MARK III型薄膜舱围护系统舷侧开孔封堵研究

杨国建，陈元军，李志林

(扬州中远海运重工有限公司，江苏 扬州 225200)

0 引言

在MARK III 薄膜型液货舱围护系统建造过程中，大量的脚手架材料、树脂、绝缘板、波纹板、设备、工装具及人员进出其中，在舷侧开孔并搭建通行平台作为连接内外的通道尤为重要。舷侧孔的开设、临时封闭、最终封闭过程中，涉及大量特殊的施工工艺。为此，本文对工艺孔的作用、形式进行研究，提出了施工过程中舷侧开孔位置的主、次屏壁的临时密封的安装和拆除的方法。

1 舷侧开孔简介

MARK III薄膜舱舷侧开孔指的是在船舶舷侧垂直立面的分段上开设的临时工艺孔，见图1。从薄膜舱建造工艺要求角度来说，原则上工艺孔一般布置在舷侧垂直面居中的位置，以满足薄膜舱施工过程中舱内的材料、人员、工装设备等进出。

图1 舷侧开孔示意图

由于舷侧压载舱在安装围护系统之前需进行船体结构强度试验，舷侧开孔的周界双壳结构需进行临时封堵，主要通过封堵肋板、平台板开孔的办法来进行。如果舷侧开孔的位置在设计阶段就能够完成确认，可在船体结构设计时，将开孔周界的肋板、平台板直接设计为水密形式，强度试验完成后再将减轻孔开出。

2 舷侧开孔周界屏壁的密封

在液货舱主要围护系统安装完成后，舷侧开孔封闭前，需要对舱内其他位置的主、次屏壁进行密性试验，这就要求主、次屏壁在开孔位置能够达到密封状态，形成次屏壁与船体内壳之间、主屏壁与次屏壁之间两层独立的密闭空间。

2.1 次屏壁与船体内壳之间空间的密闭

次屏壁的临时密封是在绝缘板的边缘增加一块截面为方形、顶部和侧面带锚固条的绝缘板，绝缘板底部打树脂胶固定，见图2。

图2 带锚固条的绝缘板安装示意

在绝缘板的角区安装直角不锈钢件(角形不锈钢1)，点焊在侧面锚固条上，通过柔性次屏壁(FSB)与次屏壁连接，见图3。

图3 角形不锈钢1安装示意

角形不锈钢1与船体内壳之间再搭接角形不锈钢2，可以采用连续焊接，也可以采用点焊+胶水，总之需确保密闭，见图4。

图4 角形不锈钢2安装示意

以上工序完成后，次屏壁与船体内壳之间就形成了密闭的空间，即可开展次屏壁的整体密性试验。

2.2 主屏壁与次屏壁之间空间的密闭

次屏壁密闭后，在台阶位置安装一个定制的顶桥板，然后安装角形不锈钢3。角形不锈钢3与绝缘板上的锚固条点焊固定，见图5。

图5 主屏壁的临时密闭

边缘的波纹板在安装前需在波纹端部焊接一个不锈钢堵块，将波纹封堵，然后再安装到位船上。波纹板与角形不锈钢3进行搭接并焊接，见图6。

图6 波纹的临时密闭

以上工序完成后，主屏壁与次屏壁之间就形成了密闭的空间，即可开展主屏壁的整体密性。

3 舷侧开孔的封闭

在液货舱其他位置的各项施工及试验工作完成后，舷侧开孔需进行封闭，以完成围护系统的安装，这是液货舱围护系统的最后一项工程。

3.1 封闭前的准备工作

薄膜舱主层密性结束，舱内主要的脚手架及多余设备、物资拆除出舱后，即可开始舷侧船体结构的封闭工作，将舷侧小分段安装到舷侧开孔的位置。在舷侧小分段装焊前，需要完成以下几项工作：

(1)薄膜舱内的脚手安装平台(除舷侧区域)拆除且出舱结束，见图7。舷侧区域的封闭舱内也需要搭设脚手架，因此在设计脚手架过程中应考虑舷侧区域脚手架的独立性；在拆除脚手架过程中，应保留舷侧通道处的脚手架，待舷侧围护系统封闭工作结束后将其从薄膜舱顶部穹顶的通道孔吊出舱。

图7 舷侧开孔处脚手平台示意

(2)舷侧开孔位置围护系统安装所需材料进舱结束，包含绝缘模块、波纹板、次屏壁等材料。

(3)必要的小型工装、设备保留在舱内，并能够从薄膜舱顶部穹顶的通道孔出舱。

(4)舷侧开孔通道内的过桥平台、封闭门等临时设施拆除。

(5)提前处理舷侧小分段内壁的涂装，并对专用油漆进行保护，避免结构装焊过程中产生破坏。

以上准备工作完成后，可以开始进行舷侧小分段的安装作业。舷侧小分段按照船体建造规范进行施工，重点需要关注舱内温度及污染问题。建议将分段内壁对接缝坡口设计朝压载舱内，以减少舱内焊接烟雾及动火的风险。液货舱内一般仅安排打磨及少量焊接修补工作，最大限度降低火灾的风险。舱内应安装1台抽风设备，将舱内淤积的焊接烟雾尽快排出舱室，以降低焊接烟雾对薄膜产生污染。

