120 000 DWT散貨船機(jī)艙底層盆舾裝單元一體化設(shè)計(jì)

蘇福星 吳杰 石保國 黃廣雄

摘? ? 要：船舶建造行業(yè)競爭日益激烈，各船企想要在激烈的競爭環(huán)境中立于不敗之地，就必須提升自己的綜合能力，加強(qiáng)造船各環(huán)節(jié)的成本管控，尋求降本增效的途徑和方法。散貨船機(jī)艙底層盆舾裝單元一體化設(shè)計(jì)、施工工序前移、減少對(duì)結(jié)構(gòu)油漆的破壞將是最有效、最直接的方法之一。

我司120000DWT散貨船機(jī)艙底層盆舾裝單元一體化設(shè)計(jì)研究取得了滿意的效果，是低成本、高效率造船的一項(xiàng)有效舉措，適應(yīng)于船舶企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的要求，可供同行參考。

關(guān)鍵詞：盆舾裝單元；設(shè)計(jì)；可行性；一體化；效益

中圖分類號(hào)：U671.91 ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Research for Integrated Design of Basin Outfitting Unit of Engine Room Bottom of 120 000 DWT Bulk Carrier

SU Fuxing，? WU Jie，? SHI Baoguo，? HUANG Guangxiong

（ CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Co.， Ltd.，? Guangzhou 510715 ）

Abstract： Competition in the ship construction industry is becoming increasingly fierce. If the ship building companies want to remain invincible in the fierce competition environment， they must improve their comprehensive ability， strengthen the cost control of all links of building， and seek ways and methods to reduce costs and increase efficiency. The integrated design of basin outfitting unit of engine room bottom of bulk carrier， the moving forward of the construction process and reducing the damage to the structural paint will be one of the most effective and direct methods.

The research results have been applied in the real ships and achieved satisfactorily-expected results， and is an effective measure of "low cost and high efficiency" shipbuilding， and adapt to the requirement of high–quality development of ship building companies. Provide reference for people of the same industry.

Key words： Basin Outfitting Unit;? Design;? ?Feasibility;? Integrated;? Effectiveness

1? ? 前言

隨著船舶建造行業(yè)競爭日益激烈，各船企想要在激烈的競爭環(huán)境中立于不敗之地，就必須提升自己的綜合能力，加強(qiáng)造船各環(huán)節(jié)的成本管控，尋求降本增效的途徑和方法。目前，國內(nèi)各船企對(duì)船舶的建造成本仍未能做到精細(xì)化管控，從完工船成本數(shù)據(jù)分析看，對(duì)于舾裝件的安裝成本控制仍有很大的提升和挖掘空間，而單元模塊化設(shè)計(jì)、施工工序前移、減少對(duì)結(jié)構(gòu)油漆的破壞將是最有效、最直接的方法之一。因此，有必要對(duì)散貨船機(jī)艙底層盆舾裝單元一體化設(shè)計(jì)展開研究。

機(jī)艙底層盆舾裝單元一體化設(shè)計(jì)，顧名思義就是將機(jī)艙底層（雙層底上與地臺(tái)架花鋼板之間的區(qū)域）看作一個(gè)盆子，在其上的管子、閥件、附件、支架、設(shè)備（主機(jī)、中間軸承、艉軸、中間軸承除外）、設(shè)備基座等管舾、鐵舾件作為一體化單元進(jìn)行整體設(shè)計(jì)與安裝，在舾裝件安裝完畢后，再整體運(yùn)至砂房進(jìn)行打砂噴漆處理。顯然，機(jī)艙底層盆舾裝單元本質(zhì)上為區(qū)域性大單元，它與一般的區(qū)域性單元不同的是其單元組裝和安裝區(qū)域同為一體，皆在機(jī)艙底層進(jìn)行。下面對(duì)我司120 000 DWT散貨船機(jī)艙底層盆舾裝單元一體化的必要性、可行性、設(shè)計(jì)要點(diǎn)等方面展開研究。

