苗 科，戎建俊，陳強(qiáng)

(江蘇熔盛重工有限公司，江蘇 南通 226532)

LNG船貨艙圍護(hù)系統(tǒng)的建造質(zhì)量控制

苗 科，戎建俊，陳強(qiáng)

(江蘇熔盛重工有限公司，江蘇 南通 226532)

為了完成NO96薄膜型液化天然氣船貨艙圍護(hù)系統(tǒng)的建造，制作建造1∶1比例的模擬艙，掌握貨艙圍護(hù)系統(tǒng)的質(zhì)量控制體系，從人員組織、培訓(xùn)計(jì)劃、工具使用計(jì)劃、檢驗(yàn)試驗(yàn)計(jì)劃等方面為17.5萬(wàn)m3方LNG船的設(shè)計(jì)和建造進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備。

LNG船；貨艙圍護(hù)系統(tǒng)；質(zhì)量控制體系

NO96薄膜型液化天然氣船(以下稱LNG船)是為運(yùn)輸-163 ℃極低溫液化天然氣而設(shè)計(jì)建造的專用船舶。是世界上公認(rèn)的高技術(shù)、高附加值、高難度船舶之一[1-3]。LNG船貨艙圍護(hù)系統(tǒng)CCS(cargo containment system)是專門為儲(chǔ)藏和運(yùn)輸-163 ℃液化天然氣而設(shè)計(jì)建造的特殊液貨艙系統(tǒng)。該系統(tǒng)建造周期需要約16個(gè)月，周期長(zhǎng)、技術(shù)要求嚴(yán)、難度大、環(huán)境要求高，貨艙建造環(huán)境溫度需保持在(20±3) ℃，濕度控制在70%以內(nèi)。建造要求高[4-5]，在液貨艙部分，需要100%無(wú)NCR意見交船。為保證LNG船的貨艙圍護(hù)系統(tǒng)建造有序進(jìn)行，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行質(zhì)量控制。

1 嚴(yán)密的人員組織體系

公司成立了以公司總裁為項(xiàng)目總經(jīng)理的LNG船建造項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)小組，并在全公司范圍內(nèi)圍繞LNG船建造建立起了嚴(yán)密的組織體系(見圖1)。CCS建造經(jīng)理每天都會(huì)同船東、GTT公司一起召開現(xiàn)場(chǎng)工地會(huì)，匯報(bào)建造進(jìn)展、分析遇到的問(wèn)題、布置第2天的計(jì)劃。項(xiàng)目質(zhì)量工作完成情況的匯總分為周報(bào)、月報(bào)，由項(xiàng)目組質(zhì)量經(jīng)理以特定的質(zhì)量報(bào)告形式，向船東通報(bào)。

2 嚴(yán)格的工人培訓(xùn)計(jì)劃

LNG船貨艙圍護(hù)系統(tǒng)建造工種繁多，新工藝、新技術(shù)應(yīng)用多，所有參與LNG船貨艙圍護(hù)系統(tǒng)建造的人員都必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的專業(yè)培訓(xùn)，培訓(xùn)合格后方能到LNG船的進(jìn)行生產(chǎn)。[6]貨艙圍護(hù)系統(tǒng)主要涉及以下工種：①絕緣箱流水線操作工；②殷鋼零部件預(yù)加工；③特殊腳手架平臺(tái)搭載；④絕緣箱安裝；⑤電弧焊；⑥裝配工；⑦手工TIG焊；⑧自動(dòng)設(shè)備操作工

