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摘要：本文通過參與友聯(lián)船廠改造的4000t全回轉(zhuǎn)打撈起重工程船為背景，分別從多個方面闡述了改造船的管系設(shè)計與施工要領(lǐng)，防止在設(shè)計和施工過程中出現(xiàn)不必要的差錯，減少改造返工率，提高施工質(zhì)量和效率。

關(guān)鍵詞：界面劃分；設(shè)計依據(jù)；現(xiàn)場施工方法；管路的拆除與回裝；質(zhì)量控制

1引言

由于材料及人力成本的增長，使得船舶改造項目的經(jīng)濟(jì)性越來越受到船東們的關(guān)注，如VLCC改造為FSO或FPSO、工程船的設(shè)備升級和加裝DP-2動力定位系統(tǒng)等。船舶改造項目是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及工種多、專業(yè)廣、技術(shù)密集。而改造船的管系設(shè)計又是最為復(fù)雜、繁瑣的一項工作，關(guān)系著項目的順利交付使用。因此，通過我公司已交付的“華天龍”船改造項目，談?wù)剬θ绾巫龊酶脑齑墓芟翟O(shè)計與施工的一些看法。

2界面劃分

2.1設(shè)計與船東界面項目開始前期要與船東確定合同范圍、設(shè)計界面、澄清規(guī)格書；如果部分設(shè)計是由船東或船東指定設(shè)計公司做詳細(xì)設(shè)計，則需要向船廠提供供圖計劃、OFE設(shè)備認(rèn)可圖計劃、以及總布置圖的確認(rèn)等。（1）合同范圍合同要明確規(guī)定設(shè)計區(qū)域、設(shè)計形式，明確每個SI的具體內(nèi)容以及對后續(xù)VO事項的處理說明。（2）設(shè)計界面項目開始前期要與船東協(xié)商確定設(shè)計界面，明確船廠設(shè)計范圍和設(shè)計內(nèi)容；對舊改項目的拆除或重新設(shè)計需要明確的書面說明；對材料、設(shè)備的訂貨界面要有明確的說明。（3）澄清規(guī)格書規(guī)格書要明確規(guī)定各區(qū)域的工程改造狀況及工程量，對后續(xù)設(shè)計和生產(chǎn)要有明確的指導(dǎo)意義；船東與船廠要不定期對規(guī)格書不合理的地方進(jìn)行協(xié)商修改，對不明確的地方進(jìn)行完善。（4）船東供圖計劃在保證項目節(jié)點計劃的前提下，船廠與船東要協(xié)商好供圖計劃，同時要考慮圖紙的升版狀況對船廠設(shè)計的影響，盡量做到升版前提前知會船廠，減少風(fēng)險。（5）OFE設(shè)備認(rèn)可圖明確船東提供設(shè)備認(rèn)可圖的時間，以及確保設(shè)備資料完整準(zhǔn)確，保證船廠對設(shè)備底座、管子接口等設(shè)計的準(zhǔn)確性，必要時船廠可以協(xié)助船東對VCD的認(rèn)可；對于后期設(shè)備到貨的檢驗，船廠需派技術(shù)人員驗貨，主要檢驗設(shè)備底座、管接口與認(rèn)可圖是否一致。（6）確認(rèn)總布置圖項目開始初期及時確認(rèn)好總布置圖，建議由船東、船廠雙方共同協(xié)商并定版總布置圖，對于不合理的布置進(jìn)行調(diào)整，避免造成設(shè)計浪費。

2.2設(shè)計與生產(chǎn)界面（1）出完設(shè)計圖紙后，盡快與項目主管及相關(guān)生產(chǎn)人員進(jìn)行技術(shù)交底，匯報哪些系統(tǒng)設(shè)計無法出圖，以及下發(fā)圖紙的設(shè)計深度等；（2）部分改造區(qū)域因設(shè)計無法出圖的、走向需實船勘驗布置的、在布置過程中與原船的結(jié)構(gòu)、電纜、管路干涉的，由設(shè)計人員實船勘察核實并固化方案，以提高生產(chǎn)工作效率；（3）根據(jù)施工需要在甲板或艙壁上開設(shè)工藝孔的，由現(xiàn)場提供孔的位置及大小，下發(fā)正式修改單，修改單內(nèi)容需包含孔的臨時加強(qiáng)方案；（4）部分管系需要現(xiàn)場修改時，設(shè)計主管應(yīng)與車間主管一起制定管子走向，避免改造后管子走向與其他專業(yè)干涉等問題。

2.3設(shè)計各專業(yè)間界面（1）所有新增加的設(shè)備，由輪機(jī)專業(yè)負(fù)責(zé)出布置圖，由鐵舾專業(yè)出詳圖及生產(chǎn)設(shè)計圖紙；管系專業(yè)則需根據(jù)布置圖中設(shè)備的接口位置布置管系走向；電氣專業(yè)則需要根據(jù)布置圖的設(shè)備控制箱位置布置電纜走向；（2）各專業(yè)在項目初期要梳理出改造清單，主要包括換新設(shè)備、改造設(shè)備、位移設(shè)備清單；電纜和管系要確定改造界面，按照系統(tǒng)或設(shè)備預(yù)估電纜和管子改造清單。

