī)聯(lián)動(dòng)頂升至最大行程靜止后，平板車(chē)增墊300mm 高枕木后頂升，直至平板車(chē)受力300～310t 時(shí)停止頂升，三維頂升機(jī)下降使平板車(chē)完全受力；

（5）在三維頂升機(jī)上增墊250mm 支撐管并固定，用來(lái)增大三維頂升機(jī)最大頂升行程。最后利用三維頂升機(jī)進(jìn)行調(diào)整及頂升直至安裝完畢。

3.1.2 工裝托架

圖6 設(shè)備固定形式

圖7 設(shè)備相對(duì)平板車(chē)位置

圖8 安裝流程1

根據(jù)初步制定的安裝方案，兩種設(shè)備若要實(shí)現(xiàn)駁接頂升工作需特制托架。根據(jù)推進(jìn)模塊尺寸、重量、安裝區(qū)域底板距塢底高度、平板車(chē)尺寸及三維頂升機(jī)布置位置等一系列制約因素制定頂升托架規(guī)格。制約因素如下：

（1）受推進(jìn)模塊理論高度（含設(shè)備托架）、安裝區(qū)域高度影響及平板車(chē)最低高度制約，自制托架橫梁高度需≤400mm；

（2）因推進(jìn)模塊存在4°傾角，為保證推進(jìn)模塊上表面水平，自制托架需含有4°傾角的斜平臺(tái)；

（3）因槳葉低出底座，托架在槳葉區(qū)域須做成局部凹陷形式，避免槳葉與托架相碰；

（4）托架跨度需滿足平板車(chē)寬度+兩臺(tái)三維頂升機(jī)寬度，確保平板車(chē)及三維頂升機(jī)可同時(shí)布置并適當(dāng)離空。

（5）當(dāng)平板車(chē)頂升至最大高度時(shí)，托架支腿距離地面高度需大于頂升機(jī)可移動(dòng)狀態(tài)下的進(jìn)車(chē)高度，且距離塢底高度不宜過(guò)大，避免浪費(fèi)頂升機(jī)的頂升行程；

圖9 安裝流程2～6

圖10 安裝流程7～10

根據(jù)以上條件制定托架尺寸及結(jié)構(gòu)形式，托架可承重400T，并放有1.25 的安全系數(shù)。

3.2 作業(yè)流程

（1）為避免全部支撐拆除后艉部下沉，影響設(shè)備進(jìn)入，僅移除FR12 及FR23 肋位處（云線位置）的高位支撐，確保足夠的進(jìn)車(chē)空間；本船左舷靠塢壁，需由右舷進(jìn)車(chē)，先安裝左舷的推進(jìn)模塊；

（2）平板車(chē)吊至塢底，車(chē)身長(zhǎng)度方向平行于肋位方向擺放；

（3）吊裝頂升托架至平板車(chē)上（頂升托架應(yīng)盡量布置于平板車(chē)承載區(qū)中心區(qū)域）,托架支腿距平板車(chē)邊距見(jiàn)圖3 所示；

（4）三維頂升機(jī)就近布置于推進(jìn)模塊安裝位置附近，方便后續(xù)就位使用；

（5）在ABB 推進(jìn)模塊適當(dāng)位置劃出中心線及法蘭面平行線，上表面法蘭外緣需做好相應(yīng)保護(hù)，定位銷(xiāo)暫不安裝；

（6）在地面上劃出FR18 肋位線、Y±7000 地樣線(以轉(zhuǎn)舵模塊中心為準(zhǔn))，平板車(chē)行進(jìn)方向（寬度方向）地樣線，平板車(chē)中心點(diǎn)盡量對(duì)應(yīng)肋位線；選用龍門(mén)吊1#、3#鉤(2#鉤須增加60T 配重)將ABB 推進(jìn)模塊吊裝至頂升托架上；

（7）ABB 推進(jìn)模塊托架與頂升托架采用碼板及定位焊形式燒焊固定，增加頂升托架整體強(qiáng)度且防止產(chǎn)生滑移；盡量保證ABB 推進(jìn)模塊上表面水平；

3.3 方案實(shí)施

（1）平板車(chē)降至最低高度1620mm，沿地面劃線由右舷方向進(jìn)車(chē)，先安裝左舷推進(jìn)模塊。平板車(chē)行至安裝位置后停車(chē),平板車(chē)行進(jìn)過(guò)程中須由專人觀測(cè)船底板與法蘭上表面間距。此階段推進(jìn)模塊中心點(diǎn)允許偏差±50mm。進(jìn)車(chē)時(shí)推進(jìn)模塊上表面與船底外板理論間距約75mm，至安裝位置需頂升的總行程約921mm，數(shù)據(jù)見(jiàn)圖8；

（2）平板車(chē)頂升，若推進(jìn)模塊中心點(diǎn)對(duì)正，此階段推進(jìn)模塊插入?yún)^(qū)域邊緣距外板孔邊單邊距離約181mm，安裝空間富余；

