超大型液化气船液罐绝缘完整性提升方案研究及应用_丁怡文.pdf

2023.2 CHINA SHIP SURVEY 中国船检75超大型液化气船作为“上海品牌”,已经成为江南造船的名片。超大型液化气船有4只超大型菱形液罐,其中最大的液罐长约40米,宽32米,高21米,重量接近1500T。公司通过对液罐整罐异地并行建造方案的实施,利用自行式模块运输车（SPMT）完成VLGC液罐整罐带绝缘驳运（见图1）,打破了绝缘施工场地的限制,大大提高了液罐建造效率。液罐绝缘施工过程中底部需设置有大量的坞墩用于液罐的搁置,SPMT实现液罐的整罐带绝缘驳运亦需大量螺旋支撑座对液罐底部进行支撑。液罐绝缘表面受力过大会造成破坏,为避免液罐搁置和运输对绝缘造成破坏,常规方案液罐底部需大量绝缘预留位置。超大型液化气船液罐绝缘完整性提升方案研究及应用江南造船（集团）有限责任公司 丁怡文 马振中 付 齐中国船检 CHINA SHIP SURVEY 2023.276本文通过优化液罐搁置和运输方案,解决了液罐底部绝缘预留瓶颈。国内外现状国外船厂液化气船液罐采取1/4罐总组,1/4罐绝缘施工,1/4罐吊装,坞内焊接合拢和绝缘修补的建造形式（见图2）,船坞内液罐总组焊接、绝缘修补工作量巨大,且明火作业存在大量安全隐患。江南造船近年依托大件驳运平台,已经实现液罐异地建造,整罐带绝缘驳运和整罐吊装。近年来通过工艺工法的不断优化改善,可以实现液罐绝缘的零预留。江南造船已经走在了超大型液化气船建造的最前沿。整体方案1、液罐介绍超大型液化气船单船共有4个液罐,其中2#4#三只液罐的外形尺寸基本相同,1#液罐布置在艏部,线性较大,整体呈锥形方式,液罐参数如表1：液罐底部和货舱内底板上设置有垂向支座,垂向支座成对存在,垂向支座主要作用是为液货舱提供支撑。液货舱支座和内底板支座之间从上往下依次设有：层压木、不锈钢板和环氧树脂,用于承受和传递液货舱对船体的垂向压力,支座根据其所处位置和受力不同可分为S.A、S.B、S.C、S.D四种类型,每一类支座有不同的尺寸和形式,其层压木和不锈钢板尺寸也相应不同。典型结构形式如图3。液货舱各型支座层压木块均采图1 液罐异地建造整体驳运图图2 国外液罐建造形式液罐编号重量明细1#液罐2#液罐3#液罐4#液罐总重量（T）125031470.61470.61525.4长（m）42.1239.839.840.24宽（m）33.133.133.132.9高（m）18.77518.77518.77518.775表1 液罐明细表绿色技术 Green Technology2023.2 CHINA SHIP SURVEY 中国船检77用榉木层压木制作。榉木单板经树脂浸渍及热压后制成,机械性能强,防蛀、耐水、防裂、绝缘性能好,化学性能稳定。液货舱采用的榉木支承垫木块满足最高货舱45、液货舱装载货物最低温度-52的要求,垂向的承压能力为240N/mm2,本方案充分利用液罐垂向支座及层压木的垂向承重能力,利用垂向支撑作为支撑点,对坞墩和模块车进行布置。2、坞墩布置优化方案绝缘施工过程中需对搁置支撑点进行预留,原坞墩全部布置在液罐底部强档处,共布置坞墩46个,坞墩上布置有小圆墩,小圆墩与液罐底部接触,接触区域无法绝缘,因此需预留46个点位,每个点位约0.50.5m2,预留区域在船坞内进行绝缘修补,坞内修补施工空间狭小,安全风险高。考虑到施工安全和便利性,提升液罐绝缘完整性,优化液罐绝缘施工布置方案,将绝缘施工坞墩全部布置在垂向支座的位置,垂向支座主要用来传递液货舱对船体的垂向压力,且坞墩的承重要求远在垂向支座的承重范围内,垂向支座底部不敷涂绝缘,因此可以直接利用垂向支撑座作为液罐绝缘施工时坞墩的受力支撑点。液罐整罐结构施工完成后,使用专用工装小车将层压木顶升到位,通过层压木上预先开有螺纹孔和液货舱支座扁钢上开有的螺纹孔,用螺栓把层压木与液货舱支座固定牢固,然后整罐吊装进入绝缘施工棚。为保证绝缘施工过程中层压木不受损坏,棚内坞墩和层压木间放置200mm厚垫木用于缓冲,施工前使用模板和三防布等将垂向支撑座围护起来,防止绝缘颗粒进入支撑座内部。坞墩布置图优化前后对比如图4、图5。3、SPMT布置方案SPMT是由带驱动的2、3、4、6轴线模块运输车及动力模块单元（PPU）组成,运输货物可达上万吨。江南造船于2012年引进SPMT,目图3 垂向支座典型结构图图4 坞墩布置图优化前图5 坞墩布置图优化后中国船检 CHINA SHIP SURVEY 2023.278前在各类型总段及设备的整体移位上取得了一定的成绩。