2? ? 機(jī)艙底層盆舾裝單元一體化

2.1? ?施工工序前移

機(jī)艙底層盆舾裝單元一體化設(shè)計(jì)，要求將機(jī)艙底層涉及的設(shè)備（主機(jī)、中間軸及其軸承、艉軸除外）及其基座、管子、閥件、附件、支架、地臺(tái)架等鐵舾、管舾件，在機(jī)艙底層結(jié)構(gòu)分段進(jìn)砂房前就進(jìn)行安裝；在舾裝件安裝完畢后，與機(jī)艙底層結(jié)構(gòu)分段一起轉(zhuǎn)運(yùn)至砂房進(jìn)行同步打砂噴漆處理。顯然，機(jī)艙底層盆舾裝單元一體化設(shè)計(jì)，把傳統(tǒng)施工模式中在總段階段甚至區(qū)域階段安裝的機(jī)艙底層設(shè)備（主機(jī)，中間軸及其軸承、艉軸除外）及其基座、設(shè)備進(jìn)出口管路、分段之間的合攏管、地臺(tái)架等，前移至分段階段安裝，提前完成安裝階段的完整性，為后期船舶的建造節(jié)省了大量的時(shí)間。

2.2? ?對(duì)結(jié)構(gòu)油漆涂層的影響

因機(jī)艙底層盆舾裝單元在船體結(jié)構(gòu)分段進(jìn)砂房打砂噴涂前安裝，從根本上避免了對(duì)結(jié)構(gòu)油漆涂層的破壞，避免了后期需要投入大量的人力物力對(duì)破壞的結(jié)構(gòu)涂層進(jìn)行拉毛補(bǔ)涂，節(jié)省了大量的人力物力和時(shí)間成本。

2.3? ?降低管子安裝成本

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，機(jī)艙底層分段內(nèi)的管子為普通的完成管，分段之間的管子為合攏調(diào)整管，設(shè)備進(jìn)出口的管子為調(diào)整管。而機(jī)艙底層盆舾裝單元一體化設(shè)計(jì)，環(huán)環(huán)相扣，銜接精度高，所有管子為單元管且不需設(shè)調(diào)整管，單元管的安裝成本遠(yuǎn)低于普通管子的安裝成本，完成管的安裝成本同樣遠(yuǎn)低于調(diào)整管的安裝成本，因此機(jī)艙底層單元一體化設(shè)計(jì)能大幅度的降低管子的安裝成本。

機(jī)艙底層盆舾裝單元一體化設(shè)計(jì)和施工模式，是精細(xì)化造船的需求，這種設(shè)計(jì)和施工模式不僅提高了安裝階段的完整性，推動(dòng)了施工工序前移，為后期船舶建造節(jié)省了大量的時(shí)間，還避免了對(duì)結(jié)構(gòu)油漆涂層的破壞，減少了大量的結(jié)構(gòu)油漆涂層拉毛補(bǔ)涂工作，節(jié)約了大量的人工成本。同時(shí)，大幅度的降低管子的安裝成本，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

3? ? 機(jī)艙底層盆舾裝單元一體化的可行性

散貨船機(jī)艙底層是機(jī)艙設(shè)計(jì)的核心所在，管舾、鐵舾、設(shè)備布置較為復(fù)雜且集中，做好機(jī)艙底層的管舾、鐵舾、設(shè)備布置，對(duì)整個(gè)機(jī)艙的布置起到非常關(guān)鍵的作用。

以我司120 000 DWT散貨船機(jī)艙底層為例（見圖1），該船機(jī)艙底層由101和102兩個(gè)分段構(gòu)成，這兩個(gè)分段拼接完畢后宛如一個(gè)大盆子，最大外形尺寸為：長x寬x高=26 mx29 mx7.5 m?，F(xiàn)從布置特性、施工場地、轉(zhuǎn)運(yùn)條件、打砂噴漆場地、資材納期等方面，進(jìn)行可行性探討。

3.1? ?布置特性

機(jī)艙底層、地臺(tái)架花鋼板下與雙層底上之間區(qū)域，管子約700根左右，設(shè)備（不包含主機(jī)、軸舵系）約30臺(tái)，還有數(shù)量眾多的設(shè)備基座、閥件、附件、支架、地臺(tái)架等。這些管子、設(shè)備及其基座、閥件、附件、支架等與地臺(tái)架密不可分，集中布置在主機(jī)四周，這為盆舾裝單元一體化的設(shè)置提供了有利的條件。

3.2? ?施工場地

我司有超大型總組場地，機(jī)艙底層分段（101和102分段）完全可以在總組場地裝配，待結(jié)構(gòu)裝配完畢后，機(jī)艙底層管舾、鐵舾、設(shè)備等就可在其上進(jìn)行安裝。

