模块支墩的形式和装焊工艺

20.10.3　模块支墩的形式和装焊工艺

20.10.3.1　模块支墩的形式

FPSO上甲板以上的模块是海上油田生产工艺系统中的重要设施，一般有电站、热站、油气处理等模块，其中电站模块重达2 000t以上。传统的模块支撑形式大多是将支撑结构连同根部肘板一起，直接焊在甲板上，有明显的高应力区，容易出现疲劳破坏。这主要是由于模块支撑与船体互相作用所致。对大型FPSO而言，由于船体尺度大，各种模块重心高度亦高，在风、浪、流共同作用下，再加上平台体梁的变形，模块支撑根部的应力更高，所以传统的模块支撑形式是不适用于环境条件恶劣的FPSO。出于安全的需要，FPSO模块甲板平面至少应离开上甲板3m。为了减少船梁变形对其影响，通常将模块甲板设计为非连续的，各个模块在结构上互相独立。模块采用平台结构，且由支撑结构支持平台。支撑结构与FPSO上甲板之间连接结构，通常称作垫板或支墩，具体分类、优缺点、适用范围如表20.10－5所示。

表20.10－5　模块支墩形式

（续表）

20.10.3.2　模块支墩的制作和焊接工艺

1）模块支墩制作工艺

模块支墩制作前，应根据模块支墩布置图上每个支墩的编码对每个支墩的零件进行清点和整理，校对板件上的零件装配线以及板厚位置线是否正确，弄清每个支墩在船上的实际位置，左、右、前、后不能混淆。单体模块支墩座的装焊程序如下：

面板的不平度不应大于1mm/1 000mm，否则应矫正后再进行构件安装；

以支墩顶端面的水平钢板作为基面反造。各构件按照装配线安装，用定位焊固定，在角点处电焊适当加强，以防翻身、吊运以及电焊变形时崩焊。筋板空间小可以先预制，如图20.10－13所示。

待甲板面精度测量完工后，根据理论尺寸修割后，安装面板。如图20.10－13中（b）所示。

图20.10－13　单件模块装焊工艺

2）模块支墩焊接工艺

主要构件（指与船体主甲板连接的构件）间的角焊缝均为全熔透焊，焊接坡口应按照设计要求开设，焊材规格以及焊接参数应按焊接设计要求施工，焊接工艺过程及焊接程序按船级社及船东认可的焊接（WPS）执行，施焊前应得到船级社及船东认可后方能施焊。

为控制焊接变形，可考虑将两个同类型的支墩以面板为接触面正反扣在一起，并用电焊固定，再进行构件之间以及构件与面板的焊接，这样可以有效地控制变形。焊接结束冷却后拆去连接板及加强材，将模块支墩正态放置。

检测面板的平整度，标准误差1mm/1 000mm，极限误差2mm/1 000mm。如超差应火工校平。

打磨自由边、焊瘤及“马脚”。在显著位置对模块支墩的进行编号，以便清点及上船安装时查找。

20.10.3.3　模块支墩上船装焊工艺

模块支墩上船安装划线时主船体搭载应达到如下状态：货舱区主甲板以下的分段全部搭载完成，分段、总段的横向大接缝、纵向大接缝全部焊接结束。上甲板的局部焊接变形已得到矫正。上甲板模块支墩区域内的焊缝检查与修补已完成。

1）划线和水平标杆定位

模块支墩吊装上船安装的关键是保证所有模块支墩面板的水平在允许的误差范围内，一般需要控制在±6mm以内，这一精度要求要在约240m长的FPSO货舱段内得以实现，在主甲板上精确地划线和设置模块支墩定位水平标杆非常重要：

（1）在FR40～FR107肋位区间内修正船体中心线。

（2）模块支墩甲板划线应按模块支墩布置及安装图上提供的尺寸进行定位。

（3）划线过程中关注模块支墩横向构件和纵向构件的理论线。

（4）模块支墩划线结束后，检验理论线与上甲板构件之间的实际距离，并记录在相应的检查表中，作为上部模块支柱定位的依据。

（5）调整支墩定位理论线与上甲板构件理论线对正。

（6）直杆安装应垂直，直杆、斜杆应与甲板焊牢，并防止被外力碰撞。

（7）水平标杆的高度比支墩上表面高度，理论上高出100mm，便于测量。

测量模块支墩中心点处，上甲板至支墩平面的实际距离，并记录在相关的检查表中，作为模块支墩船坞定位切割余量的依据。

2）模块上船装焊工艺

划线工作和水平标杆的定位工作结束后，进行模块支墩在主甲板区域的定位和装焊作业。

（1）由于模块支墩纵、横腹板上口加放50mm余量，应在船上安装前切割，做小组立时只能腹板先装焊。根据测量数据算出每个位置处模块支墩腹板上口实际余量，用半自动切割机割去余量，并开设好焊接坡口。

（2）模块支墩定位，模块支墩按新编号吊到位，纵、横向构件对准理论线允许误差为2mm，允许极限误差4mm。

（3）用水平仪测量前后水平度，确保前后水平。支墩面板允许水平误差为4mm，允许极限误差6mm。用模板使支墩前后水平固定。

（4）模块支墩构件与上甲板构件理论线对准，允许误差为2mm，允许极限误差4mm。

（5）角接焊缝的间隙0～2mm，局部允许极限5mm。

（6）用定位焊定位固定。

（7）焊条烘焙后放在保温桶内使用，装配结束，应进行焊前测量，填写相关的测量表，并提交船东和船检认可后方可进行焊接，应根据模块支墩的结构特点，制定合理的焊接顺序，按船级社及船东认可的焊接参数及焊接工艺要求执行，尽量减少焊接变形和焊接残余应力。

（8）主结构的焊接工作结束，须按照船级社和船东的NDT要求进行UT和RT检验工作，然后对局部焊接变形予以火工矫正，并进行最后的尺寸测量和报验工作。