李洪晏

(海洋石油工程(青島)有限公司，山東 青島 266520)

近年來，國家對深海石油及天然氣資源的需求缺口越來大，對海洋油氣資源的開發(fā)程度越來越深入。對應的，海洋石油平臺組塊尺寸越來越大，而甲板片是平臺組塊的重要組成單元，單層甲板片的尺寸和重量也隨之增大。作為構成組塊的基層單元，甲板片精度控制的好壞，關系到整個組塊的尺寸和精度[1]。本文通過研究甲板片精度控制的影響因素，針對這些因素，采取相應的施工工藝措施，對組塊甲板片的施工工藝進行規(guī)范，通過合理的施工工藝及過程控制，保證產(chǎn)品滿足最終的質(zhì)量公差要求。

1 甲板片的主要預制步驟

甲板片的預制，總體上來說，有兩種方法：反造法和正造法。反造法的周期短，節(jié)省機械臺班，施工相對較安全，需要翻身[2]。正造法的甲板變形小，不用翻身，完工狀態(tài)好，但是甲板焊接需要仰焊。目前，甲板片的分片尺寸越來越大，根據(jù)總體建造方案和水平片預制方案要求，以及現(xiàn)場實際情況，甲板片按照正造方式體現(xiàn)出了一定優(yōu)越性，已成為主流的施工方法[3]，其主要施工預制步驟如下：

1) 施工準備。包括資料準備、場地準備、材料準備。

2) 組合梁的接長工作。如果組合梁帶節(jié)點預制，接長時需考慮整根梁的收縮對節(jié)點定位的影響，提前放量；

3) 甲板板預處理。對甲板板除銹、上底漆處理；

4) 擺放墊墩或臨時支撐；

5) 主結(jié)構梁就位。根據(jù)加工圖位置將所有主結(jié)構梁(梁高≥700 mm)就位，點焊固定，并在主梁上劃出小梁被交位置及其他梁頭的打磨處理；

6)其他型材就位。根據(jù)加工設計圖紙及主梁上的劃線位置將其他型材就位，與主結(jié)構梁進行點焊固定及處理報驗；

7)型材分區(qū)域焊接；

8)報檢。區(qū)域內(nèi)所有型材焊接完成后進行相應處理及報檢工作，為鋪甲板做準備；

9)甲板板放樣劃線、下料切割。按甲板鋪版圖及《劃線方案》進行劃線下料，劃線時應留出足夠的焊接收縮量；

10)打磨。鋪甲板前型鋼與甲板被交位置的型鋼及甲板打磨出金屬光澤；

11)分區(qū)域進行甲板鋪板。按甲板鋪版圖在焊接好的梁格上進行鋪板[4]，鋪板圖上標出陰影的板列暫不組裝焊接；

12)甲板板焊接。甲板板的焊接原則上自中間向四周焊接，先焊小梁與甲板的長角焊縫，再焊接大梁與甲板的短角焊縫，甲板板之間的對接縫最后焊接；

13)安裝組裝吊點，臨時連接結(jié)構。根據(jù)《水平片吊裝方案》安裝組裝吊點；

14)甲板焊接完成后整體尺寸測量、調(diào)整；

15)安裝非貫穿立柱及拉筋；

16)安裝貫穿立柱。

2 影響甲板片尺寸控制的重要因素

影響甲板片尺寸控制的因素很多，經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研和討論，我們確認其中重要的因素有以下幾項[5]：

1)墊蹲擺放；

2)梁格組對；

3)梁格及甲板板焊接；

4)貫穿立柱的安裝。

3 尺寸控制工藝研究

3.1 墊墩擺放

每層甲板片的施工墊墩擺放，需以項目技術人員下發(fā)的墊墩布置圖擺放。墊墩位置及高度嚴格按照圖中要求設置。墊墩擺放完成后，質(zhì)控人員現(xiàn)場檢驗測量[5-6]，合格后再進行下道工序的工作。圖1為擺放圖及相關擺放要求示例，具體項目中，需根據(jù)項目技術人員給出甲板片反變形墊墩布置圖進行施工和過程控制。

