FPSO克令吊筒身及其建造安装方法与流程

本发明涉及克令吊筒身及其建造方法，特别是涉及fpso克令吊筒身及其建造安装方法。

背景技术：

克令吊又称为船上吊机、船用起重机，是船上的一种船舶装卸货物的大型甲板机械设备，它具有起重能力大，操纵方便，耐冲击，机动性能好，安全可靠，装卸货效率高和对货物的适应性比较高等特点，主要由吊臂及吊臂托架、驾驶室塔身、克令吊筒身、克令吊主甲板下加强、克令吊作业检修平台、克令吊内外部通道以及机电设备组成。克令吊是fpso为实现作业功能而特殊设计的结构，fpso设计要求25年不进坞检修，对结构屈服、疲劳强度等要求非常高。

将大型vlcc油轮改装为fpso海工项目中，根据fpso的设计需要在右舷舷侧水密横舱壁上分别设2台克令吊，然而克令吊筒身外径为φ3700，从主甲板以上的筒身高度约26m(不包括驾驶室)，主甲板以下筒身高度6.8m，克令吊筒身重约70吨。由于fpso克令吊本身的高度、外径和重量使得fpso克令吊筒身的加工建造、以及吊装安装方案是整个克令吊工程建造的难点和关键因素，不仅要符合结构设计要求，还要符合结构强度及抵抗海上大型风力的要求，另外，由于fpso外径有3.7m使整个克令吊在fpso上的设置会占用大量的船体空间。

技术实现要素：

基于此，本发明的目的在于，提供了一种fpso克令吊筒身及其建造安装方法，不仅克服现有技术对外形巨大的fpso克令吊筒身的存在制造难度的缺点，在保证fpso结构强度的同时还为fpso船体节约大量空间。

本发明是通过以下技术方案实现的：

fpso克令吊筒身，其特征在于，包括依次连接的上筒身和下筒身：所述上筒身由a部分和b部分依次连接而成，所述a部分由第一圆筒体和第一圆台形筒体上下连接而成，所述b部分呈圆筒形，为第二圆筒体；所述下筒身包括舷内部分和舷外部分，所述舷内部分包括依次上下连接的第一半圆筒体、第一半圆台形筒体和第二半圆筒体，所述舷外部分包括依次上下连接的第三圆筒体、第三半圆筒体和第一半锥形筒体，所述上筒身与所述下筒身的舷外部分连接，所述下筒身舷内部分与fpso的舷侧外板内侧固定，并固定于fpso的主甲板下方，所述下筒身舷外部分的第三半圆筒体和第一半锥形筒体与fpso的舷侧外板外侧固定，所述第三圆筒体固定于fpso的主甲板上方。

本发明的fpso克令吊筒身，通过对克令吊筒身的特殊结构设计，使得制造更简易且能保证其结构强度，由于其筒身一半向船舷外侧伸出，可大大节约船体空间，提高船体利用率。

进一步地，所述上筒身a部分的第一圆筒体外径小于所述上筒身b部分的外径，便于承重和便于驾驶室的安装。第一圆台形筒体的底部外径与上筒身b部分外径相同，所述下筒身舷外部分的第三圆筒体外径与所述上筒身b部分的外径相同，这三部分的外径相同，便于焊接拼接为一体。在具体某个海工项目中，上筒身的长度是24027mm，其中a部分的长度是5259mm，b部分的长度是18768mm，下筒身的长度是8875mm，第一圆筒体的外径是3045mm，所述第二圆筒体的外径是3700mm。

进一步地，所述下筒身舷内部分和下筒身舷外部分形成一底部带有两个斜坡的圆筒体，所述两个斜坡分别位于fpso舷侧外板的两侧。这样的设计可以在提高船体利用率的同时保证克令吊筒身与船体之间固定的结构强度。

