LNG船货舱围护系统的建造质量控制

苗 科，戎建俊，陈强

(江苏熔盛重工有限公司，江苏 南通 226532)

LNG船货舱围护系统的建造质量控制

苗 科，戎建俊，陈强

(江苏熔盛重工有限公司，江苏 南通 226532)

为了完成NO96薄膜型液化天然气船货舱围护系统的建造，制作建造1∶1比例的模拟舱，掌握货舱围护系统的质量控制体系，从人员组织、培训计划、工具使用计划、检验试验计划等方面为17.5万m3方LNG船的设计和建造进行技术准备。

LNG船；货舱围护系统；质量控制体系

NO96薄膜型液化天然气船(以下称LNG船)是为运输-163 ℃极低温液化天然气而设计建造的专用船舶。是世界上公认的高技术、高附加值、高难度船舶之一[1-3]。LNG船货舱围护系统CCS(cargo containment system)是专门为储藏和运输-163 ℃液化天然气而设计建造的特殊液货舱系统。该系统建造周期需要约16个月，周期长、技术要求严、难度大、环境要求高，货舱建造环境温度需保持在(20±3) ℃，湿度控制在70%以内。建造要求高[4-5]，在液货舱部分，需要100%无NCR意见交船。为保证LNG船的货舱围护系统建造有序进行，从以下几个方面进行质量控制。

1 严密的人员组织体系

公司成立了以公司总裁为项目总经理的LNG船建造项目领导小组，并在全公司范围内围绕LNG船建造建立起了严密的组织体系(见图1)。CCS建造经理每天都会同船东、GTT公司一起召开现场工地会，汇报建造进展、分析遇到的问题、布置第2天的计划。项目质量工作完成情况的汇总分为周报、月报，由项目组质量经理以特定的质量报告形式，向船东通报。

2 严格的工人培训计划

LNG船货舱围护系统建造工种繁多，新工艺、新技术应用多，所有参与LNG船货舱围护系统建造的人员都必须经过严格的专业培训，培训合格后方能到LNG船的进行生产。[6]货舱围护系统主要涉及以下工种：①绝缘箱流水线操作工；②殷钢零部件预加工；③特殊脚手架平台搭载；④绝缘箱安装；⑤电弧焊；⑥装配工；⑦手工TIG焊；⑧自动设备操作工

尤其是殷钢的焊接，需要员工英语基础较好，能吃苦耐劳。殷钢焊工培训进行以下工作。①殷钢焊工都必须接受专业、详细的封闭式培训，包括：理论和操作培训，只有取得G证，才能上LNG船进行焊接；②聘请外国专家长期驻厂进行培训指导，平均培养一名合格的殷钢G证焊工，需要花费人民币15万元，且需要定期对焊工进行复试(见图2)；③每天焊工上船焊接之前都需要做“日常检验”，需要对检验的试板做金相试验，合格后方能上船进行当天的焊接；④为了实现焊接的逆向可追述性，所有焊接位置必须实行焊接实名制。例如，每天早上，管理人员都会把一张新的工作安排表(该计划由前一天的现场工地会确定)打印出来发到每一位生产人员手中，生产人员根据这张表上指示的工作区域、工作内容和工作量严格按计划施工；每天晚上，每位生产人员都会认真填写一份完工记录，随后管理人员再将反馈信息输入电脑。日后如果出现问题，可以很方便地查阅该焊工某一阶段所有的焊接记录。

图1 项目组织体系

图2 殷钢焊接考试流程

在绝缘箱制造方面，公司委派工人赴法国大西洋船厂学习专业制作技术，并聘请设备厂家的专家来厂指导。在绝缘箱安装、殷钢装配、脚手架平台搭载培训方面，公司已经于2011年成功制作了E139型模拟舱，计划再建造更大的模拟舱，供更多的绝缘箱安装工人、殷钢装配工人、脚手架平台搭载工人实习，以备日后进行LNG实船建造需要。

3 完备的设备和模板使用计划

LNG船货舱围护系统需要使用许多新型工具设备和高精度的模板[7]。使用到的设备主要有绝缘箱流水线、树脂敷设机、殷钢焊接设备、殷钢预制件成型加工设备，等。绝缘箱流水线、殷钢预制件成型加工设备车间安装调试合格后需要整体提交GTT、船东、船级社验收认证。

