童軍+羅東浩

摘 要：在FPSO改裝項(xiàng)目中所用到的管路材料與常規(guī)船舶所用到的管路材料存在較大的區(qū)別，F(xiàn)PSO改裝項(xiàng)目主要參照的是ASME，API等國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，而SPD主要用于新造船舶的生產(chǎn)設(shè)計(jì)，其中的管路材料數(shù)據(jù)庫(kù)主要為GB/CB等國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，可用于FPSO管路改裝的數(shù)據(jù)非常有限。本文主要通過(guò)對(duì)FPSO管路材料的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格和特點(diǎn)的研究，建立起SPD軟件和FPSO管路材料之間的關(guān)系，最終在SPD中建立完善的FPSO改裝管路材料數(shù)據(jù)庫(kù)。

關(guān)鍵詞： FPSO改裝；管路材料；SPD；數(shù)據(jù)庫(kù)

中圖分類(lèi)號(hào)：U 673.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： There is much difference in piping material between FPSO conversion project and ship building project. The main standard for FPSO conversion project is ASME and API， etc， but for the software SPD mainly used in shipbuilding is Chinese standard such as GB/CB， etc， which is seldom used in FPSO conversion project. This paper studies the standard， specification and characteristics of piping material， sets up the relationship between the software SPD and FPSO piping material， and establishes the FPSO piping material data base in the software SPD.

Key words： FPSO conversion； Piping material； SPD； Data base

1 前言

在FPSO改裝項(xiàng)目中，管路的改裝設(shè)計(jì)和安裝是整個(gè)項(xiàng)目中最復(fù)雜的部分之一。管路工程系統(tǒng)多且標(biāo)準(zhǔn)高，能否準(zhǔn)確高效地完成管路的設(shè)計(jì)、材料采購(gòu)在一定程度上決定了改裝項(xiàng)目能否順利完工交付。

本文以我司280 000 DWT VLCC改裝為FPSO項(xiàng)目為例，通過(guò)對(duì)FPSO管路材料的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格和特點(diǎn)的研究，建立起SPD軟件和FPSO管路材料之間的關(guān)系，最終在SPD中建立完善的FPSO改裝管路材料數(shù)據(jù)庫(kù)，為改裝項(xiàng)目管路設(shè)計(jì)工作的順利開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。

2 管路材料特點(diǎn)及數(shù)據(jù)參數(shù)

2.1 FPSO管路的特點(diǎn)

（1）標(biāo)準(zhǔn)要求高

在FPSO改裝項(xiàng)目中所用到的管路材料與常規(guī)船舶的管路材料存在較大的區(qū)別，F(xiàn)PSO改裝項(xiàng)目主要參照石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，其主要的標(biāo)準(zhǔn)為美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)（ASME）、美國(guó)石油工業(yè)協(xié)會(huì)（API）等國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)。

（2）管路系統(tǒng)多且復(fù)雜

FPSO項(xiàng)目一共有40多個(gè)大系統(tǒng)，每個(gè)大系統(tǒng)又分為幾個(gè)甚至十幾個(gè)小系統(tǒng)。各個(gè)管路系統(tǒng)使用的管路材料有著嚴(yán)格的規(guī)定，通常情況下各系統(tǒng)之間的管路材料是不能相互代用的，由此造成了管路材料的種類(lèi)繁多，大大增加了管路的設(shè)計(jì)、管路材料的采購(gòu)和管路的預(yù)制安裝等工作。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，F(xiàn)PSO改裝項(xiàng)目規(guī)格書(shū)中所包含的材料種類(lèi)，單是船舶模塊部分（不包括上部模塊部分）就多達(dá)7 000種，整個(gè)項(xiàng)目使用的管路附件約40 000多件，管材約36 000多米。

2.2 管路材料的描述形式

FPSO改裝及新造已經(jīng)較為成熟，相應(yīng)的材料描述已確立了較為統(tǒng)一的模式，基本型式如下：

管子：PIPE BEVEL ENDS SMLS ASME B36.10M SCH40 ASTM A106 GR.B - C01

附件1：ELBOW 90DEG LR ASME B16.9 BW SCH40 ASTM A234 GR.WPB - C01

附件2：REDU CONC ASME B16.9 BW SCH STD x SCH40 ASTM A234 GR.WPB - C01

附件3：TEE RED ASME B16.9 BW SCH XS x SCH STD ASTM A234 GR.WPB - C01

法蘭：FLANGE SO ASME B16.5 CL150 FF ASTM A105N - C01

描述內(nèi)容由如下部分構(gòu)成：

管子：名稱(chēng)+端面+類(lèi)別+標(biāo)準(zhǔn)+壁厚+材質(zhì)+材料代號(hào)

附件：名稱(chēng)+類(lèi)別+標(biāo)準(zhǔn)+壓力+端面+壁厚+材質(zhì)+材料代號(hào)

以上即為管路材料的基本參數(shù)，在管路材料的描述中都是按以上的順序進(jìn)行排列的，這些基本參數(shù)就是我們對(duì)管路材料規(guī)格的定義，加上尺寸和數(shù)量，物資采購(gòu)所需要的各種技術(shù)要求和規(guī)格就完整了，采購(gòu)部門(mén)就可以對(duì)管路材料進(jìn)行采購(gòu)了。

