陳治國
(中海油田服務(wù)股份有限公司,天津 300452)
海上移動平臺及鋼制船舶長期在水上作業(yè),工況復(fù)雜、環(huán)境惡劣,艙室與結(jié)構(gòu)的密性效果對保障其作業(yè)安全尤為重要,也是其建造、維修過程中最重要的質(zhì)量驗收工序之一。
中海油田服務(wù)股份有限公司每年涉及海上移動平臺與船舶的建造、維修項目近百項,人工超100 萬小時,艙室與結(jié)構(gòu)的密性試驗始終是檢驗建造與維修質(zhì)量的一項重要指標。經(jīng)過長期的探索與積累,形成一套有效的艙室密性試驗方法,且在實踐中長期應(yīng)用,達到了較好的效果。
根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、功能要求、承壓范圍、作業(yè)區(qū)域的不同,海上移動平臺及鋼制船舶密性試驗方法分為氣壓試驗、真空試驗、沖水試驗、注水試驗、壓痕試驗、角焊縫充氣試驗等。
(1)氣壓試驗。利用空氣壓力差校驗結(jié)構(gòu)的密性。氣壓試驗適用于完整密閉艙室的檢驗,檢驗范圍包括:所有的艙室邊界角焊縫、合攏縫、通艙件(包括管線和電纜連接件),水密、油密艙壁及主甲板邊界等。
(2)真空試驗。使用真空盒探測結(jié)構(gòu)泄漏點。適用于未形成完整艙室階段預(yù)制性試驗焊縫。檢驗范圍包括:艙室邊角焊縫、通艙件等;同時適用于二次密性試驗,二次試驗的范圍包括:經(jīng)過探傷檢測并修復(fù)的區(qū)域,結(jié)構(gòu)工藝孔修復(fù)區(qū)域和修改較小的區(qū)域。
(3)沖水試驗。利用高壓水柱沖擊結(jié)構(gòu)一面,在背面查看是否有滲漏以檢驗結(jié)構(gòu)密性。通常應(yīng)用于有水密、風雨密要求的結(jié)構(gòu),如水密門,艙口蓋,風雨密門,駕駛室等。沖水試驗可能對沖水區(qū)域的結(jié)構(gòu)舾裝、機械或電氣設(shè)備造成損壞,在驗船師認可的情況下,可采用壓痕試驗代替沖水試驗。但對于水密和風雨密門及船體外圍的封閉區(qū)域,不可用壓痕試驗代替。
(4)注水試驗。向艙室中注入與正常作業(yè)狀態(tài)下相同密度液體至溢流高度來進行試驗。注水試驗不方便實施的情況下,可考慮用沖水試驗作為替代試驗方法。此試驗方法適用于艙頂部封閉艙室的密性試驗。
(5)壓痕試驗。觀察門、窗、蓋關(guān)閉行程到位時,通過密性填料的接觸痕跡,判斷其關(guān)閉情況下風雨密的有效性。通常對門、窗、蓋做完壓痕試驗后進行沖水試驗,壓痕試驗不能代替沖水試驗檢驗密性,其做法與檢驗結(jié)果,一般需得到船東、船檢的一致認可。
(6)角焊縫充氣試驗。壓縮空氣由角焊接頭的一端充入,在另一側(cè)通過壓力表來驗證接頭的壓力。此方法可以在非形成完整艙室(分段)階段進行,檢驗范圍包括:艙室邊界角焊縫。
海上移動平臺及鋼制船舶密性試驗流程見圖1。
圖1 密性試驗流程
(1)密性試驗應(yīng)該在驗船師在場的情況下進行。
(2)所有影響穩(wěn)性的密性試驗均需在平臺、船舶下水前完成。船體的水下部分以及下水后無法檢查的部分或修復(fù)缺陷的部分,應(yīng)在船舶下水前進行密性試驗。
(3)每個密閉艙室都要進行一次氣壓試驗。相鄰密性艙室不得同時進行試驗。相鄰艙室的共用壁板不用做二次密性。
(4)艙室密性檢查時,要保證其邊緣不結(jié)冰。若氣溫低于3 ℃,應(yīng)采取防凍措施或采用不凝結(jié)的肥皂溶液。當環(huán)境溫度低于-5 ℃時,應(yīng)考慮取消試驗。
(5)與密性試驗有關(guān)的焊縫部位應(yīng)在試驗前清除氧化皮、焊渣、油污等。
(6)試驗完畢后不允許出現(xiàn)有影響密性的修改情況。如出現(xiàn),則修改區(qū)域需重新進行密性檢驗。
(1)試驗準備:肥皂水、臨時封堵板、透明U 形管(U 形管橫截面積應(yīng)大于進氣管的橫截面積)、高度指示尺(≥2.2 m)、安全閥、淡水、進氣管。臨時封堵板設(shè)4 個通艙件與壓力表、透明U 形管、進氣管、安全閥相連,見圖2。
圖2 氣壓試驗裝置
