成品油輪貨油管壁墩通件安裝工藝優(yōu)化

楊 梅

(廣船國(guó)際技術(shù)中心)

0 前言

成品油輪在建造過程中，由于貨油艙內(nèi)穿過壁墩的特涂貨油管貫通件焊接時(shí)產(chǎn)生的熱量使管子涂層遭到破損，管子焊接后需要再次涂裝。按照傳統(tǒng)工藝，為了避免管子重復(fù)打砂油漆，貫通件安裝前不做油漆，待安裝后，與船體分段一起打砂涂裝，然后再進(jìn)行管子連接安裝。該工藝流程導(dǎo)致貨油管安裝周期和涂裝周期長(zhǎng)，舾裝需投入大量勞動(dòng)力，造船成本高。一直以來，成品油輪貨油管安裝成了制約舾裝周期和涂裝周期的瓶頸問題。

我們從管子安裝、焊接、涂裝工藝等方面對(duì)管子安裝工藝流程進(jìn)行研究，并制定了改進(jìn)方案。

1 改進(jìn)前現(xiàn)狀分析

1.1 穿壁墩貨油管介紹

（1）該船為集中式貨油泵艙、帶壁墩結(jié)構(gòu)形式，底部貨油管貫通件需穿過壁墩并和壁墩船體結(jié)構(gòu)相連，貫通件由管子、套管、覆板及法蘭組成，由于壁墩結(jié)構(gòu)傾斜，為了保證管子安裝精度，貫通件套管上的覆板做成活動(dòng)型式，以便與壁墩艙壁緊密貼合，在分段預(yù)裝管子時(shí)，貫通件覆板需與套管和壁墩焊接，見圖1。

（2）貫通件示意圖

貨油管貫穿橫/縱壁墩示意圖，見圖2。

1.2 傳統(tǒng)貨油管安裝流程

分段管支架劃線→分段管子預(yù)連接→拆開與穿壁墩貫通件相連的管子→貫通件覆板與套管、壁墩焊接→貫通件焊縫外觀檢查、探傷→貫通件與分段一起打砂涂裝→分段管子復(fù)位連接→分段總組。

傳統(tǒng)貨油管安裝流程如下：穿壁墩貨油管貫通件為光身管，管子制作部門不做表面處理，在管子分段安裝階段將該管子和艙壁焊接后，與船體分段一起打砂涂裝，分段涂裝后，施工部門再將貫通件與分段其它管子連接起來，完成管子安裝完整性報(bào)驗(yàn)。

1.3 傳統(tǒng)安裝流程存在以下缺點(diǎn)

（1）管子在分段打砂涂裝，施工環(huán)境惡例、條件差，導(dǎo)致管子油漆質(zhì)量差，涂裝周期長(zhǎng)；

（2）由于涂裝后才能將貫通與分段前后左右的管子連接，管子安裝周期長(zhǎng)；

圖1 穿壁墩貨油管與艙壁貫穿模型

（3）管子涉及的分段多，安裝部門投入人工多，勞動(dòng)力分散；

（4）管子安裝部門需跟蹤分段涂裝進(jìn)展，受涂裝生產(chǎn)影響大。

2 安裝流程改進(jìn)

為了縮短施工周期，降低管子安裝勞動(dòng)強(qiáng)度，這幾年來，工法部門一直致力于貨油管安裝流程的改進(jìn)研究。首先確定了改進(jìn)的路線，就是該貫通件在分段安裝階段帶完工漆焊接而又不破壞涂層，這樣才能提高施工效率。

圖2 貨油管貫穿橫/縱壁墩示意圖

圖3 貨油管貫穿橫/縱壁墩焊接節(jié)點(diǎn)圖

2.1 改進(jìn)方案研究

為了該貫通件能夠做了完工漆焊接，而又不影響管子內(nèi)壁涂層，工法部、技術(shù)中心、涂裝部、施工部門一起進(jìn)行了多次研究試驗(yàn)，提出了兩個(gè)方案，第一方案是：加大套管厚度，采用雙套管；第二方案是采用管子灌水焊接。

第一方案：經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)焊接試驗(yàn)，由于管子焊接熱量大、傳遞快，溫度上升快、上升高，而且采用雙套管，浪費(fèi)材料，同時(shí)增加管子制作部門貫通件焊接工作量，此方案不可行。