在正式开工生产绝缘箱和殷钢预制件之前，每个加工设备都需要先进行“日常检验”。在敷设绝缘箱树脂之前，树脂敷设机也需要先进行“日常检验”。

对薄膜系统焊接缺陷的修理工艺是非常复杂的，需要耗费正常施工几倍的工时，并影响下一工序的施工进度。因此，薄膜的焊接可靠性应达到相当高的水平，以确保焊接质量检验一次通过。为实现这一目的，在LNG船薄膜液舱的施工过程中，需要对焊接设备、操作人员，以及焊接人员进行严格的控制，每台焊接设备在当日施工开始前，应焊接试样，并进行相关的焊接工艺检验和试验，以确认焊接设备处于良好状态，图3为焊机检验流程。

图3 焊机检验流程

货舱围护系统各种零部件制造与安装精度的超高要求，从CTI计划的检验标准中可以略知一二。由于所需关键零部件数量众多、精度要求极高，围护系统建造工序复杂、流程很长——全部工序要以数千上万为单位，仅注明必须提交GTT公司、ABS和船东的验收项目就有接近7 000个。而每道工序上下关联又十分密切，每一步都要求“零差错”。

为了精确、高效的达到安装要求，依据GTT工艺文件要求，并学习外国先进LNG船厂货舱围护系统建造经验，公司自主设计了多种高精度模板，并且定期对模板进行日常维护和检验，见表1。

4 完善材料购买、储运及检验监管计划

在收到生效的技术协议之后，项目组应马上组织各厂商进行商务谈判。对由本公司负责采购的材料和设备，按本公司决标、审批程序流转后，签订合同。合同中需规定：船厂提供设备、材料的采办服务包括图纸和技术规格书的编制，准备招标文件、评标，厂商提供的图纸批准、催办、验货及报关及运输，到货检验、陆地存储、调试手册的编写及提交完工图，等。船东负责决标，并对船厂上述工作进行批准、监督和审查。

所有货舱围护系统的材料，包括殷钢、胶合板、珍珠岩、绝热材料及环氧树脂等材料都需要有GTT公司和船级社的认证。材料到达船厂，质量检验人员会检验材料的合格证书和包装、尺寸情况，检查零件的数量和设备的附件，预先告知船东、船级社，规章组织检验和试验。

村小在李打油眼里，是李湾唯一的最高学府。带我去报到那天，他当着全校师生郑重宣布，学校“借钱做衫裤——一身是债”的日子一去不复返啦！而且，当场给每位师生发一套服装。我记得很清楚，当时有二百五十三个学生，十九位老师，无论男女、师生，一律的白衬衣蓝长裤。是的确良的，大家都美滋滋地叫真凉快。

公司将从GTT认证的法国殷菲公司或者日本冶金公司订购，包装都依据GTT公司的要求，用聚乙烯塑料袋密封包装,(里面填冲惰性气体和干燥剂，并有湿度显示卡测量袋中的湿度)，外面用坚固的木箱包装。到达公司后，需要在专有仓库中与其他金属分开堆放。

为了避免海运过程中，海上湿度和盐度对胶合板的影响，用聚乙烯塑料袋密封包装(里面填冲干燥剂，并有湿度显示卡测量袋中的湿度，湿度控制在60%以下)。因为胶合板是一种“活的物质”，会呼吸变形，必须用包装带把胶合板紧密捆绑。到达公司后将放置在恒温、恒湿的专有仓库中，仓库环境温度控制在(20±3) ℃，湿度控制在60%±5%。胶合板必须水平放置，不能直接放置于水泥地上，以免吸潮，需要堆放在支架上。胶合板顶部需要用重物压平，避免胶合板两端产生翘曲。仓库内严禁任何明火。

表1 模板相关信息

环氧树脂原材料(树脂、固化剂)需要储藏在低温不能低于12 ℃，高温不能高于40 ℃的专有仓库内，有专门空调系统进行降温或加温，仓库内有较好的通风设施，并杜绝一切明火和吸烟。定期抽验仓库内的树脂质量情况。

5 LNG船货舱围护系统建造、测试和检验计划(CTI计划)

公司制定出详细的LNG船货舱围护系统建造、测试和检验计划(CTI计划)。该计划由GTT、船检、船东进行批准。该计划是LNG船货舱围护系统建造的纲领性文件，明确规定了船厂需要向GTT、船东、船检提交哪些检验项目，据初步统计，需要向GTT、船东、船级社提交7 000多个检验项目。

公司全面实现自检和互检制度，加强工人之间互相质量监控，实行“过程控制、积极预防，严格把关”的原则。品质保证部检验人员在建造期间，要加强巡回检查，对关键工序和部件，做好零件检验和中间抽查工作，并对各施工部门的生产条件进行监控。

对船东、船检意见应按“对船东、船检意见处理程序”执行。除此之外，所有船东船检书面意见的接收与回复都要归口项目组进行统一管理，对指出的产品质量问题，当定性为不合格品时，应制订纠正和预防措施，并由项目组质量经理在意见单上签署意见，发给各相关专业检验员按“不合格品控制程序”“不符合、纠正、预防措施和持续改进管理控制程序”执行。

