1、FPSO管段預(yù)制淺談齊鵬軍（山海關(guān)船廠工藝所） 提 要 本文簡(jiǎn)要介紹了FPSO管系預(yù)制的基本流程及一些常見問題。 Summary This paper simple introduces main procedure of fabrication about FPSO piping spool and some problems in fabrication. 關(guān)鍵詞 FPSO 管段 預(yù)制 Key words FPSO Pipe spool Fabrication1 引言 FPSO（Floating Production Store Offloading）稱為浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油裝置，F(xiàn)PSO技術(shù)是

2、世界海上石油開發(fā)的創(chuàng)新技術(shù)。它投資省、建造周期短、遷移方便、可重復(fù)使用，尤其適用于邊際油田（油氣儲(chǔ)量有限、地層構(gòu)造復(fù)雜或地處邊遠(yuǎn)地區(qū)的油田）；可以新造，也可以由駁船或油船改裝而成。我廠與現(xiàn)代重工合作為巴西石油公司改裝的HD、JB兩條FPSO即是由油船改裝而成。HENRIQUE DIAS(簡(jiǎn)稱HD)和JOSE BONIFACIO(簡(jiǎn)稱JB)兩艘超級(jí)油輪為巴西國(guó)家石油公司（PETROBRAS）所屬，該公司要將其所屬的5艘超級(jí)油輪改裝成FPSO，H、D和J、B為其中的兩艘，改裝后分別命名為P-33和P-35。 HD輪為1978年12月建成的28萬噸超級(jí)油輪，主尺度為337X54.5X27.8(米)；

3、JB輪為1974年1月建成的27萬噸超級(jí)油礦混裝船，主尺度為337.7X54.5X28(米)。這兩條船改裝成FPSO主要包括以下工程：1 系泊裝置。主要作用是通過8個(gè)錨點(diǎn)將FPSO定位于海上并輸出原油、天然氣、以及輸入水等。2 旋轉(zhuǎn)裝置。其中可容納5根油管、3根水管、4根天然氣管、一組液壓/氣動(dòng)管、3根動(dòng)力電纜、3根通信電纜。3 生產(chǎn)平臺(tái)。主要工作有原油分離系統(tǒng)、天然氣處理系統(tǒng)、注水系統(tǒng)、污水系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)和化學(xué)藥劑注入系統(tǒng)等組成。4 燃燒塔。功能是將廢氣燃燒掉，其管路、閥門、結(jié)構(gòu)等均應(yīng)耐低溫。5 串聯(lián)卸油裝置。主要由串聯(lián)系泊纜和串聯(lián)卸油裝置組成。6 直升飛機(jī)平臺(tái)。7 生活區(qū)。改裝后可供60人

4、起居和生活使用。 這兩條船的改裝工程量大、任務(wù)艱巨、技術(shù)含量高、質(zhì)量控制要求嚴(yán)格,不但在我廠是史無前例,在國(guó)內(nèi)也是少見的。其中管系在整個(gè)工程中占有很大比重，主要分成九大系統(tǒng)：原油采集、分離、氣體壓縮、干燥、海水、冷卻水、燃?xì)狻崴到y(tǒng)。新制管線工程量為HD：2400噸，10000余個(gè)管段，JB：2700噸，13000余個(gè)管段，主要分布在生產(chǎn)平臺(tái)、塔樓、主甲板和機(jī)艙四個(gè)區(qū)域。設(shè)計(jì)、施工依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)為：ANSI B 31.3 化工廠及煉油廠管路(美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)). API RP 14E 海上生產(chǎn)平臺(tái)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與安裝推薦做法(美國(guó)石油學(xué)會(huì)). API 5L 美國(guó)石油學(xué)會(huì)管材標(biāo)準(zhǔn). ASTM 美國(guó)材料

5、試驗(yàn)學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn). 入ABS船級(jí).管子規(guī)格從1/8到42，壁厚從1毫米 到40.5 毫米，最高設(shè)計(jì)壓力287公斤/平方厘米，試驗(yàn)壓力430.5公斤/平方厘米，材料有碳鋼管、低溫碳鋼管、不銹鋼管、銅鎳管、玻璃鋼管等；管線的裝配要求嚴(yán)格:管徑在150毫米以下,位錯(cuò)須小于1毫米；管徑在150毫米 -250毫米間, 位錯(cuò)須小于2 毫米；管徑在250毫米 -350毫米間,位錯(cuò)須小于2.5毫米；焊縫要求檢查,900PSI及以上壓力級(jí)別管100% X光拍片，其它管線拍片率根據(jù)材料與壓力等級(jí)不同為5%-20%，但全部管線（對(duì)接焊）必須接受最低為5%的拍片率。壁厚超過17毫米管的焊縫周圍需做熱處理。兩輪管系工程中所

