剖析海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)的加工設(shè)計(jì)

錢凱

中海油田服務(wù)股份有限公司 天津 300452

事實(shí)上，陸地與海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)之間有許多不同，如從環(huán)境上就能明顯體現(xiàn)出來，陸地平臺(tái)的鋼結(jié)構(gòu)主要適用于陸地環(huán)境，海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)肯定就適用于海洋上；在施工的衡量標(biāo)準(zhǔn)上也存在著很大的不同之處，海洋與陸地相比，海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)加工設(shè)計(jì)的要求較高。海洋環(huán)境相對(duì)于與陸地環(huán)境來說，海洋環(huán)境存在著更多未知數(shù)，對(duì)其控制難度也是相當(dāng)大。

1 概述

1.1 內(nèi)容

在海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)建造中，工藝設(shè)計(jì)是非常重要的。其質(zhì)量和水平直接影響到海洋平臺(tái)工程的施工安全、施工質(zhì)量、施工進(jìn)度和施工成本。一般來說，工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、防腐處理、管道配置等，結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)在整個(gè)工程中占主導(dǎo)地位，主要結(jié)合詳細(xì)設(shè)計(jì)方案和技術(shù)規(guī)范，根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式編制相應(yīng)的文件[1]。

1.2 圖紙類型

1.2.1 總裝配圖

總裝配圖包含鋼結(jié)構(gòu)工程的總體施工規(guī)范和要求。在加工設(shè)計(jì)過程中，工作人員應(yīng)通過總裝配圖，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的整體施工工藝和設(shè)計(jì)方案有一個(gè)全面的認(rèn)知，以保證工作中零件設(shè)計(jì)的規(guī)范性。另外，工藝設(shè)計(jì)人員可以在總裝配圖后面增加各種裝配圖、構(gòu)件圖、零件圖，從而有效地控制加工設(shè)計(jì)的過程和節(jié)奏。

1.2.2 裝配圖

此圖實(shí)際上算是一種依據(jù)的方法，在海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)加工設(shè)計(jì)中，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的安裝以及建造都需要憑借裝置圖來逐步推進(jìn)。為了讓這張圖在很大程度上發(fā)揮最好的作用，此圖必須要根據(jù)各零件的組接過程進(jìn)行詳細(xì)的說明，并且參照其他圖紙進(jìn)行合適的標(biāo)記號(hào)。

1.2.3 零件圖

這個(gè)圖的主要作用是為了證明海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)中零件的內(nèi)構(gòu)、形式等。這個(gè)圖可對(duì)海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)中使用到的東西進(jìn)行調(diào)整以及表述，這能確保在大體上對(duì)海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)加工設(shè)計(jì)的重要過程監(jiān)控。

1.2.4 構(gòu)件圖

構(gòu)件圖是零件圖的補(bǔ)充。構(gòu)件圖的內(nèi)容主要是單個(gè)構(gòu)件組合的具體過程。為了給構(gòu)件的組成提供正確的參考，構(gòu)件圖應(yīng)詳細(xì)說明單構(gòu)件組合過程中使用的構(gòu)件和材料，包括構(gòu)件編號(hào)、構(gòu)件規(guī)格、所需數(shù)量。其中構(gòu)件圖中所述構(gòu)件編號(hào)應(yīng)與其他圖紙一致。

2 現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，詳細(xì)的設(shè)計(jì)圖紙、計(jì)劃方案和設(shè)計(jì)程序是我國(guó)海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)加工設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，在加工設(shè)計(jì)過程中將其放在各種文件及相關(guān)規(guī)定上[2]。以目前來看，我國(guó)海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)中存在的首要問題是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作重復(fù)性加劇，設(shè)計(jì)工作總體效率較低。而科學(xué)進(jìn)步和社會(huì)能源危機(jī)的加重促使我們對(duì)海洋資源的開發(fā)將不斷深化，這使得我們對(duì)海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)加工設(shè)計(jì)的要求不斷提高。為提高海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)加工設(shè)計(jì)的工作效率，應(yīng)注意鋼結(jié)構(gòu)加工設(shè)計(jì)過程中存在的問題，采納科學(xué)辦法，簡(jiǎn)化工藝設(shè)計(jì)中的重復(fù)工序，使設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)計(jì)劃的有效性最大化。