（3）平板車(chē)頂升至實(shí)際可頂升最大高度（約2100mm）后停止，此時(shí)推進(jìn)模塊上表面與轉(zhuǎn)舵模塊下表面間距約421mm，插入筒體400mm。三維頂升機(jī)介入，此時(shí)三維頂升機(jī)上表面距支腿下表面間距約110mm；

（4）根據(jù)設(shè)備與地面中心線偏差情況采用4 臺(tái)三維頂升機(jī)聯(lián)動(dòng)橫移調(diào)整推進(jìn)模塊中心對(duì)正（可通過(guò)量取外板開(kāi)孔與模塊外緣間距進(jìn)行確認(rèn)，詳見(jiàn)A-A），單次聯(lián)動(dòng)橫移距離須＜10mm。若聯(lián)動(dòng)橫移無(wú)法順利調(diào)節(jié)中心線對(duì)正，可采用三維頂升機(jī)點(diǎn)動(dòng)橫移的方式進(jìn)行局部微調(diào)。此時(shí)推進(jìn)模塊中心與轉(zhuǎn)舵模塊中心對(duì)正，推進(jìn)模塊法蘭邊緣距外板開(kāi)孔邊間距約181mm；

（5）臺(tái)三維頂升機(jī)同步頂升，頂升過(guò)程中需有人員在內(nèi)部監(jiān)測(cè)船外板區(qū)域間隙及推進(jìn)模塊上表面水平度；

（6）三維頂升機(jī)整體頂升至最大高度，此時(shí)推進(jìn)模塊上表面與轉(zhuǎn)舵模塊下表面間距約231mm。托架下表面距塢底約2310mm；

（7）三維頂升機(jī)停止后，平板車(chē)下降并在強(qiáng)梁位置增墊枕木（塢墩用枕木），每套枕木規(guī)格1800*400*(400～500)mm，枕木布置條數(shù)數(shù)量不少于8 條，枕木上平面高度差不得大于10mm；

（8）平板車(chē)上墊好枕木后緩慢上升，直至平板車(chē)受力在300t～310t 后停止頂升。三維頂升機(jī)降至最低點(diǎn)，此時(shí)頂升機(jī)上表面與托架支腿下表面間距約300mm。插入250mm 支撐管，支撐管下表面燒七字碼，使支撐管與三維頂升機(jī)面板固定。點(diǎn)動(dòng)調(diào)三維頂升機(jī)使支撐管與支腿接觸后，聯(lián)動(dòng)三維頂升機(jī)進(jìn)行頂升，直至平板車(chē)不受力。根據(jù)推進(jìn)模塊法蘭上表面與轉(zhuǎn)舵模塊下表面相對(duì)水平度點(diǎn)動(dòng)三維頂升機(jī)升降調(diào)整相對(duì)水平。此時(shí)推進(jìn)模塊法蘭邊緣距外板開(kāi)孔邊間距約181mm；

（9）相對(duì)水平調(diào)整完畢后停止，機(jī)裝課在推進(jìn)模塊上表面涂抹密封膠及安裝定位銷(xiāo)；

（10）三維頂升機(jī)聯(lián)動(dòng)頂升頂升過(guò)程中推進(jìn)模塊法蘭邊緣距外板開(kāi)孔邊間距約30mm；當(dāng)三維頂升機(jī)頂升至1870mm，此時(shí)推進(jìn)模塊上表面與轉(zhuǎn)舵模塊下表面間距約1mm，推進(jìn)模塊頂升到位。平板車(chē)隨著三維頂升機(jī)頂升進(jìn)行頂升作業(yè)，平板車(chē)僅作為安全輔助，不受力。待推進(jìn)模塊到位后，平板車(chē)頂升至枕木上表面與托架接觸并受力300t～310t。待螺栓上緊后拆除推進(jìn)模塊與其座架固定碼板，頂升機(jī)下降復(fù)位，平板車(chē)下降帶著安裝托架及設(shè)備托架出車(chē)。重復(fù)上述步驟安裝右舷推進(jìn)模塊。

3.4 實(shí)施效果情況見(jiàn)圖11 和圖12

圖11 安裝過(guò)程

圖12 安裝后效果

4 結(jié)束語(yǔ)

本方案利用船廠常規(guī)設(shè)備進(jìn)行大型貴重設(shè)備的安裝工作，安裝效率高，風(fēng)險(xiǎn)性低，安裝質(zhì)量及精度可控，圓滿的完成了推進(jìn)模塊的安裝工作，并得到了設(shè)備廠家的高度贊揚(yáng)及肯定；本方案受船型制約因素較多，后續(xù)類(lèi)似船舶此類(lèi)設(shè)備安裝可參考此工藝進(jìn)行操作，為后續(xù)類(lèi)似設(shè)備的安裝提供了技術(shù)文件、施工記錄及相關(guān)數(shù)據(jù)支持。