第二方案：用做了完工漆的管子兩端灌水進(jìn)行焊接試驗(yàn)，焊接后，現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)管子，三層油漆均沒有破損，當(dāng)與油漆商討論這一方案時(shí)，油漆商提出電焊對(duì)油漆影響取決于溫度的高低，在灌水狀態(tài)無法監(jiān)控管子內(nèi)壁的溫度情況，因此也無法監(jiān)控管子內(nèi)壁的涂層不遭損壞。

以上兩個(gè)方案都被否定。

后來，根據(jù)老人牌環(huán)氧漆15400 在干燥環(huán)境耐溫高的特點(diǎn)，提出了第三個(gè)方案，就是在干式（無水）狀態(tài)進(jìn)行貫通件帶完工漆焊接。為了研究貫通件在做完表面處理后進(jìn)行管子安裝焊接的可行性，對(duì)覆板與套管進(jìn)行焊接模擬試驗(yàn)，通過焊接試驗(yàn)證實(shí)，管子帶完工漆焊接，只要控制好焊接參數(shù)，按規(guī)定的焊道和順序焊接，焊接過程中管子內(nèi)壁溫度不超過涂層破損極限溫度，就不會(huì)破壞內(nèi)壁涂層，并編制了試驗(yàn)報(bào)告。船東、船檢、油漆商均參加了試驗(yàn)，大家簽字認(rèn)可，決定貨油管焊接采用第三方案。

2.2 制定穿壁墩貨油管貫通件焊接工藝

采用方案三，對(duì)焊接人員的技能、責(zé)任心、過程控制都要求很高，如果焊接過程控制不當(dāng)就會(huì)造成已涂裝的貨油管內(nèi)壁油漆破損，內(nèi)壁油漆破損就需要重新打砂、涂裝，這樣反而會(huì)加大生產(chǎn)成本，影響造船周期。為此，根據(jù)焊接試驗(yàn)報(bào)告取得的經(jīng)驗(yàn)，我們編制了該船《穿壁墩貨油管焊接流程》。

該流程規(guī)范了貨油管貫通件的焊接要求，工藝文件經(jīng)駐廠負(fù)責(zé)油漆檢驗(yàn)的船東及船東總部、油漆商的評(píng)審，工法部反復(fù)修改最終定稿，船東、油漆商、工法部會(huì)簽。文件制定了嚴(yán)格的焊接過程控制措施，如焊接順序、焊道布置、焊前測(cè)溫、焊接過程溫度監(jiān)控等方法，來杜絕穿艙壁特涂貨油管在焊接時(shí)內(nèi)壁油漆破損情況的發(fā)生，保證涂層質(zhì)量，降低不必要的質(zhì)量損失。

焊接流程概括如下：

（1）明確貨油管貫通件焊接節(jié)點(diǎn)，見圖3；

（2）覆板與套管的焊接；

表1 焊接參數(shù)要求

①與貫通件相連的管子移開，以便監(jiān)控貫通件焊接時(shí)管子內(nèi)壁溫度；

②角焊縫可分3 層3 道進(jìn)行焊接，焊接節(jié)點(diǎn)、焊接順序見圖3、圖4。單側(cè)第1 道、第2 道、第3 道應(yīng)等前道冷卻至常溫后方可焊接，以避免管子內(nèi)壁溫度過高，不應(yīng)連續(xù)兩道一起焊，仰焊、立焊、平焊部分應(yīng)分開焊接。單側(cè)焊縫焊完后，應(yīng)等焊縫冷卻至常溫，方可焊接另外一側(cè)；

③每道焊縫分多段進(jìn)行焊接，每段焊縫長(zhǎng)度不超過600 mm，錯(cuò)位交替進(jìn)行焊接，禁止立向下焊接，焊接順序可參考圖4；

圖4 貫通件焊接順序圖

④焊接參數(shù)要求，見表1；

⑤焊接過程中注意對(duì)焊道間、焊段間的溫度進(jìn)行控制，每段焊縫焊前溫度需要控制在80℃以下，防止連續(xù)焊接導(dǎo)致貨油管內(nèi)壁溫度過高而損壞油漆涂層。每段焊縫在保證焊接質(zhì)量的情況下盡量加快焊接速度；