本发明还提供一种所述的fpso克令吊筒身的建造安装方法，其特征在于包括：

s1：fpso克令吊筒身的建造方法：

s11：下筒身舷内部分、下筒身舷外部分和上筒身a部分、上筒身b部分的制造；

s12：将上筒身a部分与上筒身b部分拼接并焊成上筒身；

和s2：fpso克令吊筒身的安装方法：

s21：对fpso的主甲板和舷侧外板进行改装：(1)主甲板的克令吊筒身安装位置选用加厚板进行局部换新；(2)舷侧外板的克令吊筒身安装位置选用加厚板进行局部换新，且在舷侧外板的内侧安装框架板，所述框架板与所述舷侧外板垂直；通过对主甲板和舷侧外板的局部换新，保证该区域的结构强度要求，为fpso克令吊筒身的安装作准备，框架板的安装进一步保证fpso克令吊筒身安装后的结构强度；

s22：下筒身舷内部分的安装：(1)将下筒身舷内部分的第一半圆筒体上端与改装后的主甲板焊接固定，将下筒身舷内部分的侧边与舷侧外板的内侧焊接固定，使所述框架板从舷侧外板内侧向所述下筒身舷内部分穿过并向外伸出；(2)在改装后的主甲板下方安装主甲板纵骨和主甲板下加强，在舷侧外板的内侧安装若干列加强肘板，且该加强肘板平行设置于所述下筒身舷内部分的外侧；fpso克令吊筒身在与主甲板接触位置以及舷侧外板接触位置作了一个分隔，本发明在原fpso船体的舷侧外板内侧区域新增若干列加强肘板，用于保证该区域的结构强度要求。

s23：下筒身舷外部分的吊装及安装：选用岸吊对下筒身舷外部分进行90°的翻身后(例如可选用2台45t的岸吊联吊)，与下筒身舷内部分相对应地焊接固定于所述改装后的主甲板和舷侧外板；

s24：上筒身采用龙门吊(单台600t龙门吊)平吊、翻身，并采用定位调节装置对上筒身b部分底部与下筒身舷外部分的顶部定位，同时使用葫芦和千斤顶进行定位调节，保证上筒身和下筒身的中心线在同一铅垂线上，并与船体基线垂直，最后将上筒身与下筒身焊接固定。

由于该fpso克令吊筒身离地面高达50多米，涉及高空作业难度更大，考虑到后续吊装施工的难度，把下筒身的舷外部分、上部筒身分为上述两次进行吊装。

进一步地，所述s11中下筒身舷内部分、下筒身舷外部分和上筒身b部分的制造方法是：

(1)钢板下料切割：根据下筒身舷内部分、下筒身舷外部分和上筒身a部分、上筒身b部分的各段不同形状切割成不同钢板原料；

(2)钢板卷制加工成型：下筒身舷内部分分为第一半圆筒体分段、第一半圆台形筒体分段和第二半圆筒体分段分别卷制加工成型，下筒身舷外部分分为第三圆筒体分段、第三半圆筒体分段和第一半锥形筒体分段分别卷制加工成型，上筒身a部分分为第一圆筒体分段和第一圆台形筒体分段分别卷制加工成型，上筒身b部分分为若干个圆筒体分段卷制加工成型；

(3)下筒身舷内部分、下筒身舷外部分和上筒身a部分、上筒身b部分的预制：卷制加工成型后的各分段分别按照下筒身舷内部分、下筒身舷外部分和上筒身a部分、上筒身b部分的结构依次焊接拼接合拢。

进一步地，所述s11中的步骤(2)钢板卷制成型工具选用三星辊，各圆筒体卷制加工成型还包括纵向焊缝的焊接，各卷制加工成型后的圆筒体、半圆筒体、半圆台形筒体和半锥形筒体的内部均设加强板；所述步骤(3)中上筒身b部分的焊接拼接步骤是：采用自动旋转工装胎架对上筒身b部分的若干个圆筒体分段逐一进行环形焊缝焊接合拢，合拢时，确保各圆筒体分段对接的同心度并同时检查各圆筒体的圆度，环形焊缝焊接完成后，测量上筒身b部分整体的直线度。上筒身b部分采用自动旋转工装胎架进行环形焊缝的焊接，使若干个圆筒体分段在焊缝焊接过程中360°旋转，焊接人员只需在圆筒体分段之间合拢部分的顶部平焊，易于焊接的操作和焊接精度的保证。其余几个部分之间的拼接焊接，不涉及圆筒体之间的环形焊缝焊接，既可以采用上述自动旋转工装胎架来操作，也可以采用常规焊接方法即可。

进一步地，所述自动旋转工装胎架包括若干个平行排列并相互连接的底座，每个底座上对称设置有左支墩和右支墩，左支墩和右支墩上分别设有由电动马达驱动的可360°旋转的滚轮，每个底座上的滚轮排列形成一弧形支承部。