尤其是殷鋼的焊接，需要員工英語(yǔ)基礎(chǔ)較好，能吃苦耐勞。殷鋼焊工培訓(xùn)進(jìn)行以下工作。①殷鋼焊工都必須接受專業(yè)、詳細(xì)的封閉式培訓(xùn)，包括：理論和操作培訓(xùn)，只有取得G證，才能上LNG船進(jìn)行焊接；②聘請(qǐng)外國(guó)專家長(zhǎng)期駐廠進(jìn)行培訓(xùn)指導(dǎo)，平均培養(yǎng)一名合格的殷鋼G證焊工，需要花費(fèi)人民幣15萬(wàn)元，且需要定期對(duì)焊工進(jìn)行復(fù)試(見圖2)；③每天焊工上船焊接之前都需要做“日常檢驗(yàn)”，需要對(duì)檢驗(yàn)的試板做金相試驗(yàn)，合格后方能上船進(jìn)行當(dāng)天的焊接；④為了實(shí)現(xiàn)焊接的逆向可追述性，所有焊接位置必須實(shí)行焊接實(shí)名制。例如，每天早上，管理人員都會(huì)把一張新的工作安排表(該計(jì)劃由前一天的現(xiàn)場(chǎng)工地會(huì)確定)打印出來(lái)發(fā)到每一位生產(chǎn)人員手中，生產(chǎn)人員根據(jù)這張表上指示的工作區(qū)域、工作內(nèi)容和工作量嚴(yán)格按計(jì)劃施工；每天晚上，每位生產(chǎn)人員都會(huì)認(rèn)真填寫一份完工記錄，隨后管理人員再將反饋信息輸入電腦。日后如果出現(xiàn)問(wèn)題，可以很方便地查閱該焊工某一階段所有的焊接記錄。

圖1 項(xiàng)目組織體系

圖2 殷鋼焊接考試流程

在絕緣箱制造方面，公司委派工人赴法國(guó)大西洋船廠學(xué)習(xí)專業(yè)制作技術(shù)，并聘請(qǐng)?jiān)O(shè)備廠家的專家來(lái)廠指導(dǎo)。在絕緣箱安裝、殷鋼裝配、腳手架平臺(tái)搭載培訓(xùn)方面，公司已經(jīng)于2011年成功制作了E139型模擬艙，計(jì)劃再建造更大的模擬艙，供更多的絕緣箱安裝工人、殷鋼裝配工人、腳手架平臺(tái)搭載工人實(shí)習(xí)，以備日后進(jìn)行LNG實(shí)船建造需要。

3 完備的設(shè)備和模板使用計(jì)劃

LNG船貨艙圍護(hù)系統(tǒng)需要使用許多新型工具設(shè)備和高精度的模板[7]。使用到的設(shè)備主要有絕緣箱流水線、樹脂敷設(shè)機(jī)、殷鋼焊接設(shè)備、殷鋼預(yù)制件成型加工設(shè)備，等。絕緣箱流水線、殷鋼預(yù)制件成型加工設(shè)備車間安裝調(diào)試合格后需要整體提交GTT、船東、船級(jí)社驗(yàn)收認(rèn)證。

在正式開工生產(chǎn)絕緣箱和殷鋼預(yù)制件之前，每個(gè)加工設(shè)備都需要先進(jìn)行“日常檢驗(yàn)”。在敷設(shè)絕緣箱樹脂之前，樹脂敷設(shè)機(jī)也需要先進(jìn)行“日常檢驗(yàn)”。

對(duì)薄膜系統(tǒng)焊接缺陷的修理工藝是非常復(fù)雜的，需要耗費(fèi)正常施工幾倍的工時(shí)，并影響下一工序的施工進(jìn)度。因此，薄膜的焊接可靠性應(yīng)達(dá)到相當(dāng)高的水平，以確保焊接質(zhì)量檢驗(yàn)一次通過(guò)。為實(shí)現(xiàn)這一目的，在LNG船薄膜液艙的施工過(guò)程中，需要對(duì)焊接設(shè)備、操作人員，以及焊接人員進(jìn)行嚴(yán)格的控制，每臺(tái)焊接設(shè)備在當(dāng)日施工開始前，應(yīng)焊接試樣，并進(jìn)行相關(guān)的焊接工藝檢驗(yàn)和試驗(yàn)，以確認(rèn)焊接設(shè)備處于良好狀態(tài)，圖3為焊機(jī)檢驗(yàn)流程。

圖3 焊機(jī)檢驗(yàn)流程

貨艙圍護(hù)系統(tǒng)各種零部件制造與安裝精度的超高要求，從CTI計(jì)劃的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中可以略知一二。由于所需關(guān)鍵零部件數(shù)量眾多、精度要求極高，圍護(hù)系統(tǒng)建造工序復(fù)雜、流程很長(zhǎng)——全部工序要以數(shù)千上萬(wàn)為單位，僅注明必須提交GTT公司、ABS和船東的驗(yàn)收項(xiàng)目就有接近7 000個(gè)。而每道工序上下關(guān)聯(lián)又十分密切，每一步都要求“零差錯(cuò)”。