6、有11/2以上管徑管段均要在車間預(yù)制，任務(wù)量很大。管段的預(yù)制是管系施工中的第一步，它為船上安裝提供大小適當(dāng)?shù)某尚喂芟怠? 預(yù)制的基本流程ISO圖工藝所管系預(yù)制組將ISO圖處理為車間用圖工藝所管系材料組挑材料，下發(fā)圖紙、材料單和施工單銅工車間HHI施工部預(yù)制組質(zhì)管處管系室銅工車間微機(jī)室輸入微機(jī)車間材料組配管及管件車間下料組切割管長(zhǎng)、鉆孔車間裝配組裝配焊接組焊接碳鋼管打砂，噴漆上船安裝檢管及管件檢裝配做PT、RT、MT管系的設(shè)計(jì)圖紙分為三大部分：P&ID圖（piping and instrument diagram）.GA圖(general arrangement drawing). ISO圖(i

7、sometric drawing)。ISO圖為等角畫法圖，對(duì)管路的走向反映直觀，它是按照總體布置圖（GA圖）拆分出來的局部管路走向及尺寸圖，在此圖中它給出了包括管件（如彎頭、三通、變徑等）以及閥門在內(nèi)的相對(duì)總體尺寸和管中心線的標(biāo)高。 1. 根據(jù)管件尺寸表及圖中尺寸計(jì)算出管子的切割長(zhǎng)度，查出管子上面要開孔的尺寸及中心距管子端點(diǎn)的距離，檢查核對(duì)材料欄中材料量是否相符，管件厚度及形式是否符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，如發(fā)現(xiàn)問題需同設(shè)計(jì)部門相關(guān)人員協(xié)商予以解決。2. 標(biāo)出圖中每一道焊口的焊點(diǎn)號(hào)及焊接形式，根據(jù)管路在船上的安裝區(qū)域劃分合理的管段長(zhǎng)度并標(biāo)明管段號(hào)，在此過程中應(yīng)特別注意管段長(zhǎng)度、大小的劃分一定要合理，如太長(zhǎng)

8、、轉(zhuǎn)彎太多、支管太長(zhǎng)等會(huì)給安裝帶來很大困難，應(yīng)盡量使管段呈長(zhǎng)直狀，最長(zhǎng)不宜超過10米。這些工作做完后原圖即被處理成了車間用圖。3. 車間用圖交到管系材料組，他們按照材料欄中所給材料具體數(shù)量與HHI運(yùn)到的材料包裝箱單進(jìn)行核對(duì)，查出哪個(gè)管段能做，并且挑出相應(yīng)材料，下發(fā)施工單、材料單和圖紙。4. 銅工車間收到圖紙、施工單、材料單后，首先將施工單的圖紙?zhí)?、段?hào)輸入微機(jī)，以便以后輸入相應(yīng)的裝配、焊接、打砂、噴漆情況，使有關(guān)人員隨時(shí)掌握預(yù)制動(dòng)態(tài)。5. 銅工車間微機(jī)室完成相關(guān)工作后，圖紙即下發(fā)到車間的材料組，他們負(fù)責(zé)領(lǐng)料，根據(jù)圖紙配發(fā)各個(gè)管段的材料，其中質(zhì)管處質(zhì)檢人員要對(duì)所配材料進(jìn)行檢查核對(duì)，確定材料標(biāo)準(zhǔn)、

9、數(shù)量是否與圖紙相符。6. 圖紙中所有材料配齊后，車間下料組根據(jù)圖紙中所給管子的切割長(zhǎng)度下料，如有孔按所給尺寸鉆孔。7. 裝配組按照?qǐng)D紙?jiān)谄脚_(tái)上將所給管子、管件根據(jù)相應(yīng)工藝標(biāo)準(zhǔn)組裝，并且點(diǎn)焊在一起形成管段并且注明管段號(hào)。8.質(zhì)管處質(zhì)管人員按相應(yīng)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)裝配合格后，焊接組按工藝標(biāo)準(zhǔn)焊接每道焊口，焊接完成后質(zhì)管處按圖紙所給每種探傷形式百分比抽檢焊縫，其中包括RT、PT、MT三種，如探傷合格，管段即可打砂、噴漆，最后上船安裝。3 預(yù)制中的常見問題3.1 幾個(gè)常見錯(cuò)誤（1） 銅鎳合金中的SADDLE開孔問題。 如圖所示SADDLE的孔是橢圓形，它在做圖階段無須給出尺寸，只需給出中心距管端的距離A即可