⑥施工部門在焊接過程中應(yīng)有現(xiàn)場(chǎng)人員監(jiān)控，焊前通知質(zhì)量部門現(xiàn)場(chǎng)檢查；

⑦焊接過程中施工部門應(yīng)用點(diǎn)溫計(jì)測(cè)量焊段、焊道間溫度，按要求填寫《貨油管貫通件焊前溫度測(cè)量表》，并保存記錄備查。

（3）覆板與船體壁板焊接覆板與船體壁板按常規(guī)工藝焊接、打磨光順。

2.3 對(duì)貫通件油漆的要求

因?yàn)樨浻凸茇炌恢锰厥?，管子兩端位于貨油艙，中間部分位于壁墩中，壁墩屬于壓載艙，兩個(gè)區(qū)域完工漆要求不同。貨油管內(nèi)壁為特涂，中間壁墩處的管子外表面為壓載艙油漆，貨油艙內(nèi)的管子外表面為特涂，特涂需做三道油漆，涂層較厚。如果按不同區(qū)域做油漆，管子表面處理時(shí)無法操作，但是都做完工漆，貫通件焊接時(shí)需要打掉焊縫區(qū)域的油漆，打磨工作量非常大，而且粉層大，污染環(huán)境，影響員工健康。綜合考慮管子油漆工藝和焊接的方便性，我們要求貫通件在內(nèi)場(chǎng)做表面處理時(shí)，管子內(nèi)外表面按貨油艙特涂，活動(dòng)覆板只做底漆。分段涂裝時(shí)，壁墩中的管子外表面再做一度壓載艙面漆，貨油艙處的管子外表面、覆板及焊縫區(qū)域，分段涂裝時(shí)不用處理，待貨油艙整體打砂特涂時(shí)與船體一起特涂。

2.4 優(yōu)化后的貨油管安裝流程

在管子分段安裝階段，優(yōu)化后穿壁墩貨油管貫通件帶完工漆焊接的流程如下：

穿壁墩貨油管做完工漆→分段管支架劃線→分段管子預(yù)連接→將穿壁墩貫通件與相連的管子拆開→貫通件覆板與套管、壁墩焊接→貫通件焊縫外觀檢查、探傷、管子內(nèi)壁涂層報(bào)驗(yàn)→分段管子

復(fù)位連接→分段管子完整性報(bào)驗(yàn)→分段打砂涂裝→分段預(yù)搭載。

與傳統(tǒng)貨油管安裝流程對(duì)比，優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）貨油管貫通件涂裝工序前移，由分段打砂油漆提前到管子制作階段由專業(yè)部門完成，提高了管子油漆質(zhì)量；

（2）分段管子安裝前已做完工漆，貫通件焊接后不用與分段一起涂裝；

（3）貫通件焊接后，在焊縫外觀檢查、探傷報(bào)驗(yàn)后，即向QC、船東報(bào)驗(yàn)管子內(nèi)壁涂層完好性；

（4）分段涂裝前，即可將貫通件與分段其它管子相連，完成分段管子安裝完整性報(bào)驗(yàn)。不必等分段涂裝后連接管子，管子連接后，減少涂裝時(shí)管口盲板保護(hù)。

3 結(jié)束語

該工藝現(xiàn)已在成品油輪實(shí)施，全船貨油管貫通件焊接、報(bào)驗(yàn)工作非常順利，過壁貫通內(nèi)壁涂層報(bào)驗(yàn)船東一次通過，沒有涂層破損出現(xiàn)。其中艏半船僅用半個(gè)月就完成了8 個(gè)分段9 個(gè)貨油管貫通件的焊接、探傷、涂層報(bào)驗(yàn)及分段涂裝前管子完整性報(bào)驗(yàn)工作，大大提高了施工效率，縮短了施工周期，降低了建造成本。以前這些工作需要調(diào)動(dòng)管子安裝部門大量的勞動(dòng)力，花費(fèi)近兩個(gè)月的時(shí)間才能完成。以上的工藝改進(jìn)取得了良好效果，期望為后續(xù)船同類貨油管的安裝提供參考。