进一步地，所述s11的步骤(3)中：通过在各圆筒体的横截面上用激光打出的十字线作为中心线来确保各圆筒体分段对接的同心度，同时使用环形工装，检查各圆筒体圆度，校核精度及变形情况；环形焊缝焊接完成后，测量上筒身b部分整体的直线度的方法是：选取圆筒体截面的顶部点及左右各90°端点共三处为检查基准点，顶部端点通过水平尺确定，左右端点通过直角尺确定，从三处检查基准点处向上筒身b部分的两端沿第二圆筒体的管长方向拉钢丝，每隔500mm测量一次直线度，每个环形焊缝处必须测量，公差范围±2mm，对偏差大于公差范围的进行纠正。

进一步地，所述s21中的步骤(1)主甲板选用的是加厚板30mm的dh32z向钢，步骤(2)舷侧外板选用的加厚板是30mmeh36，所述框架板选用25mmdh36的加厚板；所述s22中的步骤(2)主甲板纵骨选用高度1000mm的强纵桁；在s22与s23之间还包括：焊接完成对结构完整性进行检验，并在焊后24小时进行探伤，检验合格后进行下一步。

进一步地，所述定位调节装置共四组，每一组定位调节装置包括一上调节块和一下调节块，所述上调节块安装于上筒身b部分的外壁底部、下调节块对应安装在下筒身舷外部分的外壁顶部，所述四组定位调节装置均匀环绕上筒身b部分的外壁和下筒身舷外部分的外壁安装，千斤顶置于每组定位调节装置的下调节块上与上调节块之间。

本发明的fpso克令吊筒身及其建造安装方法，具有以下有益效果：

(1)本发明的fpso克令吊筒身结构紧凑，使船舶有较多的甲板使用面积可利用，对桥楼上视线影响较小，本发明fpso克令吊筒身的结构设计可使得在利用较小船体甲板空间的前提下保障整个克令吊的结构强度；

(2)本发明的fpso克令吊筒身的建造方法通过对克令吊筒身的各分段部分进行加工和预制、精度控制，并对原甲板和舷侧外板进行一定程度的改装，再通过将克令吊筒身分为上筒身和下筒身两部分分别进行吊装、安装，对下筒身舷内部分和舷外部分进行特定的安装固定，不仅缩短了整体吊装时间，解决了吊装时限位、定位难等缺点，降低了施工难度和成本，又保证了吊装精度、安装精度和fpso克令吊筒身的整体结构强度。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1是实施例1的fpso克令吊筒身整体结构与fpso船体的正面视图；

图2是实施例1的fpso克令吊筒身整体结构与fpso船体的侧面视图；

图3是实施例2中的外弧形码板结构示意图；

图4是实施例2中的内弧形码板结构示意图；

图5是实施例2中的纵向焊缝的填焊工艺示意图；

图6是实施例2中的环形工装结构示意图；

图7是实施例2中的自动旋转工装胎架及上筒身b部分的正面视图；

图8是实施例2中的自动旋转工装胎架的侧面视图；

图9是实施例2中的上筒身b部分各圆筒体截面的顶部端点和左端点确定方法示意图；

图10是实施例2中的上筒身b部分各圆筒体截面的顶部端点和右端点确定方法示意图；

图11是实施例2中的上筒身b部分整体的直线度测量方法示意图；

图12是实施例2改装后的fpso船体(船舷部分)与fpso克令吊的下筒身立体结构示意图；

图13是实施例2的fpso克令吊下筒身的舷外部分吊装示意图；

图14是实施例2的fpso克令吊上筒身的吊装示意图；

图15是实施例2中的定位调节装置的结构及安装示意图；

1-上筒身，11-a部分，111-第一圆筒体，112-第一圆台形筒体，12-b部分，121-圆筒体分段，122-纵向焊缝，123-加强板，124-环形焊缝，125-顶部端点，126-左端点，127-右端点，128-钢丝，2-下筒身，21-舷内部分，211-第一半圆筒体，212-第一半圆台形筒体，213-第二半圆筒体，22-舷外部分，221-第三圆筒体、222-第三半圆筒体，223-第一半锥形筒体，3-主甲板，31-主甲板纵骨，32-主甲板下加强，4-舷侧外板，41-框架板，42-加强肘板，51-外弧形码板，52-内弧形码板，6-环形工装，7-自动旋转工装胎架，71-底座，711-左支墩，712-右支墩，72-电动马达，73-滚轮，8-定位调节装置，81-上调节块，82-下调节块，83-千斤顶，9-直角尺，10-龙门吊，101-1号钩，102-2号钩，103-3号钩。