為了精確、高效的達(dá)到安裝要求，依據(jù)GTT工藝文件要求，并學(xué)習(xí)外國(guó)先進(jìn)LNG船廠貨艙圍護(hù)系統(tǒng)建造經(jīng)驗(yàn)，公司自主設(shè)計(jì)了多種高精度模板，并且定期對(duì)模板進(jìn)行日常維護(hù)和檢驗(yàn)，見表1。

4 完善材料購(gòu)買、儲(chǔ)運(yùn)及檢驗(yàn)監(jiān)管計(jì)劃

在收到生效的技術(shù)協(xié)議之后，項(xiàng)目組應(yīng)馬上組織各廠商進(jìn)行商務(wù)談判。對(duì)由本公司負(fù)責(zé)采購(gòu)的材料和設(shè)備，按本公司決標(biāo)、審批程序流轉(zhuǎn)后，簽訂合同。合同中需規(guī)定：船廠提供設(shè)備、材料的采辦服務(wù)包括圖紙和技術(shù)規(guī)格書的編制，準(zhǔn)備招標(biāo)文件、評(píng)標(biāo)，廠商提供的圖紙批準(zhǔn)、催辦、驗(yàn)貨及報(bào)關(guān)及運(yùn)輸，到貨檢驗(yàn)、陸地存儲(chǔ)、調(diào)試手冊(cè)的編寫及提交完工圖，等。船東負(fù)責(zé)決標(biāo)，并對(duì)船廠上述工作進(jìn)行批準(zhǔn)、監(jiān)督和審查。

所有貨艙圍護(hù)系統(tǒng)的材料，包括殷鋼、膠合板、珍珠巖、絕熱材料及環(huán)氧樹脂等材料都需要有GTT公司和船級(jí)社的認(rèn)證。材料到達(dá)船廠，質(zhì)量檢驗(yàn)人員會(huì)檢驗(yàn)材料的合格證書和包裝、尺寸情況，檢查零件的數(shù)量和設(shè)備的附件，預(yù)先告知船東、船級(jí)社，規(guī)章組織檢驗(yàn)和試驗(yàn)。

村小在李打油眼里，是李灣唯一的最高學(xué)府。帶我去報(bào)到那天，他當(dāng)著全校師生鄭重宣布，學(xué)?！敖桢X做衫褲——一身是債”的日子一去不復(fù)返啦！而且，當(dāng)場(chǎng)給每位師生發(fā)一套服裝。我記得很清楚，當(dāng)時(shí)有二百五十三個(gè)學(xué)生，十九位老師，無(wú)論男女、師生，一律的白襯衣藍(lán)長(zhǎng)褲。是的確良的，大家都美滋滋地叫真涼快。

公司將從GTT認(rèn)證的法國(guó)殷菲公司或者日本冶金公司訂購(gòu)，包裝都依據(jù)GTT公司的要求，用聚乙烯塑料袋密封包裝,(里面填沖惰性氣體和干燥劑，并有濕度顯示卡測(cè)量袋中的濕度)，外面用堅(jiān)固的木箱包裝。到達(dá)公司后，需要在專有倉(cāng)庫(kù)中與其他金屬分開堆放。

為了避免海運(yùn)過(guò)程中，海上濕度和鹽度對(duì)膠合板的影響，用聚乙烯塑料袋密封包裝(里面填沖干燥劑，并有濕度顯示卡測(cè)量袋中的濕度，濕度控制在60%以下)。因?yàn)槟z合板是一種“活的物質(zhì)”，會(huì)呼吸變形，必須用包裝帶把膠合板緊密捆綁。到達(dá)公司后將放置在恒溫、恒濕的專有倉(cāng)庫(kù)中，倉(cāng)庫(kù)環(huán)境溫度控制在(20±3) ℃，濕度控制在60%±5%。膠合板必須水平放置，不能直接放置于水泥地上，以免吸潮，需要堆放在支架上。膠合板頂部需要用重物壓平，避免膠合板兩端產(chǎn)生翹曲。倉(cāng)庫(kù)內(nèi)嚴(yán)禁任何明火。

表1 模板相關(guān)信息

環(huán)氧樹脂原材料(樹脂、固化劑)需要儲(chǔ)藏在低溫不能低于12 ℃，高溫不能高于40 ℃的專有倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，有專門空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行降溫或加溫，倉(cāng)庫(kù)內(nèi)有較好的通風(fēng)設(shè)施，并杜絕一切明火和吸煙。定期抽驗(yàn)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的樹脂質(zhì)量情況。