(2)操作流程:①打開進氣閥,注入壓縮空氣使艙內(nèi)氣壓達到0.02 MPa(0.2 bar),停止注入壓縮空氣(注意核查壓力表與U 形水平管高度顯示的壓力是否一致),保壓1 h,查看壓力表與U 形水平管是否出現(xiàn)泄漏情況;②關(guān)掉并卸除與艙室連接的進氣口管件,打開排氣閥(原進氣閥)泄壓至0.015 MPa(0.15 bar),停止放泄,然后涂肥皂水至被檢驗焊縫,開始密性檢驗;③如檢驗過程中有氣泡產(chǎn)生或外觀缺陷,需標注幾號,修改后進行二次試驗;如未發(fā)現(xiàn)氣泡或缺陷,此區(qū)域密性試驗檢驗通過;④試驗完畢后,打開放泄閥,對檢驗艙室進行泄壓操作。
(1)試驗準備:肥皂水、真空檢驗器、真空表(最大量程≤0.1 MPa(1 bar))、控制閥。
(2)操作流程:①對檢驗焊縫噴涂肥皂水,將真空檢測器放置在檢驗區(qū)域,注意保證連接處平整及無雜質(zhì)影響;②打開控制閥,使檢測器內(nèi)負壓為-0.02 MPa(-0.2 bar)~-0.026 MPa(-0.26 bar),恒壓10 s;③關(guān)閉控制閥,消除檢驗器內(nèi)空氣壓力,移動真空檢測器檢測下段焊縫,前段的測試焊縫要與后段的檢測焊縫有50~100 mm 的重疊;④如發(fā)現(xiàn)有氣泡產(chǎn)生或外觀缺陷,需對缺陷處標注記號,修復(fù)并進行二次試驗;如無缺陷產(chǎn)生,試驗范圍焊縫試驗通過。
(1)試驗準備:軟管、噴嘴、壓力表,試驗用水應(yīng)采用淡水。
(2)操作流程:①沖水試驗應(yīng)在水管壓力≥0.2 MPa(2 bar),距接頭的距離≤1.5 m 的條件下進行,噴嘴直徑≥12 mm;②沖水水柱應(yīng)直接對準要試驗的焊縫或密封處,同時查看焊縫背面,是否有滲透現(xiàn)象;③沖水完畢后,應(yīng)立即關(guān)閉開關(guān)。禁止水源隨意流放,增加船體艙室腐蝕及清艙工作量;④如發(fā)現(xiàn)滲漏,對缺陷處標注記號,進行修補及二次檢驗。如無滲漏產(chǎn)生,試驗焊縫通過。
(1)試驗準備:注水泵、管。
(2)操作流程:①調(diào)制試驗所需填充劑;②向艙室內(nèi)注入填充劑(通常為液體)至門檻高度,保持15 min,檢查艙室填充區(qū)焊縫是否有滲漏。如發(fā)現(xiàn)滲漏,對缺陷處標注記號,進行修補及二次試驗。如無滲漏產(chǎn)生,試驗焊縫通過;③試驗結(jié)束后通過泵和主水管放泄艙內(nèi)填充劑,確保艙內(nèi)無積水。
(1)試驗準備:粉筆。
(2)操作流程:①將試驗用白粉均勻的涂抹在小艙口蓋的圍板緣口處;②輕輕閉合小艙口蓋至合適位置;③不借助外力,僅以單個自然人的臂力,依次旋緊艙蓋把手或組合壓緊裝置;④依次松開艙蓋把手或組合壓緊裝置;⑤觀察密性填料處出現(xiàn)的白粉痕跡;⑥據(jù)密性填料上白粉痕跡的深淺度、連續(xù)性和均勻程度,判斷密性的好壞;⑦連續(xù)性和均勻程度差的,重新調(diào)節(jié)。
(1)試驗準備:按圖3 要求準備并安裝試驗連接板。
(2)操作流程:①開啟球閥,壓縮空氣注入角焊縫根部間隙中(圖4)。當壓力表指針超過0.015 MPa(0.15 bar)時,關(guān)閉球閥,靜壓15 min;②檢查壓力表指針是否下降。如在靜壓15 min內(nèi)有明顯下降,則應(yīng)檢查接頭和焊縫的滲漏情況,并尋找壓力下降原因。如壓力沒有下降,可在角焊縫表面涂肥皂液,檢查焊縫表面有否翻泡現(xiàn)象,當焊縫上的檢驗液均無氣泡即視為合格;③在試驗過程中,如發(fā)現(xiàn)有滲漏,應(yīng)用粉筆做出標記,待排氣后進行返修,返修焊縫長度>50 mm,修補后,對補焊區(qū)域進行真空試驗;④試驗完工后,連接板上壓縮空氣管子接頭與壓力表管子接頭必須用電焊補滿,并且接頭至端部必須做真空試驗。
圖3 安裝連接板
圖4 角焊縫充氣試驗
上述試驗方法基本涵蓋海上移動平臺、鋼制船舶的密性試驗要求,且在海上移動平臺、鋼制船舶的建造、維修過程中普遍使用,可以作為從事相關(guān)工作人員的有益借鑒。