具体实施方式

实施例1

如图1～2，fpso克令吊筒身，包括依次连接的上筒身1和下筒身2：上筒身1由a部分11和b部分12依次连接而成，a部分11由第一圆筒体111和第一圆台形筒体112上下连接而成，b部分12呈圆筒形，为第二圆筒体；下筒身2包括舷内部分21和舷外部分22，舷内部分21包括依次上下连接的第一半圆筒体211、第一半圆台形筒体212和第二半圆筒体213，舷外部分22包括依次上下连接的第三圆筒体221、第三半圆筒体222和第一半锥形筒体223，上筒身1与下筒身的舷外部分22连接，下筒身舷内部分21与fpso的舷侧外板4内侧固定，并固定于fpso的主甲板3下方，下筒身舷外部分22的第三半圆筒体221和第一半锥形筒体222与fpso的舷侧外板4外侧固定，第三圆筒体221固定于fpso的主甲板3上方。

具体地，本实施例的fpso克令吊筒身，上筒身1的总长度是24027mm，其中a部分的长度是5259mm，b部分的长度是18768mm，下筒身2的长度是8875mm，第一圆筒体的外径是3045mm，第一圆台形筒体112的底部外径、第三圆筒体221的外径、第二圆筒体12的外径均是3700mm。下筒身舷内部分21和下筒身舷外部分22形成一底部带有两个斜坡的圆筒体，所述两个斜坡分别位于fpso舷侧外板4的两侧。

实施例2

实施例1的fpso克令吊筒身的建造和安装方法如下：

s1：fpso克令吊筒身的建造方法：

s11：下筒身舷内部分21、下筒身舷外部分22和上筒身a部分11、上筒身b部分12的制造：

(1)钢板下料切割：根据下筒身舷内部分21、下筒身舷外部分22和上筒身a部分11、上筒身b部分12的各段不同形状切割成不同钢板原料；

(2)钢板卷制加工成型：下筒身舷内部分21分为第一半圆筒体分段、第一半圆台形筒体分段和第二半圆筒体分段分别卷制加工成型，下筒身舷外部分22分为第三圆筒体分段、第三半圆筒体分段和第一半锥形筒体分段分别卷制加工成型，上筒身a部分11分为第一圆筒体分段和第一圆台形筒体分段分别卷制加工成型，上筒身b部分12分为若干个圆筒体分段121卷制加工成型；钢板卷制成型工具选用三星辊，各圆筒体分段121卷制加工成型还包括纵向焊缝122的焊接：焊接时，先在坡口外部点焊，并加外弧形码板51(如图3、图5)并排定位，然后焊圆筒体内部，在完成所有内部焊接后，去除外弧形码板51，对外部坡口扣槽，在圆筒体内部加内弧形码板52(如图4)，然后焊接圆筒体外部，焊接过程中使用环形工装6(图6)检查圆筒体圆度，变形部位需碳刨重焊或再次辊圆以达到圆度要求，上述的外弧形码板51是具有一弧形凹陷的方形钢板，其圆弧内径与所述圆筒体的外径相等，上述的内弧形码板52是具有一弧形外凸的方形钢板，其圆弧外径与所述圆筒体的内径相等，上述的环形工装6是一环状木制工装，其外径与所述圆筒体的内径相等，沿直径方向设有抓握部61，测量圆筒体圆度时，可通过360°的旋转进行测量；卷制加工成型后的圆筒体、半圆筒体、半圆台形筒体和半锥形筒体的内部均设加强板123；