3.3? ?轉(zhuǎn)運(yùn)條件

轉(zhuǎn)運(yùn)車道為雙向六車道，路面寬度約23 m。顯然，機(jī)艙底層分段裝配后的結(jié)構(gòu)長度或?qū)挾榷即笥诼访鎸挾?，這對(duì)盆舾裝轉(zhuǎn)運(yùn)是不利的。為解決這一問題，決定以地臺(tái)架花鋼板以上200 mm為分界線，上部單獨(dú)劃分，為單獨(dú)結(jié)構(gòu)片體，不納入機(jī)艙底層盆舾裝單元范圍，這樣機(jī)艙底層盆舾裝單元的結(jié)構(gòu)尺寸就控制在長x寬x高=26 mx21 mx7.5 m，有效保障了機(jī)艙底層的盆舾裝單元的通行條件，無論是機(jī)艙底層的轉(zhuǎn)運(yùn)重量還是轉(zhuǎn)運(yùn)尺寸，都不會(huì)對(duì)機(jī)艙底層盆舾裝單元一體化的設(shè)計(jì)造成影響。

3.4? ?打砂噴漆場地

打砂噴漆車間尺寸為：長x寬x高=42 mx36 mx16 m，考慮吊機(jī)和轉(zhuǎn)運(yùn)車輛的限制因素，有效使用車間尺寸為：長x寬x高=38 mx32 mx14 m，這個(gè)尺寸足夠?qū)C(jī)艙底層盆舾裝單元進(jìn)行打砂噴漆處理。

3.5? ?資材納期

為了確保設(shè)備、管子及其附件、鐵舾件等能如期進(jìn)行一體化安裝，成立資材納期攻關(guān)小組，對(duì)機(jī)艙底層盆舾裝涉及的設(shè)備、管子及附件、鐵舾件等進(jìn)行歸納整理，對(duì)每一項(xiàng)設(shè)備、管舾件、鐵舾件需要的制作時(shí)間、運(yùn)輸時(shí)間等進(jìn)行分析，然后制定相應(yīng)的措施進(jìn)行跟蹤處理，確保資材按時(shí)納期，機(jī)艙底層盆舾裝單元一體化如期進(jìn)行安裝。

4? ? 機(jī)艙底層盆舾裝單元一體化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

總體上要求布置緊湊，盡量縮短管路，減少彎頭或彎管，同時(shí)既要確保設(shè)備和閥附件的操作和維修空間，也要確保艙室人孔蓋的開啟空間和人員通行通道。因整個(gè)盆舾裝單元與地臺(tái)架密不可分，所以該盆舾裝單元以地臺(tái)架為骨架，開展管舾、設(shè)備、鐵舾的一體化設(shè)計(jì)。

4.1? ?地臺(tái)架上平面花鋼板的布置

地臺(tái)架是整個(gè)盆舾裝單元的骨架，對(duì)機(jī)艙底層盆舾裝單元一體化設(shè)計(jì)起著至關(guān)重要的作用，應(yīng)優(yōu)先布置地臺(tái)架上平面的花鋼板，規(guī)劃好盆舾裝單元的范圍。至于地臺(tái)架的其它部分，可以在設(shè)備和管舾件等布置完畢后再行布置。布置地臺(tái)架上平面的花鋼板時(shí)，花鋼板的高度務(wù)必按機(jī)艙布置的要求進(jìn)行，特殊情況例外。

4.2? ?設(shè)備布置

設(shè)備的布置對(duì)管系布置起著非常重要的影響，合理的設(shè)備布置，能讓管系布置更緊湊合理，起到事半功倍的效果。機(jī)艙底層的設(shè)備，一般分為兩大類：一類是有專門安裝圖指導(dǎo)布置的，如主機(jī)、中間軸及其軸承、艉軸等，務(wù)必嚴(yán)格按照安裝圖的要求進(jìn)行布置；另一類是沒有專門安裝圖指導(dǎo)布置的，一般可以參考機(jī)艙布置圖進(jìn)行布置，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。布置這一類設(shè)備時(shí)，需要保障設(shè)備的操作和檢修空間，考慮預(yù)留合理的人行通道，更為重要的是要確保設(shè)備的正常運(yùn)作和系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。尤其是泵組的布置，需要考慮泵組的抽吸高度，確保泵組能完全抽吸艙室液體。在滿足泵組抽吸力的前提下，臥式泵基座及其油水盤可考慮集成一體直接安裝在地臺(tái)架上，其四周作局部加強(qiáng)。對(duì)于立式泵，其電機(jī)應(yīng)露出花鋼板面為宜。