5 LNG船貨艙圍護(hù)系統(tǒng)建造、測(cè)試和檢驗(yàn)計(jì)劃(CTI計(jì)劃)

公司制定出詳細(xì)的LNG船貨艙圍護(hù)系統(tǒng)建造、測(cè)試和檢驗(yàn)計(jì)劃(CTI計(jì)劃)。該計(jì)劃由GTT、船檢、船東進(jìn)行批準(zhǔn)。該計(jì)劃是LNG船貨艙圍護(hù)系統(tǒng)建造的綱領(lǐng)性文件，明確規(guī)定了船廠需要向GTT、船東、船檢提交哪些檢驗(yàn)項(xiàng)目，據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，需要向GTT、船東、船級(jí)社提交7 000多個(gè)檢驗(yàn)項(xiàng)目。

公司全面實(shí)現(xiàn)自檢和互檢制度，加強(qiáng)工人之間互相質(zhì)量監(jiān)控，實(shí)行“過(guò)程控制、積極預(yù)防，嚴(yán)格把關(guān)”的原則。品質(zhì)保證部檢驗(yàn)人員在建造期間，要加強(qiáng)巡回檢查，對(duì)關(guān)鍵工序和部件，做好零件檢驗(yàn)和中間抽查工作，并對(duì)各施工部門的生產(chǎn)條件進(jìn)行監(jiān)控。

對(duì)船東、船檢意見應(yīng)按“對(duì)船東、船檢意見處理程序”執(zhí)行。除此之外，所有船東船檢書面意見的接收與回復(fù)都要?dú)w口項(xiàng)目組進(jìn)行統(tǒng)一管理，對(duì)指出的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，當(dāng)定性為不合格品時(shí)，應(yīng)制訂糾正和預(yù)防措施，并由項(xiàng)目組質(zhì)量經(jīng)理在意見單上簽署意見，發(fā)給各相關(guān)專業(yè)檢驗(yàn)員按“不合格品控制程序”“不符合、糾正、預(yù)防措施和持續(xù)改進(jìn)管理控制程序”執(zhí)行。

6 嚴(yán)格的試驗(yàn)計(jì)劃

在船舶建造過(guò)程中對(duì)全船的焊接質(zhì)量都有極其嚴(yán)格的要求。全船殷瓦薄膜的焊接采用先進(jìn)的氬弧焊接技術(shù)，焊縫總長(zhǎng)度超過(guò)150 km，殷瓦薄膜的厚度僅0.7 mm，施焊極為不易。焊工必須取得GTT和船級(jí)社認(rèn)可證書后，方可在 LNG 船上進(jìn)行殷瓦薄膜的焊接。焊縫質(zhì)量以氣壓試驗(yàn)加以檢驗(yàn)，熔盛重工將邀請(qǐng)世界知名專業(yè)檢驗(yàn)公司作為第三方來(lái)公司檢驗(yàn)氣密試驗(yàn)，并出具檢驗(yàn)報(bào)告給GTT、船東、船檢。

1)強(qiáng)度試驗(yàn)。強(qiáng)度試驗(yàn)：該試驗(yàn)是將薄膜與內(nèi)殼板結(jié)構(gòu)之間、或兩層薄膜之間的空間抽成近似真空(0.08 MPa)，靠大氣壓力將薄膜緊貼在木箱頂面，并將兩者下壓，以試驗(yàn)?zāi)鞠漤斆鎸?duì)薄膜的支持，以及內(nèi)殼結(jié)構(gòu)對(duì)木箱的支持。如果薄膜表面出現(xiàn)較大的高低差，或某一區(qū)域整體下陷或凸起，則表明木箱的安裝存在問(wèn)題，必須修補(bǔ)或更換。

2)支撐試驗(yàn)。在主、次層殷瓦膜焊接結(jié)束后，分別抽取主、次層絕緣層內(nèi)0.02 MPa的空氣，形成微微負(fù)壓。檢驗(yàn)次層殷瓦膜是否能支撐主層絕緣，并檢驗(yàn)殷瓦膜是否有焊接應(yīng)力等缺陷。