(3)下筒身舷内部分21、下筒身舷外部分22和上筒身a部分11、上筒身b部分12的预制：卷制加工成型后的各分段分别按照下筒身舷内部分21、下筒身舷外部分22和上筒身a部分11、上筒身b部分12的结构依次焊接拼接合拢。其中，上筒身b部分12的焊接拼接步骤是：如图7、8所示，采用自动旋转工装胎架7对上筒身b部分12的若干个圆筒体分段121逐一进行环形焊缝焊接合拢，所述自动旋转工装胎架7包括若干个平行排列并相互连接的底座71，每个底座上对称设置有左支墩711和右支墩712，左支墩711和右支墩712上分别设有由电动马达72驱动的可360°旋转的滚轮73，每个底座71上的滚轮73排列形成一弧形支承部；在环形焊缝124焊接前，每道环形焊缝124外部坡口先点焊(长度不少于200mm)，并加外弧形码板51固定，焊接时先焊圆筒体的内部坡口，从两端向中间靠拢，层层堆焊，内部焊接完成后移除外弧形码板；对外部扣槽，圆筒体的内部加内弧形码板52固定，然后焊接外部；焊接时应采用对称方式进行以减少变形；各圆筒体合拢时，通过在各圆筒体的横截面上用激光打出的十字线作为中心线来确保各圆筒体分段对接的同心度，同时使用环形工装6，检查各圆筒体圆度，校核精度及变形情况；环形焊缝124焊接完成后，测量上筒身b部分12整体的直线度，如图9～11：选取圆筒体截面的顶部端点125及左右各90°端点共三处为检查基准点，顶部端点125、左端点126和右端点127均通过直角尺9确定，从三处检查基准点处向上筒身b部分的两端沿第二圆筒体的管长方向拉钢丝128，每隔500mm测量一次直线度，每个环形焊缝124处必须测量，公差范围±2mm，对偏差大于公差范围的进行纠正。

s12：将建造好的上筒身a部分11上筒身b部分12拼接并焊成上筒身；

s2：fpso克令吊筒身的安装方法：

s21：对fpso的主甲板3和舷侧外板4进行改装(如图12)：(1)主甲板3的克令吊筒身安装位置选用加厚板30mm的dh32z向钢进行局部换新；(2)舷侧外板4的克令吊筒身安装位置选用加厚板30mmeh36进行局部换新，且在舷侧外板的内侧安装框架板41，所述框架板41选用25mmdh36的加厚板，与所述舷侧外板4垂直；

s22：下筒身舷内部分21的安装：(1)将下筒身舷内部分21的第一半圆筒体211上端与改装后的主甲板3焊接固定，将下筒身舷内部分21的侧边与舷侧外板4的内侧焊接固定，使所述框架板41从舷侧外板4内侧向下筒身舷内部分21穿过并向外伸出；(2)在改装后的主甲板3下方安装主甲板纵骨31和主甲板下加强，主甲板纵骨31是高度1000mm的强纵桁，在舷侧外板4的内侧安装6列加强肘板42，且该加强肘板42平行设置于所述下筒身舷内部分21的外侧，焊接完成对结构完整性进行检验，并在焊后24小时进行探伤，检验合格后进行下一步；

s23：下筒身舷外部分22的吊装及安装(图13)：选用2台45t的岸吊联吊对下筒身舷外部分22进行90°的翻身后，与下筒身舷内部分21相对应地焊接固定于改装后的主甲板3和舷侧外板4；

s24：如图14，上筒身1采用单台600t龙门吊10平吊、翻身，吊钩配备40t钢丝和60t钢丝各2套，卸扣按照起重钢丝相应选用(第一步：使用600t龙门吊1号钩101、2号钩102、3号钩103共3个钩配合对上筒身1进行翻身，第二步：联吊到足够高度，3号钩103放钩，使上筒身1摆立，第三步：上筒身1摆立到位后，3号钩103脱钩，如果上筒身1不平衡，门吊调节2、3号钩101、102使上筒身1平衡摆正，吊装上船)；并采用定位调节装置8对上筒身b部分12底部与下筒身舷外部分22的顶部进行准确定位，如图15所示，所述定位调节装置8共四组，每一组定位调节装置8包括一上调节块81和一下调节块82，所述上调节块81安装于上筒身b部分12的外壁底部、下调节块82对应安装在下筒身舷外部分22的外壁顶部，所述四组定位调节装置8均匀环绕上筒身b部分12的外壁和下筒身舷外部分22的外壁安装，千斤顶83置于每组定位调节装置的下调节块上与上调节块之间，同时使用葫芦和千斤顶83进行定位调节，保证上下筒身的中心线在同一铅垂线上，并与船体基线垂直，最后将上筒身1与下筒身2焊接固定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。