FPSO月池分段筒体建造用保形工装及其制造与使用方法与流程

本发明属于船舶制造，具体为fpso月池分段筒体建造用保形工装及其制造与使用方法。

背景技术：

1、目前，在制造fpso月池分段筒体时，由于其大尺寸和重量的限制，月池筒体往往需要分成几个小圆弧段逐段建造，这样容易进行加工和安装。然而，在逐段建造过程中，月池分段筒体可能会因为加工或焊接过程中受到的应力而导致变形，这可能会影响整个筒体的质量和精度。

2、传统的筒体建造方法一般是将一整块的材料卷曲成圆筒形，然后再通过焊接或固定来连接两端，形成完整的筒体。这种方法存在一些缺陷，由于材料在加工和焊接过程中会受到变形和应力，因此筒体可能会变形，变形程度无法控制。会造成建造成本增加，浪费材料，降低生产效率。

3、cn115419252a公开的一种管桩工装脚手架预搭方法，它通过焊接组装的三角形基架搭设工装脚手架，以降低施工成本，但是该脚手架不适合fpso月池分段筒体的建造，不能节约筒体分段的建造成本。

4、为此，需要一种新的技术方案以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种确保每个筒体分段的建造精度和质量，有效减少后续受到吊装和安装的外力所导致的形变，提高整个筒体的建造质量和精度，降低建造成本，节约材料，提高生产效率的fpso月池分段筒体建造用保形工装及其制造与使用方法。

2、为了解决以上技术问题，本发明提供fpso月池分段筒体建造用保形工装，包括脚手架，还包括米字形保形工装和防倾组件。米字形保形工装由多根保形管撑组成主体结构，每根保形管撑均匀焊接在中心圆环外圈，相邻保形管撑之间用连接管撑连接，构建成一个正多边形的框架，保形管撑的顶端切割一个横向的槽口。防倾组件包括防倾支架、风绳、铅锤线、胎架、吊耳ⅰ、吊耳ⅱ、吊耳ⅲ和吊耳ⅳ。胎架上固定安装圆弧板片，圆弧板片顶端设置吊耳ⅲ与吊耳ⅳ，吊耳ⅰ与吊耳ⅱ固定在地面，吊耳ⅰ和吊耳ⅲ之间设置防倾支架，吊耳ⅱ和吊耳ⅳ之间设置风绳，吊耳ⅳ上吊挂铅垂线。脚手架包括脚手铺板和牵拉固定钢管。

3、通过采用上述技术方案，采用防倾组件减少圆弧板片在建造过程中的纵向与横向变形量，有助于提高建造精度；采用米字形结构的内置保形工装，确保每个筒体分段的建造精度和质量，有效减少后续受到吊装和安装的外力所导致的形变，优化了建造工艺，提高了整个筒体的建造质量和精度，降低建造成本，节约材料，提高了生产效率。将脚手架安装在保形工装上方，极大程度上节省了搭设工装脚手架的成本，合理利用了有限的作业空间，优化了施工人员的作业方式，提高了作业安全性。

4、优选的，米字形保形工装的连接管撑上安装立柱，立柱顶部安装横梁，保形管撑上铺设脚手铺板；保形管撑上焊接牵拉吊耳，保形管撑通过牵拉吊耳与靠近中心圆环的牵拉固定钢管连接，靠近立柱的牵拉固定钢管与立柱、横梁固定连接，两牵拉固定钢管之间通过牵拉连接管连接。

5、通过采用上述技术方案，牵拉固定钢管通过连接脚手架的立柱与横梁来增加脚手架整体结构的稳定性，固定脚手架的主要支撑部分，提供更牢固的支撑，降低了吊装拆除作业时脚手架和米字形保形工装整体结构的晃动和移动风险。

