18.3.2　LNG船圍護(hù)系統(tǒng)制造工藝

LNG船和常規(guī)運輸船舶相比，除主貨艙圍護(hù)系統(tǒng)及與圍護(hù)系統(tǒng)相關(guān)的部分外，其制造工藝基本相同，故下面主要介紹圍護(hù)系統(tǒng)及與圍護(hù)系統(tǒng)相關(guān)部分的制造工藝。

18.3.2.1　液貨艙圍護(hù)系統(tǒng)制造工藝

1）液貨艙圍護(hù)系統(tǒng)制造工藝流程

液貨艙圍護(hù)系統(tǒng)制造工藝流程見圖18.3－6。

圖18.3－6　液貨艙圍護(hù)系統(tǒng)制造工藝流程

2）液貨艙圍護(hù)系統(tǒng)制造工藝

（1）船體分段建造和貨艙平整度檢查。LNG船分段建造方法和其他類型的船沒有大的區(qū)別，但貨艙區(qū)的最終尺寸及平整度要求必須滿足其精度要求，詳見圖18.3－7。

圖18.3－7　船體平整度檢查

（2）船體上基準(zhǔn)線和網(wǎng)絡(luò)線確定。劃線操作的準(zhǔn)確性關(guān)系到絕緣材料的安裝質(zhì)量。在定位時可采用高精度激光水準(zhǔn)儀，各基準(zhǔn)線定位要求誤差不超過0.5mm?？梢赃B接桿座套為絕緣箱的安裝基準(zhǔn)，網(wǎng)絡(luò)線的各連接桿座套的定位誤差不超過1mm。在建造過程中，可采取先劃線，然后檢查對角確保各點的正確，各基準(zhǔn)線的誤差控制在0.3mm以內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)線的誤差基本控制在0.5mm以內(nèi)。

（3）基準(zhǔn)墊塊的設(shè)置。利用激光水準(zhǔn)儀等儀器測量各連接桿座套網(wǎng)絡(luò)點的高度，據(jù)此來選配基準(zhǔn)墊塊?；鶞?zhǔn)墊塊精度也是一個非常重要的環(huán)節(jié)，如果這里的精度控制得好，可以確保以后第二層絕緣箱表面平面度，減少磨平的工作量。

（4）連接桿基座的定位和焊接。采用專用模板放入基座，用磁鐵把模板固定在艙壁上，使模板的四條基準(zhǔn)線貼合網(wǎng)格線的十字線，點焊定位之后拿去模板，全面焊接基座。焊接之后要全部做著色檢驗，確保質(zhì)量，見圖18.3－8基座定位圖。

圖18.3－8　連接桿基座圖

（5）安裝焊接定位板。先根據(jù)圖紙劃線，之后依據(jù)所劃線和模板雙重標(biāo)準(zhǔn)放好定位板（參閱圖18.3－8（a）），開始間隔1m點焊，然后再用模板和水平桿逐漸縮小點焊間隔，固定定位板。定位好以后，開始焊接。焊接之后再用模板和水平桿檢查，標(biāo)準(zhǔn)為各點誤差不超過±3mm。

（6）安裝次層絕緣箱。

①安裝平面區(qū)域次絕緣箱。在安裝時，絕緣箱依靠連接桿基座和基座定位時所打的樣沖點來定位，且標(biāo)準(zhǔn)要求兩相鄰絕緣箱的T形坡口的偏差不能超過1.5mm，兩相鄰但不接觸絕緣箱之間的間距在58mm和62mm之間（見圖18.3－9），兩相接觸的絕緣箱之間的間隙小于3.5mm。

圖18.3－9　次層平面區(qū)域不接觸絕緣箱間距

②安裝三面角處的絕緣箱及三面體。所謂三面角區(qū)及橫向二面角區(qū)和縱向二面角區(qū)都屬于貨艙邊角區(qū)域，參見圖18.3－10。

圖18.3－10　貨艙邊角區(qū)域

可先根據(jù)模板把絕緣箱安裝到位，再擺上殷瓦鋼三面體，安裝時先用花籃螺栓固定，之后根據(jù)定位板和專用模板定位調(diào)整，點焊固定。點焊結(jié)束，再用模板檢查確認(rèn)位置正確。之后拆除花籃螺栓，進(jìn)行不銹鋼填料氬弧焊。為了在焊接時保證三面體的位置沒有移動，只能拆除所焊接一側(cè)花籃螺栓，另一側(cè)的暫時不動，等一邊焊完之后再拆除。在焊接的時候，為了減少溫度的影響，可用紫銅壓緊。焊接完成后，全面做著色檢驗，確保沒有焊接缺陷，否則，必須補焊。圖18.3－11為三面角處絕緣箱模擬艙。

圖18.3－11　三面角處絕緣箱模擬艙

③安裝橫向二面角處的絕緣箱。橫向二面角處的絕緣箱的一個直角R將是它上面的殷瓦（低溫不脹鋼）管的基準(zhǔn)。安裝要求為比定位板低1～2mm，同一殷瓦管下絕緣箱的不平度不大于（0～－2mm）∕3m，不同殷瓦管下絕緣箱的不平度最大為±2mm/m。