利用SPMT设备公司已经使用完成多型船上百只A/B/C型液罐整罐的整体移位工作,成果显著。以3#液罐为例,液罐驳运的总重量约1500T,采用SPMT进行运输。SPMT单轴线承重能力为32T,采用64轴线SPMT进行整体移位。原布车方案,SPMT运输装置直接顶升在液罐强档位置,为防止绝缘破坏,运输装置上螺旋支撑座与液罐底部接触区域进行了绝缘预留,液罐底部存在大量的绝缘预留点。为避免液罐绝缘预留发生,新方案制作液罐驳运专用托架,托架长37.1m,宽24.6m（见图6）,SPMT运输装置直接顶升在托架上（见图7）,托架上放置垫木,垫木布置在垂向支座的下方,利用垂向支座作为液罐驳运的受力支撑点,同时减少了液罐底部的绝缘预留。使用液罐专用托架驳运液罐,共使用64轴线SPMT,单轴线载重约25T,满足布车方案的要求。实施效果和意义通过优化液罐绝缘施工搁置方案和整罐驳运方案,单罐减少50个液罐绝缘预留点,液罐绝缘预留面积减少约15m2,极大减少了船坞内绝缘修补工作。1、液罐底部和货舱双层间的间距约500mm,空间狭小,工人行走和设备运输不畅,不利于施工。通过减少绝缘预留,可以减少狭小空间的施工工作量,大大解放了施工人员和施工设备。2、液罐绝缘修补过程中会产生少量的二苯基甲烷二异氰酸酯气体,异氰酸酯气体在明火中会燃烧。货舱作为明火作业区域,存在大量的焊接、打磨等工作,货舱内绝缘修补存在很大的安全隐患。本方案通过减少液罐的绝缘预留,降低了货舱区域的明火作业风险。3、整体方案通过减少液罐的绝缘预留面积,大大减少了液罐船坞内绝缘修补工作量,降低了生产成本。本方案的实施应用,单罐减少液罐绝缘修补面积15m2,液罐单罐绝缘修补周期减少10 15天,极大的提升了船坞周期。图6 液罐驳运专用托架图7 SPMT移位布置图图8 优化改善后整体效果绿色技术 Green Technology2023.2 CHINA SHIP SURVEY 中国船检79后续完善方案超大型液化气船菱形液罐和货舱主船体内存在大量垂向支座、防横摇支座、防倾支座和止浮装置,各类型支座成对存在,相互对应。液罐和货舱内各类支座众多,支座间相互安装精度难以控制,为提高液罐的安装精度,货舱内液罐底部放置大量定位油泵,对液罐进行三维调节,以保障液罐的安装质量。为保证液罐绝缘不受破坏,油泵的位置需对液罐底部绝缘进行预留,目前单罐需布置16个定位油泵,定位油泵布置见图9。后续将对油泵布置和油泵的型号进行优化,将油泵布置在垂向支座上（见图10）,可以实现液罐绝缘的零预留和船坞内绝缘零修补。江南造船目前手持超大型液化气船订单居全球第一,A型液罐异地建造,整罐带绝缘整体驳运已成为江南造船超大型液化气船的建造亮点和创新点。本文通过工艺工法改善,进一步提升了液罐绝缘施工的完整性,使A型液罐异地建造,整罐驳运的建造模式更加成熟,提升了液化气船的建造效率,并为其他液化气船液罐的建造方案提供了参考方向。在后续工作中,江南造船将不断地总结经验,以服务生产为目的,利用现有资源,积极思索,创新工艺工法,实现降本增效、快速造船、安全造船的目标。注：本文图片全部由作者提供。图9 定位油泵布置图图10 优化后油泵布置图达飞轮船携手法国初创企业Neoline Armateur将在2025年推出首艘新型风帆动力滚装船“Neoliner”号。该船全长136米，由船舶设计与工程公司Mauric设计，将由RMK Marine船厂建造，配备了大西洋造船厂开发的Solid Sail硬质帆系统，将融合Anglo Belgian公司(ABC)的发动机，用于作为该船的辅助动力。“Neoliner”号上配有2个高达76米的可折叠碳桅杆，风帆表面积总计达3000平方米。新船将配备20名船员，可住宿12名乘客，配有生活支援系统，货物运输能力为6300吨。依靠风帆，该船的温室气体排放量与同等尺寸的传统船舶相比，可减少80%到90%，而且几乎不会产生硫氧化物、氮氧化物和颗粒物排放。该船计划服务法国圣纳泽尔至美国东海岸哈利法克斯/巴尔的摩的航线，经过St-Pierre和Miquelon两个过境点。航线将配备2艘船，每月将两次发船。在研究了过去5年的天气历史和进行航线研究后，新船的商用航速定为11节，将在节约燃料的同时又确保运输能按时交货。达飞携手Neoline推出首艘风帆动力滚装船