3 方案

3.1 預(yù)制方案

海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)的加工設(shè)計(jì)預(yù)案有兩種，分別是正反造法。正造法是憑借建造場(chǎng)地來開展的，這個(gè)工作是在場(chǎng)地上放一個(gè)東西，然后將片放在這個(gè)東西上面。反造法是在另一個(gè)不同的場(chǎng)地開展工作的，進(jìn)行的步驟是將甲板板平放在地上，改造成以后進(jìn)行連續(xù)反轉(zhuǎn)。這兩種方法各有優(yōu)勢(shì)也各有劣勢(shì)。反造法的優(yōu)勢(shì)在于不用很高的調(diào)整，劃線的工作也更容易展開，因此反造法有快速有效的優(yōu)勢(shì)。反造法的不好之處在于制造的時(shí)候還需要制作翻身法，增加一些不必要的過程，同時(shí)也帶來很多不必要的人力浪費(fèi)。在總體上來看，反法的優(yōu)勢(shì)在很大程度上大于劣勢(shì)，因此在開始海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)驚醒的時(shí)候，如果有車間的優(yōu)勢(shì)在，那么就應(yīng)當(dāng)把反法當(dāng)作第一選擇。

3.2 基本條件

詳細(xì)設(shè)計(jì)在基本設(shè)計(jì)開始后盡早開始[3]。提前考慮各層甲板分片，以及各片機(jī)管電儀附件安裝，從而減少加工設(shè)計(jì)部分新工藝設(shè)計(jì)的工作量?；蛘咴敿?xì)設(shè)計(jì)在加工設(shè)計(jì)開始前至少1 個(gè)月完成，給加工設(shè)計(jì)較充裕出圖時(shí)間和編制采辦料單時(shí)間。加工設(shè)計(jì)在建造開始前期機(jī)管電的施工料單及時(shí)下發(fā)。采辦要求設(shè)備及機(jī)管電儀附件材料的絕大部分能夠和結(jié)構(gòu)材料一起到貨，并且設(shè)備在建造開始后盡1 個(gè)月的時(shí)間能夠陸續(xù)到貨。才能夠保證在甲板片結(jié)構(gòu)預(yù)制的同時(shí)，開始機(jī)管電儀附件的預(yù)制，并且在甲板片翻身后就可以安裝地漏和部分馬腳。資源要求在建造前期有足夠的場(chǎng)地和人力能夠同時(shí)開始甲板片預(yù)制與機(jī)管電儀附件預(yù)制。

3.3 選材的可追溯性

確保海洋工程用材料質(zhì)量，必須保證其可追溯性，以便于對(duì)基礎(chǔ)材料及構(gòu)件設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量管理?？刹扇∪缦路椒ǎ褐饕Y(jié)構(gòu)用料必須與設(shè)計(jì)圖紙一致；所有的結(jié)構(gòu)用料應(yīng)當(dāng)依據(jù)工程規(guī)格書進(jìn)行標(biāo)識(shí)，以便切割之前辨認(rèn)；爐號(hào)、批號(hào)、板號(hào)、材料等級(jí)應(yīng)當(dāng)依據(jù)程序要求進(jìn)行鋼印轉(zhuǎn)移；材料檢驗(yàn)員應(yīng)當(dāng)檢查材料的跟蹤過程，材料跟蹤報(bào)告應(yīng)得到業(yè)主的審核和第三方的監(jiān)督；剩余材料應(yīng)作好標(biāo)識(shí)，對(duì)于剩余材料其材質(zhì)等級(jí)、爐號(hào)、應(yīng)用無應(yīng)力鋼印進(jìn)行轉(zhuǎn)移，剩余材料應(yīng)當(dāng)被放置在指定的存儲(chǔ)地點(diǎn)。

4 結(jié)語

海上鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)建造技術(shù)日益成熟，建造方案逐漸優(yōu)化。有個(gè)成熟的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)為建造實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為適應(yīng)新的建造方案，建造計(jì)劃的優(yōu)化，將更合理、高效的指導(dǎo)施工。這使得研究海洋石油平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)具有十分重要的作用和現(xiàn)實(shí)意義。因此，值得進(jìn)一步關(guān)注，并不斷優(yōu)化直至廣泛應(yīng)用。