羊字軍，趙子坤，吳強(qiáng)

（海洋石油工程（青島）有限公司，山東 青島 266520）

在目前海洋石油平臺(tái)建造過程中，各個(gè)環(huán)節(jié)的公差會(huì)在總裝階段累積，并集中反應(yīng)出來，經(jīng)常出現(xiàn)層間立柱垂直度和就位位置不能同時(shí)滿足規(guī)范或規(guī)格書要求的情況，嚴(yán)重影響工程項(xiàng)目的進(jìn)度和最終驗(yàn)收。現(xiàn)階段如果全面提高各環(huán)節(jié)公差要求將會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率，本文在不影響生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上，綜合分析偏差產(chǎn)生的主要原因，采取合適的措施主動(dòng)控制各環(huán)節(jié)公差走向，避免公差積累導(dǎo)致超差，最終保證了海洋平臺(tái)的建造精度。

1 建造偏差原因分析

通過分析以前同類項(xiàng)目，以及各項(xiàng)目在劃線、預(yù)制、總裝等各階段的檢驗(yàn)報(bào)告，影響海洋平臺(tái)建造偏差的原因主要有如下幾個(gè)方面。

1.1 公差積累

由于公司車間機(jī)械設(shè)備和吊裝運(yùn)輸設(shè)備的限制，海洋平臺(tái)各層會(huì)分成若干甲板片，各甲板片在車間預(yù)制完成后，再運(yùn)至總裝場地進(jìn)行總裝。各甲板片預(yù)制完成時(shí)的公差是滿足要求的，但各甲板片的公差正負(fù)不一，若相鄰兩個(gè)甲板片同是正公差或者同是負(fù)公差，到總裝時(shí)就會(huì)由于公差積累而造成公差不滿足要求。

1.2 溫度對(duì)測量精度的影響

由于海洋平臺(tái)建造周期較長，一般需1 年左右，溫度對(duì)海洋平臺(tái)建造精度的影響是明顯的。鋼結(jié)構(gòu)的線脹系數(shù)為1.2×10-5m/m℃。一般海洋平臺(tái)建造都要經(jīng)歷夏季到冬季的溫度變化，青島地區(qū)冬夏季溫差可達(dá)到40℃。如果海洋平臺(tái)尺寸60m，則熱脹冷縮的理論值達(dá)到28.8mm。依據(jù)現(xiàn)海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范，在冬季檢驗(yàn)合格的甲板片，在夏季總裝時(shí)就會(huì)變成不合格產(chǎn)品，從而影響總裝精度。因此，海洋平臺(tái)建造精度控制應(yīng)當(dāng)考慮測量時(shí)的溫度。

1.3 總裝定位原因

總裝定位時(shí)，對(duì)于帶四根主立柱的甲板片，定位時(shí)以立柱為準(zhǔn)，保證立柱對(duì)接滿足規(guī)范要求；對(duì)于外弦片，即不帶主立柱或帶2 個(gè)外弦小立柱的片，以保證對(duì)角線和跨距為準(zhǔn)。此種定位方法，對(duì)于中心片來說，一般不會(huì)對(duì)精度控制產(chǎn)生太大影響，但是可能會(huì)造成各層甲板片公差積累。對(duì)于外弦片影響較大，由于納入檢測的點(diǎn)較少，會(huì)造成上下兩層對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)偏差較大，嚴(yán)重影響立柱安裝。

2 精度控制措施

針對(duì)分析的主要原因，我們主要采取了如下措施控制海洋平臺(tái)建造精度。

2.1 公差控制措施

2.1.1 統(tǒng)一余量設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)

以前的項(xiàng)目由于建設(shè)工期緊張，各甲板片在不同車間同時(shí)預(yù)制，各車間技術(shù)人員會(huì)根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)設(shè)置余量，雖然最終各甲板片尺寸都滿足規(guī)范的要求，但公差卻參差不齊，上下兩層對(duì)應(yīng)位置公差累積，從而不滿足規(guī)范要求。因此，必須制定統(tǒng)一的余量設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)場地一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。如夏季組合梁余量設(shè)置要求如下：（1）帶甲板板且組合梁腹板采用坡口焊形式，每一跨距增加6mm 的余量。（2）帶甲板板且組合梁腹板采用填角焊形式，每一跨距增加4mm 的余量。（3）無甲板板且組合梁腹板采用坡口焊形式，每一跨距增加4mm 的余量。（4）無甲板板且組合梁腹板采用填角焊形式，每一跨距增加2mm 的余量。

2.1.2 余量設(shè)置考慮季節(jié)變化

冬季預(yù)制完成的甲板片，公差確保為負(fù)公差，而夏季預(yù)制的甲板片確保為正公差，防止總裝時(shí)公差累計(jì)，影響精度控制。

2.1.3 制定焊接程序手冊(cè)