4.3? ?管系布置

管系的布置需滿足原理圖的要求，保障系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。布置管系前，應(yīng)先根據(jù)艙室、設(shè)備、盆舾裝單元區(qū)域范圍、管系原理圖等進(jìn)行綜合規(guī)劃，使管系布置更為緊湊、合理。進(jìn)行管系布置時(shí)，可以先從設(shè)備的進(jìn)/出口入手，把與設(shè)備進(jìn)/出口相關(guān)的閥件、濾器等布置在最佳位置上，便于操作維修，同時(shí)使每個(gè)閥件控制的管路長度最短，節(jié)省材料；對(duì)管系進(jìn)行橫向和縱向布置時(shí)，應(yīng)根據(jù)橫向和縱向管路條數(shù)和規(guī)格大小，確定管路的排數(shù)、層數(shù)和各層之間的高度尺寸，使管路走向整齊、美觀、合理；同時(shí)，需要考慮管路兩旁留有一定空間便于拆裝維修；管系打支架固定時(shí)，需考慮支架與地臺(tái)架有效關(guān)聯(lián)一起。

5? ? 應(yīng)用效果

5.1? ?管理效益

傳統(tǒng)的施工模式，機(jī)艙底層的設(shè)備及其基座、設(shè)備進(jìn)出口管路、分段之間的合攏管、地臺(tái)架等，在總段階段甚至區(qū)域階段安裝，各工種交叉作業(yè)，施工環(huán)境相對(duì)惡劣，施工周期相對(duì)延后；管舾件和鐵舾件在總組階段或區(qū)域階段安裝時(shí)，不可避免的破壞結(jié)構(gòu)油漆涂層，后期需要投入大量的人力物力對(duì)破壞的結(jié)構(gòu)油漆涂層進(jìn)行拉毛補(bǔ)涂，對(duì)結(jié)構(gòu)油漆涂層進(jìn)行修復(fù)，導(dǎo)致施工周期不可控；進(jìn)行盆舾裝單元一體化設(shè)計(jì)之后，施工工序前移，機(jī)艙底層涉及的設(shè)備（主機(jī)，中間軸及其軸承、艉軸除外）及其基座、管子、閥件、附件、支架、地臺(tái)架及鐵舾、管舾件等，均可在機(jī)艙底層結(jié)構(gòu)分段進(jìn)砂房前進(jìn)行安裝，進(jìn)而與機(jī)艙底層結(jié)構(gòu)分段一同轉(zhuǎn)運(yùn)至砂房進(jìn)行同步打砂噴漆處理，從根本上避免了對(duì)機(jī)艙底層結(jié)構(gòu)油漆涂層的破壞，同時(shí)提高了階段完整性，為后期船舶建造節(jié)省了大量的時(shí)間。

5.2? ?經(jīng)濟(jì)效益

5.2.1節(jié)約管子安裝成本

按單船預(yù)算：盆舾裝單元管700根，每根節(jié)省安裝成本100元，共計(jì)可節(jié)省成本700x100=70 000元。

5.2.2節(jié)約涂裝人工成本

按單船預(yù)算：機(jī)艙底層結(jié)構(gòu)正反面油漆涂層破壞按1000處，修復(fù)工時(shí)拉毛按0.2小時(shí)/處、補(bǔ)涂按0.1小時(shí)/處、工時(shí)按45/小時(shí)計(jì)算，則節(jié)約成本1000x（0.2+0.1）x45=13 500元。

5.3? ?環(huán)境效益

推進(jìn)機(jī)艙底層盆舾裝單元一體化設(shè)計(jì)，從根本上避免了鐵舾件和管舾件的安裝對(duì)結(jié)構(gòu)油漆涂層的破壞，進(jìn)而避免了對(duì)結(jié)構(gòu)油漆涂層進(jìn)行拉毛補(bǔ)涂作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的粉塵和噪音對(duì)環(huán)境的影響，同時(shí)避免了不必要的人工成本和時(shí)間成本浪費(fèi)。

6? ? 結(jié)語

散貨船機(jī)艙底層盆舾裝單元一體化設(shè)計(jì)，在我司120000 DWT散貨船和85000 DWT散貨船成功實(shí)施，取得了滿意的效果。該設(shè)計(jì)方案切實(shí)可行，值得在后續(xù)的散貨船甚至集裝箱船中推廣應(yīng)用，是低成本、高效率造船的一項(xiàng)有效舉措，適應(yīng)于船舶企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的要求。

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作者簡介：蘇福星（1985-），男，工程師。主要從事船舶輪機(jī)設(shè)計(jì)工作。

吳? 杰（1989-），男，工程師。從事船舶建造工作。

收稿日期：2022-02-23