FPSO建造检验关键技术.ppt

FPSO结构检验要点1 1结构部分船型及布置特点船体结构概述高交变应力区结构设计细节及检验要点特殊区域概述模块概述艏尾体大合拢2 2浮式生产储油装置FPSO（FloatingProduction,StorageandOffloadingfacility）从2000年4月起，CCS参与了中海油新建的全部7条FPSO的建造检验工作，从结构上来说主要有两种形式：一个是以文昌、番禺为代表的FPSO，我们简称之为“南海型”；另一个以秦皇岛32-6以及曹妃殿11、渤中25-1为代表的FPSO，简称“渤海型”。3 3渤海世纪4 4南海奋进5 5海洋石油海洋石油1116 6海洋石油海洋石油1127 7海洋石油海洋石油1138 8FPSO的特点无推进动力特殊海况单点系泊坞检周期长受载复杂系统和电站复杂安全要求高9 9船型特点均采用“船体”的形状，其整体结构与大型油轮相似，FPSO始终以窄面对抗风、浪、流等外载荷，使所受环境载荷趋于最小。均采用成熟船形结构，其构件沿纵、横两个方面布置，结构对抗载荷的效率最高。均采用单点系泊使FPSO随风、流方向转动，穿梭油轮的系留问题迎刃而解，无需另设系留点或是受两者相对位置的约束采用动力定位等复杂设计。由于没有了兴波阻力和整顿尾流等航速方面的要求，FPSO的外形较船舶简单，采用无自航能力的驳船型、倾斜艏柱，不带球鼻艏，方形艉，单层连续甲板。10101111海洋石油112 FPSO 主要参数 LOA 276.82 mLWL 262.00 mB 51.00 mD 23.60 md 15.60 m载重吨 156,580 tons空船 42,984 tons定 员 120 P电热站 5 X 7500kW三燃料内燃机组+热介质锅炉工艺流程 双系列1212FPSO与大型油船的大致尺度范围FPSOLCCL/B4.56.56L/D8.013.01010.5B/D1.72.4751.9d/D0.650.690.69Cb0.940.960.850.931313“南海型”和“渤海型”FPSO的不同特点南海的海况较渤海恶劣得多，因此南海的海况较渤海恶劣得多，因此“南海型南海型”FPSOFPSO比比“渤海型渤海型”更加注重波浪力的影响。更加注重波浪力的影响。为减少波浪砰击力对为减少波浪砰击力对FPSOFPSO的影响，的影响，“南海型南海型”FPSOFPSO在艏尖舱底部的加强高于在艏尖舱底部的加强高于“渤海型渤海型”，同，同时前部的底板设计为圆弧过渡，不像时前部的底板设计为圆弧过渡，不像“渤海型渤海型”前部底板较平坦。前部底板较平坦。考虑到考虑到“南海型南海型”FPSOFPSO的疲劳问题更为突出，的疲劳问题更为突出，“南海型南海型”FPSOFPSO在结构上基本都采用对称结在结构上基本都采用对称结构，例如中纵舱壁采用双侧对称环形框架结构，构，例如中纵舱壁采用双侧对称环形框架结构，而而“渤海型渤海型”中纵舱壁采用不对称单侧环形框架中纵舱壁采用不对称单侧环形框架结构结构1414“南海型”和“渤海型”FPSO的不同特点根据根据IMOIMO的海洋环境保护委员会决定，的海洋环境保护委员会决定，FPSOFPSO一般一般可以不需要遵守可以不需要遵守MARPOLMARPOL公约中公约中13F13F、13G13G的双的双壳结构规定。壳结构规定。“南海型南海型”FPSOFPSO采用了双壳单底结采用了双壳单底结构，构，“渤海型渤海型”FPSOFPSO由于作业水深较浅，为了防由于作业水深较浅，为了防止由于碰底而造成原油泄露，其在货仓区全长设止由于碰底而造成原油泄露，其在货仓区全长设双底双壳结构。双底双壳结构。FPSOFPSO在船体前部设置单点系泊系统，在船体前部设置单点系泊系统，“南海型南海型”为内转塔式，为内转塔式，“渤海型渤海型”为为YOKEYOKE式。式。1515船体结构概述甲板结构甲板结构 舷侧结构舷侧结构 底部结构底部结构 中心纵舱壁结构中心纵舱壁结构 主横舱壁结构主横舱壁结构 机泵舱结构机泵舱结构 尾部结构尾部结构 艏尖舱结构艏尖舱结构 甲板室结构甲板室结构 直升飞机平台结构直升飞机平台结构 1616171718181919202021212222232324242525高交变应力区结构设计细节及检验要点船舶在海上营运过程中，船体结构一直受到波浪船舶在海上营运过程中，船体结构一直受到波浪外力，其他水动力载荷以及船舶运动产生的各种外力，其他水动力载荷以及船舶运动产生的各种惯性力的作用，而波浪外力和惯性力都是在不断惯性力的作用，而波浪外力和惯性力都是在不断变化的动载荷，都会在船舶结构内部产生交变应变化的动载荷，都会在船舶结构内部产生交变应力。