6、fpso月池分段筒体建造用保形工装的制造方法，包括如下步骤：

7、步骤一：制造防倾组件；

8、当圆弧板片分段制造完成后，在圆弧板片内侧顶端或底端焊接上分段保形槽钢；

9、步骤二：制造米字形保形工装；

10、步骤三：制造脚手架。

11、通过采用上述技术方案，将复杂的保形工装分成防倾组件、米字形保形工装、脚手架三部分，有利于降低整体工装的制造难度，有利于保证制造质量。

12、优选的，防倾组件的制造方法如下，

13、步骤一：划线；

14、将胎架位置与吊耳ⅰ、吊耳ⅱ的位置在作业场地划线标记；

15、步骤二：胎架定位；

16、将胎架404吊装至划线位置；

17、步骤三：吊耳焊接；

18、在圆弧板片顶端焊接吊耳ⅲ和吊耳ⅳ，两个吊耳对称焊接；

19、步骤四：圆弧板片吊装；

20、将圆弧板片吊装至胎架上方；

21、步骤五：防倾支架安装；

22、在地面划线位置焊接上吊耳ⅰ与吊耳ⅱ。吊耳ⅰ与吊耳ⅱ以圆弧板片为中心呈对称分布。将防倾支架与吊耳ⅰ和吊耳ⅲ进行连接并固定。将风绳与吊耳ⅱ和吊耳ⅳ进行连接并固定。在吊耳ⅳ上系上铅锤线。

23、通过采用上述技术方案，吊耳ⅰ与吊耳ⅱ对称分布在圆弧板片两侧，使圆弧板片受到均匀的防倾力。在吊耳ⅳ上系铅锤线，用于检测圆弧板片纵向的变形情况，便于后续施工调整。

24、优选的，米字形保形工装的制造方法如下，

25、步骤一：保形管撑焊接；

26、s11：根据分段筒体的直径切割保形管撑所需长度并对切口进行机加工。

27、s12：在中心圆环上划分多个相等的区域，高度和宽度都一致，且每个区域之间夹角角度相等。

28、s13：在划分区域上焊接保形管撑，焊接时采用对称焊接的方法，确保相对的两根保形管撑在一条直线上。

29、步骤二：连接管撑焊接；

30、s21：根据脚手铺板的宽度尺寸，在保形管撑顶部预留合适长度用于确定连接管撑的焊接位置，预留位置确定完毕后划线标记。

31、s22：测量相邻两个保形管撑划线位置之间的距离，按照测量长度切割对应的连接管撑的长度。

32、s23：保形管撑之间用连接管撑连接，构建正多边形框架。

33、步骤三：支撑钢板焊接；

34、s31：在保形管撑顶部切割横向的槽口，槽口大小略宽于支撑钢板的宽度，使支撑钢板能够卡入槽口，开口位置在同一高度。

35、s32：在筒体内标记好支撑钢板的焊接位置，将切割好的支撑钢板202焊接在筒体内侧标记位置处。

36、通过采用上述技术方案，根据分段筒体的直径切割保形管撑所需长度，先焊接保形管撑，然后焊接连接管撑，再焊接支撑钢板，可以根据筒体内径的大小来灵活调整米字形保形工装的尺寸，增加或减少所需保形管撑的数量，达到降低生产成本的效果。通过在保形管撑上焊接连接管撑，构成正多边形结构，为米字形保形工装增加水平方向的稳定性，提供更大的支撑能力。在筒体内测焊接支撑钢板，再将保形管撑顶端开槽口处通过旋转的方式使支撑钢板卡入槽内，降低了米字形保形工装的安装难度。

37、优选的，脚手架的制造方法如下，

38、s32：立柱安装。将立柱逐个安装到米字形保形工装的连接管撑上。

39、s33：横梁安装。当立柱安装完毕后，将横梁逐个安装到立柱的顶部连接处。在安装横梁时确保各个立柱之间的横向距离一致。

40、s34：脚手铺板安装。将脚手铺板铺设在米字形保形工装的保形管撑上，搭建好第一层。

41、s35：用同样的方式安装立柱与横梁，再逐步安装脚手铺板，沿筒体内壁呈环形结构铺设，从第二层开始，在脚手铺板上预留空间放置通往下一层的楼梯。

42、通过采用上述技术方案，将立柱安装在连接管撑上，连接管撑可以提供稳定的支撑力和稳定的固定点位。无需从筒体底部搭设脚手架，提高了工作效率，降低了成本。通过米字形保形工装搭设包括脚手铺板和牵拉固定钢管的脚手架，可以提供一个稳定的工作平台，使得脚手架更加贴近筒壁，方便对筒壁进行涂装，安装等作业，提高了作业的安全性和作业效率。