圖中S1/S2墊墩為后續(xù)調(diào)整墊墩，除S1/S2墊墩外，均為S3墊墩。H1200梁下墊墩高度為H，H900梁下墊墩高度為H+300 mm

圖1 墊墩布置圖

墊墩擺放方法可按照如下步驟執(zhí)行：

1)按圖擺放所有墊墩，對上表面初步找平；

2)所有墊墩上表面擺放調(diào)平墊塊，先調(diào)整支撐H1200梁的墊塊水平，調(diào)整后整體高度為H；調(diào)整H900梁下墊塊水平，調(diào)整后整體高度為H+300 mm；

3)所有墊墩高度調(diào)平后，在S2墊墩高度的基礎上調(diào)平墊塊高度增加5 mm；S1墊墩高度調(diào)平墊塊增加10 mm。

3.2 梁格組對

圖2 組對順序及放量

同一個組塊不同層甲板片的梁的組對順序需保持一致。

梁的組對順序在施工交底中明確，組對間隙放量值，由項目技術人員確定，并在交底中明確。

梁及立柱處環(huán)板的組對，整體建議原則如下：組對順序因為要考慮放量和收縮方向等因素，一個項目需要統(tǒng)一一種方式，暫定從中間往兩邊，以圖2為示例，組對順序及組對間隙要求會在圖中明確，具體項目中，需根據(jù)項目技術人員給出的組對順序和放量圖進行施工和過程控制。

第一步組對縱向主梁1(H1200)；

第二步組對中間橫向主梁2(H1200)；

第三步組對縱向主梁8(H1200)

第四步組對橫向主梁3(H900)；

第五步組對橫向主梁4(H900)；

第六步組對橫向主梁5(H900)；

第七步組對向小梁及次梁7(H300、H700)；

第八步組對縱向主梁3(H1200)；

第九步組對橫向大梁6(H1200)；

第十步組對剩余縱向次梁(H300、H700)；

第十一步組對立柱處環(huán)板。

組對時，需要注意，擺放梁時臨時固定要牢固；預留一定的活動量便于組對調(diào)節(jié)；從中間主梁2向兩側(cè)先主梁后小梁次梁原則組對；組對時，填角焊腹板間間隙值應為0 mm，最大不能超過2 mm；坡口焊接翼緣板間隙值2～4 mm；節(jié)點圖料如果具備，要完成不影響梁焊接工作的節(jié)點板的組對工作；

3.3 梁格及甲板板焊接

組對后的焊接要遵循以下順序完成，每一步完成后，需質(zhì)控人員確認后，再進行下一步的作業(yè)。

梁的焊接，整體原則如下：焊接原則是先焊接主梁再焊接次梁，從中間梁焊縫向四周焊接；在焊接梁時，先焊接腹板和翼緣板焊縫，再焊接腹板與腹板焊縫，最后焊接下翼緣焊縫再次焊接上翼緣焊縫；同一甲板片上多名焊工焊接時，要分散焊接，避免局部集中焊接；主框架梁格焊接完成后，再焊接立柱處環(huán)板與相交梁的翼緣板；首先完成圖3主梁框架焊接。

圖3 優(yōu)先焊接主梁構件

主框架(含立柱處環(huán)板)焊接完成后，即測量整體尺寸數(shù)據(jù)，如需調(diào)整，則根據(jù)熱調(diào)程序要求，進行調(diào)整，合格后再進行下一步工作。

小梁及甲板板焊接，小梁和甲板板焊接，以圖4甲板片為示例，按照以下步驟進行(具體項目中，需根據(jù)項目技術人員給出的區(qū)域劃分及焊接順序進行施工和過程控制)：