力。船舶建造过程中，尤其是在一些主要构件的连接船舶建造过程中，尤其是在一些主要构件的连接处应力集中程度很高，由于交变应力的存在，造处应力集中程度很高，由于交变应力的存在，造成疲劳破坏。成疲劳破坏。FPSOFPSO主要尺度较大，所受的各种弯矩和惯性力都主要尺度较大，所受的各种弯矩和惯性力都显著增加，且大量使用高强度钢，疲劳破坏的问显著增加，且大量使用高强度钢，疲劳破坏的问题尤为突出。题尤为突出。2626典型横剖面典型水平桁剖面典型舷侧纵骨剖面典型纵骨剖面检验注意事项272728282929303031313232333334343535典型的横剖面高交变应力区3636典型横剖面373738383939典型水平桁剖面4040典型纵骨水平剖面4141典型纵骨垂直扶强材垂直剖面典型纵骨垂直扶强材垂直剖面4242节点图节点图4343 检验要点检验标准 American Petroleum Institute(API)American Petroleum Institute(API)National Electrical Manufactures Association National Electrical Manufactures Association(NEMA)(NEMA)National Fire Protection Association(NFPA)National Fire Protection Association(NFPA)International Electrotechnical Commission(IEC)International Electrotechnical Commission(IEC)Institute of Electrical and Electronic Engineers Institute of Electrical and Electronic Engineers(IEEE)(IEEE)UnderwriteUnderwrite s Laboratories(UL)s Laboratories(UL)American Nation Standard Institute(ANSI)American Nation Standard Institute(ANSI)National Safety Council(NSC)National Safety Council(NSC)4444特殊区域概述 FPSO结构较为复杂，各部位构件差异较大，为了合理选择材料，制定公差，确定NDT范围和标准以及检验项目的要求等原因，有必要按照构件作用应力的大小和形式、载荷率、应力集中情况和破损后果将其分成相应类型以区别对待：特殊区域构件特殊区域构件 -这是一种传递极端载荷并有应力集中的重要构件主要区域构件主要区域构件-这一类构件对FPSO结构的总体完整性有着重要作用次要区域构件-这一类构件失效不致影响FPSO结构的总体完 整性4545船级社对FPSO特殊区域焊缝的NDT要求(1)现场验船师可根据检验情况增加要求(2)如果超过薄板一半厚度的截面积被融合.则视为F.P.(3)如果少于薄板一半厚度的截面积被融合.则视为L.P.(4)随机抽查的比例在0-5%之间,并达到验船师满意(5)厚度为50mm或以上构件的UT应由射线探伤替代(6)厚 度 12mm及 小 于12mm的构件的UT应由射线探伤替代;任何情况下射线探伤均可替代UT(7)100%梁翼板的对接焊缝应做NDT(8)探伤位置由验船实在焊后标定(9)如经认可着色探伤可替代MT(10)在某些情况下焊接分类可能不同于构件分类,此时焊接分类应在图纸表明并提交船级社认可(11)两种不同分类构件之间焊缝的NDT按高类别构件的要求执行构件分类(10)(11)接头形式外观检查RT/UTMTSpecialButtweld100%100%交叉接头10%焊缝(1)(7)(8)100%除射线以外的焊缝(1)100%F.P.(2)100%100%100%L.P.(3)100%100%FirstButtweld100%10%包括交叉接头焊缝(1)(7)(8)10%除射线以外的焊缝(1)(8)20%(1)(8)F.P.(2)100%20%(1)(8)20%(1)(8)P.P.