④安裝橫向二面角處的殷瓦管。殷瓦管與二面體焊接時需要注意的是，在垂直方向，由于受到船體變形所產(chǎn)生的應(yīng)力較小，焊接時可以在連接板的兩邊各留下10mm不焊，而在水平方向，既要受到船體所產(chǎn)生的應(yīng)力的影響，又要受到貨物的壓力，因而必須在連接板的兩邊各進(jìn)行10mm的包邊。

⑤安裝縱向二面角處的絕緣箱及組合梁。組合梁和邊上相鄰絕緣箱的安裝要求為高差小于1.5mm，組合梁和下面絕緣箱的間隙小于1mm，兩組合梁之間的間隙小于10mm。

（7）安裝卡舌和次層殷瓦板。殷瓦板末端均采用手工焊，在其和殷瓦板的連接處用專用的剪切機剪出一直徑R100mm的圓弧，在圓弧處采用手工氬弧焊間斷焊。圓弧之外高出殷瓦板的殷瓦末端部分的卡舌（用于固定殷瓦板而在絕緣箱上安裝的殷瓦材料）用剪刀剪去，之后要邊點焊邊磨平，打磨時不要損壞點焊，并用吸塵器清潔打磨區(qū)域。要確保在兩塊殷瓦板的凸邊和卡舌之間沒有間隙，防止灰塵進(jìn)入。

（8）安裝主層絕緣箱。把絕緣箱的坡口放入第二層殷瓦板卡舌，放好之后，檢查各絕緣箱表面，要求不平度小于1.5mm/m，兩絕緣箱表面的高差小于0.5mm，兩相鄰絕緣箱的間隙小于0.7mm，絕緣箱和橫向角的高差不能大于1.5mm，絕緣箱和組合梁之間的高差不超過±1.5mm，如果不符合要求，須用機器磨平。

（9）安裝主層殷瓦板。按照安裝次層殷瓦板的工藝和步驟進(jìn)行。

18.3.2.2　泵塔制造工藝

泵塔是人員進(jìn)入液貨艙內(nèi)的唯一通道，也是所有經(jīng)液體穹頂進(jìn)入液貨艙的管子的唯一支撐，它是LNG船貨艙區(qū)非常重要的功能部件之一。泵塔的結(jié)構(gòu)是以兩根液貨泵排出管和一根應(yīng)急液貨泵通道為基本骨架，組成一個自下而上的三角形構(gòu)架。三根管子之間用結(jié)構(gòu)件連接起來，中間還設(shè)有平臺以及上下的梯子，其他的管子都沿著它敷設(shè)，兩臺液貨泵和一臺掃艙泵安裝在它的底部，形成一個整體。圖18.3－12為泵塔圖。兩根液貨泵排出管的下部裝有兩臺液貨泵，用于將液貨艙內(nèi)的液貨輸送至岸上。應(yīng)急液貨泵通道下部裝有根閥，在應(yīng)急情況下可以用手提式液貨泵抽吸艙內(nèi)的液貨。掃艙泵排出管用于掃艙和液貨艙冷卻時為噴淋管提供液化天然氣。注入管既可用于岸上液態(tài)天然氣的注入管，也可用于液貨艙升溫時，常溫天然氣的注入管。雷達(dá)導(dǎo)管用于測量液艙內(nèi)的液位、溫度和壓力等。手動浮子式液位測量儀機座及浮子導(dǎo)管是根據(jù)IMO（國際海事組織）規(guī)定設(shè)置的第二套液位測量系統(tǒng)。

圖18.3－12　泵塔

1）泵塔制造工藝流程

泵塔制造工藝流程見圖18.3－13。

圖18.3－13　泵塔制作基本流程圖

2）泵塔制造工藝

整個泵塔是在車間內(nèi)預(yù)先制造完工后，再整體吊入艙內(nèi)。泵塔的材料一般為低溫不銹鋼SUS304L以及少量的低溫不銹鋼SUS316L和Invar M93不脹鋼。整個泵塔重量達(dá)30～40t，長度約30m。

泵塔制造工藝要點：

（1）泵塔主管（主泵管和應(yīng)急泵管）的直線度控制：按GTT圖紙要求，總長約30m的構(gòu)件直線度公差要求控制在±5mm，需要考慮各方面的因素，如原材料不銹鋼管的直線度、主管對接過程中直線度、組裝過程中直線度的控制都直接影響泵塔的直線度。

（2）部件的平面度控制：按經(jīng)驗和要求，在底部部件裝焊結(jié)束后的平面度控制在4mm范圍內(nèi)，在裝配和焊接的過程中要嚴(yán)格控制，必要時應(yīng)采用一些專業(yè)工具。

（3）不銹鋼零件下料、加工及機加工的精度控制：由于不銹鋼的特性，很難按常規(guī)工藝進(jìn)行返修處理，每個零件的每一工序步驟均應(yīng)嚴(yán)格控制其精度，以便后續(xù)制作。