3)機(jī)械應(yīng)力試驗(yàn)。該試驗(yàn)是對(duì)薄膜與內(nèi)殼板結(jié)構(gòu)之間、或兩層薄膜之間的空間進(jìn)行加壓、卸壓的操作共3次(0.002 MPa)，主要檢查舌型板對(duì)薄膜的固定，以及緊固裝置對(duì)絕熱箱的固定是否可靠。在檢驗(yàn)上述結(jié)構(gòu)的同時(shí)，使薄膜系統(tǒng)需要進(jìn)行密性試驗(yàn)的焊縫承受交變載荷作用，從而使?jié)撛诘娜毕輸U(kuò)大，比如，將焊縫背面的非穿透裂紋發(fā)展成為穿透裂紋，以便于下一步進(jìn)行氦氣試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷。

4)氦氣試驗(yàn)。在薄膜與內(nèi)殼板結(jié)構(gòu)之間、或兩層薄膜之間的空間充入含量為20%的氦氣(壓力為0.002 MPa)，然后通過(guò)特殊的檢測(cè)設(shè)備對(duì)焊縫進(jìn)行檢查。設(shè)備靈敏度極高，可以檢測(cè)出極微小的氦氣泄漏，從而發(fā)現(xiàn)焊縫的非密性缺陷。

5)全船試驗(yàn)。使絕緣層內(nèi)的壓力保持在20 MPa。持續(xù)時(shí)間至少24 h(最好是48 h)，通過(guò)壓力傳感器監(jiān)測(cè)絕緣層內(nèi)的壓力變化情況,繪制溫度、壓力變化曲線表。

7 結(jié)束語(yǔ)

公司所建立的嚴(yán)密的組織體系、人員培訓(xùn)計(jì)劃、完備的設(shè)備和模板使用計(jì)劃、完善的材料購(gòu)買、儲(chǔ)運(yùn)及檢驗(yàn)監(jiān)管計(jì)劃、貨艙圍護(hù)系統(tǒng)建造、測(cè)試和檢驗(yàn)計(jì)劃及試驗(yàn)計(jì)劃等，為后續(xù)承接LNG船創(chuàng)造了一定的技術(shù)基礎(chǔ)，有利于增加公司在LNG船市場(chǎng)領(lǐng)域的影響力，為薄膜型LNG船的設(shè)計(jì)和建造進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備。

[1] 袁紅良.147 000 m3薄膜型LNG(液化天然氣)船船型開發(fā)[J]．船舶，2006(6):10-13.

[2] 張筑耀.液化天然氣(LNG)用超低溫不銹鋼的焊接及焊接材料[J]．機(jī)械工人，2005(8):35-39.

[3] 郭文靜.晃蕩載荷下薄膜型LNG船圍護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析[D].大連：大連理工大學(xué).

[4] 中國(guó)船級(jí)社.薄膜型液化天然氣運(yùn)輸船檢驗(yàn)指南[M].北京人民交通出版社，2011.

[5] 王永偉，王傳榮，王 晶.LNG船三種儲(chǔ)罐系統(tǒng)比較分析[J]．船舶物資與市場(chǎng)，2007(2):25-28.

[6] 賀星耀.LNG工程中0Cr18Ni9鋼的現(xiàn)場(chǎng)焊接及質(zhì)量控制[J]．焊工之友,2003，32(4):61-65.

Quality Control of the Cargo Containment System for LNG Carrier

MIAO Ke, RONG Jian-jun, CHEN Qiang

(Jiangsu Rongsheng Industry Co., Ltd., Nantong Jiangsu 226532, China)

A mock-up model with a scale of 1∶1 is built in order to research the building procedure of the cargo containment system for the NO96 membrane type liquefied natural gas (LNG) carrier. Through the model test the quality control system is understood for the cargo containment system of the LNG carrier. The technique preparation for design and building of the 175 000 m? LNG carrier are analyzed from views of worker organization, training plan, tools using plan, inspection plan and so on.

liquefied natural gas (LNG) carrier; cargo containment system; quality control system

10.3963/j.issn.1671-7953.2015.06.010

2015-02-05

苗 科(1976-)，男，碩士，工程師

U674.13；U673.2

A

1671-7953(2015)06-0041-05

修回日期：2015-03-12

研究方向:LNG船項(xiàng)目管理

E-mail: lijingwen@rshi.cn