(3)100%20%(1)(8)SecondButtweld100%随机抽查(1)(4)(1)随机抽查(1)(4)F.P.(2)100%随机抽查(1)(4)随机抽查(1)(4)P.P.(3)100%随机抽查(1)(4)4646Minimumextent(in%)ofnon-destructivetestingforstructuralweldsInspection categoryType of connectionTest methodVisualMagnetic 1)Radio-graphy 2)Ultrasonic 3)IButt weldCross-and T-joints,full penetration weldsCross-and T-joints,partly penetration and fillet welds100%100%100%100%100%100%100%-100%-IIButt weldCross-and T-joints,full penetration weldsCross-and T-joints,partly penetration and fillet welds100%100%100%20%4)20%20%10%5)-20%-IIIButt weldCross-and T-joints,full penetration weldsCross-and T-joints,partly penetration and fillet welds100%100%100%Spot 6)Spot 6)Spot 6)Spot 6)-Spot 6)-1)Liquid penetrant testing to be adopted for non ferro-magnetic materials2)May be partly or wholly replaced by ultrasonic testing upon agreement3)Ultrasonic examination shall be carried out for plate thicknesses of 10 mm and above4)For weld connections on hull shell not subjected to high residual stress,spot check will be accepted as sufficient.5)See DNV-OS-C101 Section 4 C305 and C306 or DNV-OS-C201 Section 4 C305 and 306.6)Approximately 2 to 5%4747特殊区域的划分MSS结构区域RAM绞车区域上部模块支撑结构克令吊/尾服务吊基座火炬塔支撑结构外输油装置下结构区域直升机平台及拖带装置484849495050515152525353上部模块支撑结构上部模块支撑结构54545555克令吊基座56565757普通刚架5858595960606161艏尾体大合拢方案方案精度控制（保型值、同面度）精度控制（保型值、同面度）边缘准备边缘准备焊接工艺焊接工艺外观及外观及NDTNDT检验检验6262 尾体尾体 FR142+550FR142+550以后以后 长约长约135M135M 下水重约下水重约1600016000吨吨 合拢前（含模块和尾楼）重约合拢前（含模块和尾楼）重约2100021000吨吨 空船吃水约空船吃水约4.9M4.9M（调平）（调平）6363首体首体 FR142+550FR142+550以前以前 长约长约137M137M 重约重约1300013000吨吨 空船吃水约空船吃水约1.9M1.9M（调平）（调平）6464精度控制（保型精度控制（保型值、同面度）值、同面度）6565合拢过程666667676868现场发现的主要问题及解决方法管系探伤的标准船级社规范于管系探伤的标准船级社规范于ANSIANSI标准存在不同，标准存在不同，在技术规格书中应进一步细化压力等级可减少探在技术规格书中应进一步细化压力等级可减少探伤量。伤量。货油管线通过生活区货油管线通过生活区 惰气系统及透气系统较一般油轮工作频繁，自动惰气系统及透气系统较一般油轮工作频繁，自动化程度较高化程度较高 应急配电系统的布局可以进一步优化；应急配电系统的布局可以进一步优化；在有人工作的处所一般不允许自动释放灭火剂在有人工作的处所一般不允许自动释放灭火剂 中高压设备中高压设备 6969