43、fpso月池分段筒体建造用保形工装的使用方法，包括如下步骤：

44、步骤一：通过防倾组件加工圆弧板片。

45、防倾支架、风绳与各吊耳连接收紧后在圆弧板片的两端施加对称拉力。通过铅锤线检查、调整圆弧板片组立的垂直度。

46、步骤二：通过米字形保形工装对月池筒体内壁支撑保形。

47、步骤三：以米字形保形工装为基础，在米字形保形工装上方搭设环形的脚手架，通过脚手架对月池筒体进行360°全方位作业。

48、通过采用上述技术方案，通过防倾组件稳定圆弧板片在拼接时的垂直度，可以减少圆弧板片在建造过程中的纵向与横向变形量，有助于提高圆弧板片建造精度，提高筒体建造精度，降低生产成本。通过米字形保形工装，在筒体建造完毕后，保护筒体形状，优化了建造工艺，进一步提高筒体的建造精度，节约了建造成本，降低了施工难度与风险，提高生产效率。以米字形保形工装为基础，在米字形保形工装上方搭设环形的脚手架，降低搭设脚手架的施工难度，让工作人员更容易接近月池筒体内壁，方便后续涂装、安装等作业，提高了作业安全性、灵活性。

49、优选的，米字形保形工装吊装进入分段筒体内部，到达预定位置后旋转米字形保形工装将支撑钢板卡入保形管撑顶部的槽口，调平米字形保形工装，调平后将支撑钢板与槽口进行焊接固定。

50、通过采用上述技术方案，将米字形保形工装通过保形管撑顶部的槽口与支撑钢板连接固定，实现对月池筒体内壁的支撑保形作用。

51、优选的，脚手架作业完毕拆除时，与米字形保形工装一起整体吊装拆除，拆除方法如下，

52、s41：牵拉吊耳焊接。

53、在保形管撑上焊接牵拉吊耳。

54、s42：安装牵拉固定钢管。

55、在保形管撑和脚手架铺板之间搭设牵拉固定钢管用于固定脚手架和米字形保形工装。

56、s43：切割支撑钢板。

57、将焊接在分段筒体内测的支撑钢板切割掉，使其与筒体内壁分离。

58、s44：吊装拆除。

59、将挂钩固定在牵拉吊耳上进行拆除吊装。

60、通过采用上述技术方案，通过吊机的吊钩对牵拉吊耳施加拉力，对脚手架、米字形保形工装一起进行整体吊装拆除，保证脚手架整体结构受到稳定的拉力，防止在切割支撑钢板时出现晃动，脱落等危险工况。

61、本发明相对于现有技术，具有如下有益效果：

62、1.本发明保形工装采用防倾组件减少圆弧板片在建造过程中的纵向与横向变形量，有助于提高建造精度；采用米字形结构的内置保形工装，确保每个筒体分段的建造精度和质量，有效减少后续受到吊装和安装的外力所导致的形变，优化了建造工艺，提高了整个筒体的建造质量和精度，降低建造成本，节约材料，提高了生产效率。将脚手架安装在保形工装上方，极大程度上节省了搭设工装脚手架的成本，合理利用了有限的作业空间，优化了施工人员的作业方式，提高了作业安全性。

63、2.本发明制造米字形保形工装时，根据分段筒体的直径切割保形管撑所需长度先焊接保形管撑，然后焊接连接管撑，再焊接支撑钢板，可以根据筒体内径的大小来灵活调整米字形保形工装的尺寸，增加或减少所需保形管撑的数量，达到降低生产成本的效果。通过在保形管撑上焊接连接管撑，构成正多边形结构，为米字形保形工装增加水平方向的稳定性，提供更大的支撑能力。在筒体内测焊接支撑钢板，再将保形管撑顶端开槽口处通过旋转的方式使支撑钢板卡入槽内，降低了米字形保形工装的安装难度。

64、3.本发明在制造脚手架时，将立柱安装在连接管撑上，连接管撑可以提供稳定的支撑力和稳定的固定点位。无需从筒体底部搭设脚手架，提高了工作效率，降低了成本。通过米字形保形工装搭设包括脚手铺板和牵拉固定钢管的脚手架，可以提供一个稳定的工作平台，使得脚手架更加贴近筒壁，方便对筒壁进行涂装，安装等作业，提高了作业的安全性和作业效率。