公司頒發(fā)焊接程序手冊(cè)，各個(gè)項(xiàng)目嚴(yán)格按照焊接程序文件施工，保證焊接施工滿足焊接程序手冊(cè)。各項(xiàng)目采取定期檢查和不定期檢查相結(jié)合，保證各車間嚴(yán)格按照焊接程序手冊(cè)施焊，尤其保證焊接電流滿足焊接程序要求。

2.2 測量措施

由于測量措施對(duì)甲板片尺寸精度控制影響較大，因此，在甲板片測量時(shí)，必須采取合適的測量措施。

2.2.1 測量時(shí)間選擇

甲板片預(yù)制階段數(shù)據(jù)的測量時(shí)間，考慮到溫度的影響，夏季應(yīng)當(dāng)在早晨8 點(diǎn)以前測量，冬季應(yīng)當(dāng)在中午時(shí)間測量，地點(diǎn)盡量選擇在車間測量。

2.2.2 測量溫度控制

甲板片預(yù)制階段數(shù)據(jù)的測量溫度，應(yīng)當(dāng)考慮地區(qū)差異，選擇合適的溫度區(qū)間，青島地區(qū)可控制在10 ～20℃。

2.3 總裝定位控制

2.3.1 基準(zhǔn)點(diǎn)

在場地地面繪制基本軸線控制網(wǎng)，并在遠(yuǎn)離軸線控制網(wǎng)的地方選A 和B 兩個(gè)點(diǎn)做為基準(zhǔn)點(diǎn)，以這兩個(gè)點(diǎn)控制各層分片的總裝定位，并計(jì)算各層分片的建造公差，具體見圖1。

圖1 基本軸線控制網(wǎng)

2.3.2 公差檢測

海洋平臺(tái)總裝時(shí)，各層分片的總裝公差必須滿足規(guī)范的要求，公差控制應(yīng)當(dāng)圍繞規(guī)范要求重點(diǎn)檢測，還要根據(jù)實(shí)際情況檢測特殊節(jié)點(diǎn)位置的公差，重點(diǎn)檢測位置如下（圖2）：（1）軸線位置公差。如組合梁位置公差，外弦組合梁或成品梁公差等。（2）主立柱位置公差。包括立柱中心定位偏差，立柱垂直度偏差，立柱直線度偏差等。（3）層間立柱位置公差，包括層間立柱中心定位偏差，立柱垂直度偏差，立柱直線度偏差。（4）甲板片標(biāo)高公差，以及甲板片尺寸偏差。（5）相鄰立柱對(duì)角線偏差。（6）相鄰軸線間距偏差。

圖2 總裝定位控制圖

2.3.3 公差調(diào)整方法

依據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)計(jì)算公差控制點(diǎn)的公差，通過結(jié)算程序計(jì)算出分片的最優(yōu)位置，從而使各檢測位置的公差在滿足規(guī)范要求的基礎(chǔ)上達(dá)到最優(yōu)。對(duì)于公差不能滿足規(guī)范要求的位置，可根據(jù)實(shí)際情況采取如下措施修正：（1）層間立柱頂端中心點(diǎn)位置公差不符合要求，可以通過調(diào)整立柱的垂直度進(jìn)行調(diào)節(jié)。立柱垂直度偏差為3/1000，立柱中心點(diǎn)公差為10mm。（2）甲板片軸線定位公差不符合要求，可以通過調(diào)整現(xiàn)場口焊接間隙調(diào)節(jié)。（3）成品型鋼定位公差不符合要求，可以通過換梁或者換梁頭調(diào)節(jié)。（4）主立柱對(duì)接錯(cuò)皮公差不符合要求，可按照規(guī)范要求調(diào)節(jié)。

3 結(jié)語

海洋平臺(tái)精度控制技術(shù)涉及很多階段，如下料、切割、焊接、測量等階段，必須嚴(yán)格控制各個(gè)階段，并制定合適的措施，才能保證海洋平臺(tái)最終的建造精度符合規(guī)范要求。本文僅依據(jù)公司實(shí)際情況，針對(duì)偏差主要原因制定了相應(yīng)的精度控制技術(shù)措施。本文的研究成果，成功應(yīng)用在我公司新建海洋平臺(tái)項(xiàng)目，杜絕了以往項(xiàng)目由于精度不滿足要求，需二次返修浪費(fèi)工時(shí)，耽誤工期的情況。海洋平臺(tái)建造精度的提高，減少了返修工時(shí)和費(fèi)用，縮短了項(xiàng)目工期，降低了項(xiàng)目的總成本，提高了公司的競爭力，并獲得了業(yè)主的好評(píng)。