（4）焊接及焊接變形控制：泵塔中所有的管子對接均采用TIG焊單面焊雙面成形焊接工藝，100%X光拍片。由于不銹鋼線膨脹系數(shù)大，受熱后非常容易變形、且變形量大，而且發(fā)生變形后很難進(jìn)行校正處理，在零部件的裝焊過程中應(yīng)采取一定的措施來減少焊接變形。

（5）氦氣試驗：裝焊工作完成后，對主泵管、應(yīng)急泵管及注入管等殷瓦套圈部位進(jìn)行氦氣密性試驗。

（6）不銹鋼酸洗鈍化：在整個制作工作全部結(jié)束后，應(yīng)對泵塔進(jìn)行酸洗鈍化。

18.3.2.3　絕緣箱制造工藝

絕緣箱是LNG船圍護(hù)系統(tǒng)兩大主要部件之一。絕緣箱不僅要承受與傳遞液貨艙內(nèi)的超低溫液化天然氣貨物產(chǎn)生的壓力和載荷到雙殼船體結(jié)構(gòu)上，而且還要以其良好的隔熱性能以滿足規(guī)定的液化天然氣蒸發(fā)率（BOR）。由此，對絕緣箱的制造精度就提出了相當(dāng)高的要求。就標(biāo)準(zhǔn)箱的外形尺寸來說，它的長寬尺寸公差±1.0mm，高度尺寸公差±0.5mm。

1）絕緣箱制造工藝流程（見圖18.3－14）

圖18.3－14　絕緣箱制造主流程圖

通常分為標(biāo)準(zhǔn)絕緣箱和非標(biāo)準(zhǔn)絕緣箱兩條生產(chǎn)線進(jìn)行組裝。

2）絕緣箱制造工藝

絕緣箱的箱體為樺木膠合板，箱體的板厚通常頂板12mm，底板6.5mm，箱子四周側(cè)板和箱內(nèi)的分隔板均為9mm。每只箱子的前后兩塊側(cè)板和箱內(nèi)與其平行的分隔板上有直徑30mm的貫穿孔，箱子前后兩塊側(cè)板上的孔需粘貼70mm×70mm見方的玻璃纖維布。一艘147 000m³ LNG船所需要的絕緣箱數(shù)量大概在55 000只左右，其中約60%是標(biāo)準(zhǔn)箱，約30%是半標(biāo)準(zhǔn)箱，其余10%是非標(biāo)箱。

標(biāo)準(zhǔn)絕緣箱的長約1 140mm，寬999mm，主絕緣層標(biāo)準(zhǔn)箱厚約230mm，次絕緣層標(biāo)準(zhǔn)箱厚約300mm。絕緣箱內(nèi)充填的憎水膨脹珍珠巖，是構(gòu)成絕緣箱的主要材料之一，是液貨艙維持－163℃低溫的主要隔熱材料。根據(jù)GTT要求該材料要獲得認(rèn)可，通常要做出四份報告，即粒度大小分布、化學(xué)分析、比重試驗和憎水試驗。

絕緣箱的箱體和箱內(nèi)加強隔板為全樺木或樺木與云杉木交替結(jié)構(gòu)形式膠合板材料，這種專用的膠合板結(jié)構(gòu)必須由等厚的木層組成，木層相互成直角，與基準(zhǔn)面對稱并平行于表面。絕緣箱的形狀大多數(shù)為平行六面體，其他的為棱柱體或多面體。箱體各元件用膠水粘合后再釘卡釘，卡釘橋形部分陷入膠合板表面的深度以及卡釘之間的間隔距離都用手工操作，尺寸不易控制。箱內(nèi)充滿珍珠巖后的絕緣箱需放到一個振動工作臺上在規(guī)定的振動參數(shù)下作密實振動，通常振動時間太短會導(dǎo)致密實性差，使得在船舶壽命期內(nèi)珍珠巖的塌落量過大。振動時間過長又會導(dǎo)致過分密實（密度高），會降低絕緣箱的導(dǎo)熱系數(shù)，而影響絕緣物的隔熱效率。因此，選擇最恰當(dāng)?shù)恼駝映掷m(xù)時間是絕緣箱制造的技術(shù)要點。

絕緣箱生產(chǎn)線通常有兩部分組成：一部分是常規(guī)和專用的木工機械設(shè)備組成，其主要功能是將尺寸為：1 000mm×2 400mm/1 500mm×3 000mm的標(biāo)準(zhǔn)膠合板根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)預(yù)切割成箱體元件，同時在次絕緣箱內(nèi)24mm厚的加強隔板上和主絕緣箱12mm厚的面板上銑出因上下兩層絕緣箱連接所需的特殊形狀長槽。

絕緣箱生產(chǎn)線的另一部分是箱子的總裝部分，即絕緣箱組裝自動流水線及珍珠巖裝填，這一部分同時還配有夾具存儲傳送帶和夾具、珍珠巖進(jìn)料系統(tǒng)，以及絕緣箱包裝設(shè)備。這條線的作用就是箱子的組裝、珍珠巖填充和進(jìn)行密實振動。最終輸出完整，合格的絕緣箱。