10、，而橢圓是在預(yù)制時(shí)按實(shí)件開孔的，這一點(diǎn)必需注意，否則按圓孔開管段即報(bào)廢。（2） 銅鎳管法蘭與變徑（REDUCER）直接焊接問題。 圖一 圖二 如圖所示，圖一中由于銅鎳法蘭外圈妨礙氬弧焊槍，使其難以伸到位，該焊縫焊接時(shí)很別扭。圖二中在變徑小端加一段直管，在焊接時(shí)可將法蘭外圈移到直管上，焊縫處空間既可讓出，焊接變得容易操作。劃分管段時(shí)一定要注意將銅鎳法蘭與變徑小端之間加一段管而不能直接對(duì)焊。（3） 銅鎳管SOCKOLET距法蘭不宜太近 如圖管座距法蘭端距離不宜太近，否則焊接極其困難，氬弧焊槍不能深入到位。（4） 馬鞍支管長(zhǎng)度 如圖支管長(zhǎng)度不應(yīng)給到主管的上表面，否則切完馬鞍之后尺寸即變短，長(zhǎng)度應(yīng)先長(zhǎng)

11、 一些給出，裝配完馬鞍后，再根據(jù)圖紙?jiān)谥Ч芷娇诙饲械揭蟮某叽?，因?yàn)橹挥刑间撈胀ü懿胚@樣做馬鞍，切割并不困難，操做簡(jiǎn)便。（5） 斜馬鞍的中心距問題 在ISO圖中所給出的尺寸是斜馬鞍的中心距管端的距離A，而實(shí)際操作過程中應(yīng)給出B的尺寸，工人才能操作，其中45度的斜馬鞍較多，經(jīng)過計(jì)算的公式為（6） 支管的中心距不宜太近 如圖 ，兩孔中心距A不應(yīng)給的太小，否則兩支法蘭相撞無法安裝，或太近不便安裝，應(yīng)在預(yù)制時(shí)根據(jù)相應(yīng)數(shù)據(jù)給出合適尺寸。（7） WELDOLET開孔問題 一定要注意壓力級(jí)別低和壓力級(jí)別高的管座（WELDOLET）的開孔直徑d是不一樣的，壓力高的小，壓力低的大，實(shí)際上工作中經(jīng)常遇到將孔開大的

12、現(xiàn)象，應(yīng)特別注意。3.2 在預(yù)制階段應(yīng)盡量減少船上焊點(diǎn) 眾所周知，同樣的工作在車間做要比船上現(xiàn)場(chǎng)制做容易得多，車間環(huán)境中各種設(shè)施齊全、方便、質(zhì)量容易保證，工作效率高。在管系中銅鎳管、不銹鋼及厚壁碳鋼尤其突出。限于結(jié)構(gòu)的要求以及為了安裝施工的方便，管路應(yīng)分成大小適當(dāng)?shù)娜舾啥?，這必然存在現(xiàn)場(chǎng)焊點(diǎn)，這是不可避免的。將這些現(xiàn)場(chǎng)焊點(diǎn)盡量安排在作業(yè)空間較大的地方也是容易做到的。但是另一些現(xiàn)場(chǎng)焊點(diǎn)、點(diǎn)焊點(diǎn)應(yīng)盡量在預(yù)制階段減少或避免。由于HHI有些材料暫時(shí)沒有運(yùn)到，致使某些管缺件，這時(shí)通常用增加現(xiàn)場(chǎng)焊點(diǎn)的方法加以解決，但是一定要合理運(yùn)用，如機(jī)艙底層的主海水管中的36銅鎳管，在車間預(yù)制時(shí)缺36銅鎳法蘭，如將此點(diǎn)

13、改為船上現(xiàn)場(chǎng)焊點(diǎn)，那么在船上的焊接將是相當(dāng)困難和費(fèi)時(shí)。機(jī)艙中還有些銅鎳管在預(yù)制時(shí)缺少SADDKE，如改為現(xiàn)場(chǎng)焊點(diǎn)，則開孔很困難，因它的孔是按照實(shí)件畫樣切割的，在船上切割一是空氣等離子切割機(jī)有限，二是吊運(yùn)切割機(jī)也很不方便、耗時(shí)、費(fèi)力，倒不如可以暫時(shí)等一下材料、焊后上船直接安裝，這樣反而節(jié)省時(shí)間、人力、物力，使工程總工期相對(duì)縮短，避免欲速則不達(dá)的后果。4 幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)在預(yù)制中常遇到圖紙的改版問題。有些是剛剛預(yù)制完即要改版，非常令人煩惱，但是任何一項(xiàng)大型工程做必要的改動(dòng)都不可避免，沒有修改的工程是不可想象的。如今世界船舶界廣泛采用設(shè)計(jì)、施工并行的方法即設(shè)計(jì)略提前于施工。此種方法的最大好處是整個(gè)工期大大縮短，在市場(chǎng)形勢(shì)瞬息萬變的今天，船東對(duì)工期極其關(guān)注，在這種情況下此法無疑是先進(jìn)的。當(dāng)然它明顯的缺點(diǎn)即是改動(dòng)量的增大，總的說來這仍瑕不掩瑜。對(duì)于管系中的改版，銅鎳、不銹鋼管可多在預(yù)制階段，碳鋼應(yīng)多安排在船上安裝階段，收效較好。 此次HD、JB輪的改裝工程，管系