第一步：把S1墊墩處頂高一定高度，塞入墊板，S2墊墩處頂高一定高度，其他墊墩高度不變(反變形量及位置，需經(jīng)技術人員與技術部專業(yè)計算人員溝通，通過軟件建模，計算確認)；

第二步：四個立柱節(jié)點角處放置一定的配重塊(是否放置，放置多大重量需技術人員確定)；

第三步：首先完成圖4中區(qū)域A內(nèi)小梁的焊接及報檢等工作。

該區(qū)域小梁焊接時，如焊接人數(shù)較少，則遵循第一步焊接區(qū)域?qū)ΨQ施焊原則向兩側(cè)焊接。如果多名焊工同時施焊，則需按圖4焊接順序和位置開展(圖中1到5順序號)。

圖4 小梁焊接順序

第四步：區(qū)域A內(nèi)甲板板鋪設及區(qū)域B內(nèi)小梁的焊接。

第五步: 區(qū)域A內(nèi)甲板板焊接及區(qū)域B內(nèi)小梁焊口處理，甲板板鋪設。

第六步：區(qū)域A內(nèi)甲板板焊后處理及區(qū)域B內(nèi)甲板板焊接。 甲板板焊接時，要分散焊工位置施焊，避免局部集中受熱。

第七步：待焊縫完全冷卻后，去除配重，撤出S1/S2調(diào)平墊塊上墊板，對甲板片水平度進行檢查，超出誤差要求的，進行相關調(diào)整處理[6]。

3.4 貫穿立柱的安裝

貫穿立柱安裝前，需對總裝后片下無支撐位置處的墊墩調(diào)平墊塊降低高度，支撐墊墩需按圖5要求處理。

立柱位置需根據(jù)下層要組裝立柱的定位尺寸確定，原則是對下層的偏移量通過本層立柱定位進行回調(diào)，最大回調(diào)值不超過5 mm，無偏移則走理論定位。具體步驟如下：

1)根據(jù)技術人員確定的立柱定位位置，確定環(huán)板的立柱中心；

2)根據(jù)環(huán)板中心位置，進行環(huán)板切割坡口打磨；

3)立柱端部粘貼測量標靶，插立柱，定位、點焊、報檢；

4)把測量立柱的垂直度、跨距、對角線等尺寸合格報告，告知或復印一份給焊工班長(分包技術人員負責)，明確掌握立柱的尺寸公差，便于焊接時保證立柱垂直度。

5) 單根立柱焊接應遵循WPS要求施焊，焊接時嚴格按照對稱施焊要求進行，至少兩個或者四個焊工從對稱位置施焊。

6)立柱焊接時，先進行梁腹板和立柱的焊接。如果與立柱相交腹板對稱，則需要對稱同時施焊；

7)腹板焊接后，進行上環(huán)板環(huán)縫焊接(環(huán)板對接縫等環(huán)縫焊接完成后再焊接)，焊接過程中需測量1～2次立柱定位是否有偏差，根據(jù)偏差方向，由技術、質(zhì)控及焊接人員討論確定，調(diào)整焊接位置；

8)最后進行下環(huán)板焊接，同樣焊接過程中需要測量1～2次立柱定位是否有偏差，根據(jù)偏差方向，調(diào)整焊接位置；

9)焊接環(huán)板拼接縫；

10)最終測量4個焊后尺寸公差，并再次對照下層立柱位置數(shù)據(jù)，由技術人員確定是否要進行調(diào)整，如需要，則調(diào)整至滿足要求，并記錄最終數(shù)據(jù)。

圖5 貫穿立柱安裝前墊墩處理

4 結(jié)語

該施工工藝在某渤海項目二十余個甲板片進行了實施，充分證明了該施工工藝的有效性，有效的保證了甲板片的尺寸和水平度，降低了預制工效。并且，在后續(xù)的總裝過程中，甲板片合攏所需的時間也大幅減少，總裝的工期得到了有效保證。