3設(shè)計依據(jù)

（1）改造規(guī)格書及合同的有關(guān)條款規(guī)定；（2）依據(jù)改造規(guī)格書編寫的管系建造標(biāo)準(zhǔn)，并由船東認(rèn)可后作為該項目生產(chǎn)設(shè)計的依據(jù)；（3）相關(guān)船級社的規(guī)范、規(guī)則以及船級社檢驗的有關(guān)要求；（4）船體結(jié)構(gòu)、線型及分段、總段劃分，以及機(jī)艙、泵艙、主船體及上層建筑區(qū)域的各類機(jī)電設(shè)備、船舶設(shè)施及房艙設(shè)施的具體布置要求；（5）改造船的基礎(chǔ)設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計所確定的布置圖等；（6）主機(jī)、輔機(jī)、甲板機(jī)械等各類機(jī)電設(shè)備的技術(shù)資料及管系閥件、附件的連接規(guī)定；（7）國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定；（8）依據(jù)公司確定的船舶建造方針和相關(guān)要求，以生產(chǎn)為中心進(jìn)行設(shè)繪和出圖。

4設(shè)計方法

4.1三維建模根據(jù)各項目的改造技術(shù)規(guī)格書，在總布置圖中分區(qū)域?qū)Ω脑觳糠诌M(jìn)行劃分，并評估可做三維建模的部分。通常以下改造內(nèi)容，可完全按造船模式進(jìn)行三維建模和出圖：（1）改造新增加結(jié)構(gòu)和設(shè)備等，可整體做三維建模（如：直升機(jī)平臺、居住模塊、設(shè)備單元或煙囪等）；（2）原船空艙改為機(jī)械處所或電氣間等，該區(qū)域可進(jìn)行三維建模；（3）露天甲板部分，可做三維建模。

4.2三維激光掃描三維激光掃描技術(shù)是一項實景復(fù)制技術(shù)，利用專業(yè)儀器對海上平臺、大型船舶等各種工程對象進(jìn)行激光掃描復(fù)制。現(xiàn)場操作不影響船舶正常作業(yè)，所得數(shù)據(jù)以點云的形態(tài)呈現(xiàn)并保留，進(jìn)而通過點云將工程模型恢復(fù)[2]。三維激光掃描的原理是利用對實際設(shè)施掃描來得到完工圖紙，我們稱為逆向工程，如圖1所示。圖1三維掃描建模流程（1）在現(xiàn)場找合適的位置建立站點掃描和建立點云數(shù)據(jù)文件。掃描時受到單個站點視角的約束，通常不易形成完整的設(shè)施形體點云信息，存在無點云記錄的部分，因此需利用增加站點來增加新的點云；（2）輸入點群、指定測定點群文件輸入系統(tǒng)，可以將在多個位置測定的結(jié)果輸入；（3）點云數(shù)據(jù)整合模型；（4）把處理好的整合模型導(dǎo)入3D繪圖軟件當(dāng)背景并優(yōu)化模型，如圖2所示。三維激光掃描可針對新加設(shè)備、設(shè)備換新等，對于原船管線進(jìn)行實景復(fù)制并導(dǎo)入三維模型中，管線的設(shè)計可參照模型進(jìn)行修改，不僅節(jié)約時間，還降低管線的修改率，對于改造船項目具有非常重要的作用。

5現(xiàn)場施工

對于改造項目中無法建模出圖的部分，設(shè)計主管應(yīng)提前告知項目經(jīng)理，由船方、項目主管、施工領(lǐng)班和設(shè)計主管四方現(xiàn)場制定改造路線。確定管線的走向后，施工領(lǐng)班即刻安排人員現(xiàn)場取樣、制作、校管和安裝管路。其流程是根據(jù)船上需連接的具體位置采用樣棒或自己繪制的草圖，在內(nèi)場彎制、拼接成形后，運到現(xiàn)場校正連接件，連接件與管子點焊、定位焊后，再運回內(nèi)場焊接并清理、試壓、鍍鋅或涂裝，最后裝到船上。

5.1現(xiàn)場取樣現(xiàn)場取樣時要遵循以下原則：（1）選擇合理的走向，盡可能與現(xiàn)場已有的管子組成束并列整齊，避免不必要的迂回和斜支；（2）對并列管或交叉管，鄰近兩根管（包括附件）的間距應(yīng)在20mm以上，還要考慮有需要包扎絕緣的管子，以及與船體結(jié)構(gòu)的間距；（3）現(xiàn)場取樣的管子應(yīng)便于安裝和操作。管子形狀優(yōu)先順序是：直管、平面彎曲、立體彎曲；（4）在管子彎頭附近設(shè)置法蘭時，原則上法蘭不得嵌入管子的彎曲部位；直角彎的管子，應(yīng)避免出現(xiàn)較長的直角邊等長現(xiàn)象，其一端法蘭盡可能的靠近彎頭；（5）對于定型彎頭拼裝的管子應(yīng)按照前述的校管方法加工制作；（6）需彎制的管子要根據(jù)管子的直徑和彎曲半徑，考慮彎管機(jī)能否加工；（7）管路支架的布置應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；支架的設(shè)置應(yīng)避免其對船體結(jié)構(gòu)造成影響，特別不應(yīng)在船體結(jié)構(gòu)孔上和板材的自由邊上焊接管路支架。