同常规区域一样，舷侧分段结构焊接完成后，焊缝影响区域需要进行打磨及涂装作业。由于舱内使用的专用油漆对温度极其敏感，温度超过100 ℃就会导致油漆失效，因此对焊缝周围约200 mm区域需要重新打磨并涂装。

舱内壁油漆质量最终通过拉力试验来验证。舷侧施工面积较小，通常选取1～2个点安装拉力试验工装(Dolly工装)进行拉力试验。实际建造时，为了确保油漆质量，也可以增加试验点的数量。由于舱内温度一般控制在20～30 ℃，在Dolly工装安装后的第三天可以进行拉力试验。拉力试验的拉力值必须满足≥10 MPa。

在薄膜舱常规阶段的建造中，舷侧围护系统需要临时封闭，配合薄膜舱整舱的密性试验。因此，在舷侧围护系统开工前，需将舷侧区域临时围护系统拆除。拆除工作和安装的顺序是完全相反的，按主屏壁、主层绝缘、次屏壁、次层临时模块的顺序拆除，见图8。拆除中应保证绝缘模块的完好性。

图8 临时安装件的拆除顺序

开孔周界的临时封堵件需在切除过程中采用合适的保护措施，避免将周界的绝缘板损伤。同时要保留足够的空间，用于后续安装开孔位置的围护系统。舷侧拆除结束后，需要对拆除好的区域尤其是RSB进行保护，避免在划线、小螺柱焊接和楔块阶段对RSB产生污染或损伤，影响后期粘连。

3.2 舷侧围护系统的安装

舷侧围护系统的安装，在划线完成后，按照螺柱/楔块安装、次层绝缘模块、次屏壁粘连、主层绝缘模块、主层波纹板装焊的顺序进行整体作业。各个阶段安装的要求及规范与薄膜舱其他立面的安装基本一致，有以下重点：

(1)胶水及树脂材料一般需要专用设备混合。此时，舷侧开孔处船体结构已经封闭，大型设备无法进舱使用。因此，应在舱室外面设置一处有温湿度控制的空间，摆放树脂机、次屏壁胶水机及TBP胶水机，舷侧围护系统开工前调试并提交设备。次屏壁胶水有2种解决方案：一种为上述设备混合后将胶水运输至舷侧，另一种可以考虑管装型胶水在粘连施工中现场将胶水和固化剂混合。

(2)次层模块的树脂条。常规阶段模块一般采用树脂机涂布树脂，但舷侧阶段树脂机无法进舱施工，只能放在舱外提供树脂。因此，舷侧模块的树脂一般都会采用手工涂布。典型的涂布成圆饼状。

(3)TBP胶水。与模块树脂类似，常规采用机器涂布，舷侧阶段只能采用手工涂布。TBP胶水涂布前，将每个TBP与胶水用量一一对应，避免发生胶水用量不够的问题。胶水涂布要均匀。

(4)舷侧波纹板装焊结束后，焊缝质量的检测采用目检、渗透检验的方式检验，最终通过绝缘层压力监控进行复检。

3.3 舷侧脚手架的拆除及出舱

舷侧围护系统施工完成且密性试验工作结束后，舱内剩余的脚手架即可拆除出舱。为保证最终质量，舷侧脚手区域的主膜最终状态确认必须与脚手拆除同步进行，即拆一层脚手确认一层相关区域波纹板的状态。在拆除过程中，围护系统若被意外的砸伤、划伤等，必须提交GTT公司确认，并进入修补程序。

在脚手安装平台拆除及出舱过程中，绝缘层应处于负压状态，通过实时监控绝缘层内的压力变化，来判断是否产生损伤。若绝缘层压力异常上升，须立即检查相关管路，对相关区域进行确认或修复。

拆除后的脚手材料，从液穹顶部的材料孔吊装出舱。货舱里进行最终的清洁工作，同时进行货舱容积的最终测量。在泵塔安装完成后，即可封闭整个货舱，围护系统的安装工作完全结束。

4 结语

MARK III型LNG围护系统建造过程中，舷侧临时孔的开设和封堵是施工中的重要环节，贯穿整个施工过程。舷侧临时孔属于围护系统的特殊区域，开孔位置的绝缘板、波纹板等均无法采用自动粘连和自动焊接设备进行施工。本文对舷侧开孔位置的维护系统的结构形式进行了简单介绍，并对施工过程进行了简述，对船厂策划和建造薄膜型LNG运输船液货舱、薄膜型燃料舱有一定的参考意义。