3 管路材料數(shù)據(jù)庫(kù)的編制

在常規(guī)修造船項(xiàng)目中，管路材料使用的種類(lèi)非常少，同是碳鋼的管子和附件基本上只有一兩種規(guī)格，只要尺寸相同基本上都能夠相互替換使用，所以管路的設(shè)計(jì)和采購(gòu)比較簡(jiǎn)單。但在FPSO改裝項(xiàng)目中，由于主要參照的是ASME、API等國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，不同的管路系統(tǒng)使用的管路材料的基本參數(shù)大多都是不同的，即使是同一個(gè)系統(tǒng)的管路，不同尺寸的管子和附件使用的壁厚、材質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)等也不一定相同。

以CLASS 01C28為例，一共有18種尺寸、6種壁厚等級(jí)，共450種管子和附件。CLASS 01C28僅為管路材料規(guī)格書(shū)中對(duì)于管子材料規(guī)格的一個(gè)分類(lèi)，此分類(lèi)在船舶模塊部分一共有20個(gè)，而在上部模塊部分則有47個(gè)。

為了使管路材料看起來(lái)更加簡(jiǎn)單明了，并且易于分類(lèi)和統(tǒng)計(jì)，以管路材料的基本參數(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)管路材料規(guī)格書(shū)的說(shuō)明，制定了管路材料的表格形式（見(jiàn)表1）。

按照表1管路材料的格式，對(duì)管路材料規(guī)格書(shū)里面所描述的材料進(jìn)行逐一整理并匯總在一個(gè)表格里面，就形成了管路材料數(shù)據(jù)庫(kù)，此數(shù)據(jù)庫(kù)共包含了7 000多種的管路材料。當(dāng)設(shè)計(jì)員需要用到管路材料時(shí)，利用Excel表格的篩選功能快速地從這個(gè)管路材料數(shù)據(jù)庫(kù)里進(jìn)行篩選，不需要反復(fù)地在管路材料規(guī)格書(shū)里面進(jìn)行查找，而且避免了查找和拼寫(xiě)可能帶來(lái)的錯(cuò)誤，大大提高了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確率和工作效率。

4 SPD管路材料數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

由于SPD軟件主要是針對(duì)常規(guī)新造船設(shè)計(jì)而開(kāi)發(fā)的一款船舶設(shè)計(jì)軟件，在很多設(shè)計(jì)功能上并不能滿(mǎn)足FPSO改裝項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求。SPD軟件輸出的管路軸測(cè)圖缺少大量的信息，同時(shí)SPD軟件輸出的材料內(nèi)容也不能滿(mǎn)足我廠(chǎng)物資采購(gòu)對(duì)材料內(nèi)容格式的要求。

為避免材料選取錯(cuò)誤同時(shí)提高軸測(cè)圖信息的完整性，根據(jù)已編制的管路材料數(shù)據(jù)庫(kù)，將其轉(zhuǎn)化到SPD的數(shù)據(jù)庫(kù)中，形成管路建模的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，便于SPD管路的建模使用。

（1）SPD數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

見(jiàn)表2。

在表2需要輸入的數(shù)據(jù)中，只有管子重量需要在管子標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)行核查然后輸入，管子外徑、管子通徑、管子壁厚在管路材料規(guī)格書(shū)（PMC）和管子標(biāo)準(zhǔn)中都可以查到，按照格式要求輸入即可。

在管路附件中，除了要輸入相應(yīng)管子連接尺寸的數(shù)據(jù)外，還要輸入管路附件連接尺寸相關(guān)的數(shù)據(jù)，比如彎頭的角度、彎曲半徑、法蘭的端面形式、壓力等級(jí)等，這些數(shù)據(jù)需要在相應(yīng)的管路附件標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)行查找。

（2）輸入管路材料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

結(jié)合管路材料規(guī)格書(shū)和管路材料選型表，以及管子和附件、閥件等的標(biāo)準(zhǔn)，按照SPD的格式要求，在usrspd.mdb和spd_std.mdb數(shù)據(jù)表中輸入管路材料的各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（3）SPD數(shù)據(jù)導(dǎo)入及調(diào)試

在usrspd.mdb和spd_std.mdb中輸入數(shù)據(jù)完成后，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPD軟件中，生成管子附件模型，調(diào)試每種材料是否正確，最后導(dǎo)入部件庫(kù)供建模調(diào)用。數(shù)據(jù)導(dǎo)入、調(diào)試及建模流程如圖1所示。

5 結(jié)束語(yǔ)

管路材料在SPD中導(dǎo)入及調(diào)試完成以后，即可應(yīng)用到FPSO改裝的生產(chǎn)設(shè)計(jì)中，大大減少手工修改圖面輸出信息的工作量，同時(shí)也提高了設(shè)計(jì)輸出的準(zhǔn)確性，提高了生產(chǎn)設(shè)計(jì)的工作效率，減少材料的浪費(fèi)和現(xiàn)場(chǎng)返工率，從而為公司帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。而且數(shù)據(jù)庫(kù)完成以后，在今后的項(xiàng)目中可以重復(fù)使用并不斷完善，成為我司技術(shù)部生產(chǎn)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙耕賢.FPSO設(shè)計(jì)綜述[J].船舶，2005.

[2] X Liu，YF Han.Study on Automatic Piping Design Based on PDMS Softrare[J].Petroleum Engineering Construction， 2011.

[3] 涂武.數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討[J].廣東造船， 2001.

[4] 劉星，陳輝.SPD管道單線(xiàn)圖程序的開(kāi)發(fā)與海工應(yīng)用[C].Cad/cam學(xué)術(shù)交流會(huì)議， 2015.

[5] 孫德壯.浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油船（FPSO）管系設(shè)計(jì)與計(jì)算[D].大連理工大學(xué)， 2008.