5.2制作與安裝根據(jù)上述的取樣原則，制作和安裝方法如下：（1）根據(jù)現(xiàn)場取回的圖樣，在內(nèi)場拼裝連接件和管段。管段下料時可適當(dāng)留取一定的余量，目的是防止尺寸的誤差或其他因素造成管段不夠長。連接件和管段的連接處進(jìn)行定位點焊；（2）將所有拼裝好的管段運到船上，放到指定位置上安裝；（3）預(yù)先設(shè)置為調(diào)整管的管段需進(jìn)行管子的劃線、切割余量和校正法蘭，劃線時注意要減去法蘭連接處的端距；（4）切割管段的余量，所有鋼管均用機(jī)械方法切割，切割管子的截面與管子的中心線垂直，且管子切割面應(yīng)光滑；（5）所有管段應(yīng)橫平豎直，確認(rèn)無誤以后進(jìn)行臨時螺栓螺栓連接或點焊和定位焊。如是法蘭連接，法蘭密封面中間用臨時墊片或相同厚度的替代物如鐵絲等代替，否則管子制作好以后將放不進(jìn)去墊片；（6）注意定位焊一定要牢固，防止在運輸過程中法蘭松動；（7）在法蘭或套管上做好標(biāo)記，拆下管段運回內(nèi)場進(jìn)行焊接、清理、壓力試驗、表面處理等；（8）表面處理完的管段，再次上船安裝即可。

6管路拆除與回裝

6.1管路拆除管路拆除要遵循以下原則：（1）拆除的管段、連接件及閥附件作好有效的馬克標(biāo)記，并集中送回車間處理；（2）拆除該管子所傳送的介質(zhì)，包括與該系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的閥和附件；（3）熟悉管子的基本走向及正反方向；（4）油管及易燃?xì)怏w管路拆除必須冷工作業(yè)；（5）拆開后的管路務(wù)必作好有效可靠的封堵；（6）所有管口、進(jìn)出油口不允許使用破布塞進(jìn)進(jìn)行封堵；（7）螺紋連接管口拆開后必須使用對應(yīng)加工好的悶塞、悶頭上緊封好，再用塑料薄膜包覆管口進(jìn)行防水、防沙塵處理；（8）法蘭連接管口拆開后必須使用對應(yīng)加工好的鋼制盲板法蘭上緊密封好，密封墊床要使用耐油墊床，封好后再用塑料薄膜包覆法蘭進(jìn)行防水、防沙塵處理；（9）部分管段、閥件沒辦法使用悶頭、悶塞和盲板密封時，才可以使用封口膠布貼牢油口后再用塑料薄膜包裹進(jìn)行保護(hù)；（10）起運人員在對管段的吊運過程中如發(fā)現(xiàn)保護(hù)封堵工作沒做好，應(yīng)立即通知相關(guān)施工單位，待重新做好保護(hù)后方可吊運，并配合起重工將拆除的管子吊運至車間堆放

6.2管路回裝回裝管路需先將原法蘭端面墊片清理干凈，用劃針之類的工具將藏在密封水線內(nèi)的污物清出。檢查管子內(nèi)孔有無雜物、污物，清理干凈后配上合適螺栓、墊片，將管子法蘭按記號對好，先插上尖鐵對準(zhǔn)螺栓孔后將螺栓全部帶上，按左右上下順序緊固螺栓。一般拆除的管路應(yīng)按原位安裝，原布置不合理和安裝檢修有困難時可做適當(dāng)調(diào)整，但其管材材質(zhì)和規(guī)格應(yīng)與原設(shè)計一致。當(dāng)回裝管路的規(guī)格（如管壁厚度）不明時，可將信息告知生產(chǎn)人員，其中所用材質(zhì)如無合格證或?qū)ζ渲袛?shù)據(jù)有懷疑時，須按規(guī)范要求補(bǔ)做試驗。

7質(zhì)量控制

無論是設(shè)計繪圖、車間制作、船上安裝還是管材和管路附件的質(zhì)量等，都要保持其標(biāo)準(zhǔn)性。同時質(zhì)檢人員更要對管系的焊接與施工工藝進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督和管理，執(zhí)行管系質(zhì)量的監(jiān)管是整個改造過程中的重要環(huán)節(jié)，相關(guān)監(jiān)管工作至關(guān)重要。

8結(jié)論

本文通過自身參與改造船項目為依據(jù)，從設(shè)計到施工、從界面劃分到現(xiàn)場安裝，提出了改造船管系設(shè)計及施工過程中需要注意的問題，希望能為后續(xù)的改造船的設(shè)計和施工提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]船舶管系生產(chǎn)設(shè)計規(guī)范[S].[2]羅建.劉耀華等.三維激光掃描技術(shù)在海洋工程中的應(yīng)用[J].中國造船,2011（9）

作者：趙東升 單位：招商局重工有限公司