6 严格的试验计划

在船舶建造过程中对全船的焊接质量都有极其严格的要求。全船殷瓦薄膜的焊接采用先进的氩弧焊接技术，焊缝总长度超过150 km，殷瓦薄膜的厚度仅0.7 mm，施焊极为不易。焊工必须取得GTT和船级社认可证书后，方可在 LNG 船上进行殷瓦薄膜的焊接。焊缝质量以气压试验加以检验，熔盛重工将邀请世界知名专业检验公司作为第三方来公司检验气密试验，并出具检验报告给GTT、船东、船检。

1)强度试验。强度试验：该试验是将薄膜与内壳板结构之间、或两层薄膜之间的空间抽成近似真空(0.08 MPa)，靠大气压力将薄膜紧贴在木箱顶面，并将两者下压，以试验木箱顶面对薄膜的支持，以及内壳结构对木箱的支持。如果薄膜表面出现较大的高低差，或某一区域整体下陷或凸起，则表明木箱的安装存在问题，必须修补或更换。

2)支撑试验。在主、次层殷瓦膜焊接结束后，分别抽取主、次层绝缘层内0.02 MPa的空气，形成微微负压。检验次层殷瓦膜是否能支撑主层绝缘，并检验殷瓦膜是否有焊接应力等缺陷。

3)机械应力试验。该试验是对薄膜与内壳板结构之间、或两层薄膜之间的空间进行加压、卸压的操作共3次(0.002 MPa)，主要检查舌型板对薄膜的固定，以及紧固装置对绝热箱的固定是否可靠。在检验上述结构的同时，使薄膜系统需要进行密性试验的焊缝承受交变载荷作用，从而使潜在的缺陷扩大，比如，将焊缝背面的非穿透裂纹发展成为穿透裂纹，以便于下一步进行氦气试验时发现缺陷。

4)氦气试验。在薄膜与内壳板结构之间、或两层薄膜之间的空间充入含量为20%的氦气(压力为0.002 MPa)，然后通过特殊的检测设备对焊缝进行检查。设备灵敏度极高，可以检测出极微小的氦气泄漏，从而发现焊缝的非密性缺陷。

5)全船试验。使绝缘层内的压力保持在20 MPa。持续时间至少24 h(最好是48 h)，通过压力传感器监测绝缘层内的压力变化情况,绘制温度、压力变化曲线表。

7 结束语

公司所建立的严密的组织体系、人员培训计划、完备的设备和模板使用计划、完善的材料购买、储运及检验监管计划、货舱围护系统建造、测试和检验计划及试验计划等，为后续承接LNG船创造了一定的技术基础，有利于增加公司在LNG船市场领域的影响力，为薄膜型LNG船的设计和建造进行技术储备。

[1] 袁红良.147 000 m3薄膜型LNG(液化天然气)船船型开发[J]．船舶，2006(6):10-13.

[2] 张筑耀.液化天然气(LNG)用超低温不锈钢的焊接及焊接材料[J]．机械工人，2005(8):35-39.

[3] 郭文静.晃荡载荷下薄膜型LNG船围护系统结构分析[D].大连：大连理工大学.

[4] 中国船级社.薄膜型液化天然气运输船检验指南[M].北京人民交通出版社，2011.

[5] 王永伟，王传荣，王 晶.LNG船三种储罐系统比较分析[J]．船舶物资与市场，2007(2):25-28.

[6] 贺星耀.LNG工程中0Cr18Ni9钢的现场焊接及质量控制[J]．焊工之友,2003，32(4):61-65.

Quality Control of the Cargo Containment System for LNG Carrier

MIAO Ke, RONG Jian-jun, CHEN Qiang

(Jiangsu Rongsheng Industry Co., Ltd., Nantong Jiangsu 226532, China)

A mock-up model with a scale of 1∶1 is built in order to research the building procedure of the cargo containment system for the NO96 membrane type liquefied natural gas (LNG) carrier. Through the model test the quality control system is understood for the cargo containment system of the LNG carrier. The technique preparation for design and building of the 175 000 m? LNG carrier are analyzed from views of worker organization, training plan, tools using plan, inspection plan and so on.

liquefied natural gas (LNG) carrier; cargo containment system; quality control system

10.3963/j.issn.1671-7953.2015.06.010

2015-02-05

苗 科(1976-)，男，硕士，工程师

U674.13；U673.2

A

1671-7953(2015)06-0041-05

修回日期：2015-03-12

研究方向:LNG船项目管理

E-mail: lijingwen@rshi.cn