某型 PSV 供應船電裝施工管理及優(yōu)化措施

隨著船舶對于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求日益增強，更環(huán)保、高效的新能源船成為了未來航運業(yè)的一個重要方向。PSV船為海上油氣勘探和生產(chǎn)提供后勤服務。近期我廠承接的兩艘3000DWT平臺供應船（PSV）,由挪威UIstein公司設計。船長71.5m、寬15m、貨物甲板面積610m2，配置DP2動力定位系統(tǒng)，無限航區(qū)，無人機艙，DYNAPOSAM/ATR導航系統(tǒng)，SDS安全數(shù)據(jù)表，符合BV船級社規(guī)范要求。該船動力采用雙機、雙漿、全回轉電力推進方式，電力系統(tǒng)由兩臺軸帶發(fā)電機組提供690V的電能供給主配電系統(tǒng)，通過連接至尾部舵艙ABB變頻裝置驅動推進器馬達，推進器馬達通過軸系帶動螺旋槳。雖然該船電氣系統(tǒng)是委托設計，但在建造施工過程中，按照UIstein提供的圖紙存在很多問題，需要施工工藝人員結合圖紙進行施工優(yōu)化，提出施工優(yōu)化方案和改進生產(chǎn)設計，才能提高生產(chǎn)效率和船舶建造整體質(zhì)量。二、電氣建造施工1、電氣安裝施工依據(jù)根據(jù)該船電氣施工原則工藝和電裝制作標準圖冊，將電氣部件名稱、材料規(guī)格與實體小樣或參數(shù)化部件之間建立映射關系，開展內(nèi)場制作及預舾裝施工。例如：預舾裝階段托架一般間距為250mm、扁鋼為150mm、貫穿件與電纜支架之間距離為100mm；穿甲板貫穿件除注明外，所有的貫穿件均按工藝要求露出甲板200mm；按工藝要求，露出甲板、水艙、油艙、內(nèi)底板需安裝腹板，腹板厚度為6~8mm，直徑為φ60mm~φ80mm圓餅等。2、電氣安裝施工流程將P128型船劃分為三大預舾裝階段：（1）C階段是指在分段制作結束前的預舾裝工程。按照生產(chǎn)場地實際，該船總體布置和結構需要綜合考慮涂裝、平臺搭載合攏等作業(yè)的要求，形成本船分段劃分方案。以M02P/S基準分段為例，建造完畢前，組織開展預舾裝工程，此時電裝作業(yè)主要是電纜貫通件劃線和預安裝焊接工作；（2）B階段是指在制作結束后（即涂裝工程開始前）的預舾裝工程。此時電裝作業(yè)主要是電纜通道、電纜導架的預安裝焊接工作；（3）P階段是指總裝或平臺搭載結束形成總段后的預舾裝工程。此時電裝作業(yè)主要是安裝電氣設備基座的預安裝焊接工作，安裝電氣設備基座時需配合使用安裝托盤表，避免少裝或者漏裝。3、電氣建造施工準備在生產(chǎn)計劃的整體框架下，通過分階段生產(chǎn)設計圖紙、安裝托盤表及電氣制作標準圖冊，細化統(tǒng)計內(nèi)場制作所需材料以及同步細化施工工藝，按照托盤表統(tǒng)計電氣部件名稱、材料規(guī)格實體小樣歸類，然后車間內(nèi)場再次按電氣部件名稱、材料規(guī)格同類、批次建模進行集配制作。同時做好部件自互檢驗及過程記錄，將電氣部件名稱形成實體小樣，預制各部件信息按上船作業(yè)階段做好標記，進行實體小樣適時準備施工作業(yè)。4、電氣建造施工管理根據(jù)船體各分段劃分的確立，在生產(chǎn)計劃的整體框架下，按照船體分段制作、平臺搭載、總裝結束等工藝流程，盡量實施區(qū)域電舾裝方法，也就是根據(jù)舾裝前移原則，使水上作業(yè)陸地化、高空作業(yè)平地化、外場作業(yè)內(nèi)場化，提高預舾裝水平，提高生產(chǎn)過程中電氣部件(電氣設備基座、電纜通道、電纜導架、電纜貫通件)等形成一系列的作業(yè)量，做到舾裝作業(yè)與船體工藝路線制造同步，最終目標是實施殼、舾、涂一體化，緊跟船體分段制造確保零件完整，達到成品化要求。三、電氣建造施工存在的問題及優(yōu)化方案在生產(chǎn)計劃的整體框架下，電氣建造施工時，在電氣系統(tǒng)安裝的數(shù)據(jù)組織方面基本采用結構樹的工作思維方式，配合電氣貫穿件、電纜導架、電氣設備、電氣基座、船體現(xiàn)場結構等專業(yè)概念，結合實時的生產(chǎn)進度屬性顯示對其進行優(yōu)化，彌補設計缺漏。因為現(xiàn)代船舶設計，即使有三維建模，但是實船施工場景卻能提供更直觀、方便的施工優(yōu)化依據(jù)。通過對電氣設備部件名稱與實體小樣之間建立映射關系，核對系統(tǒng)說明、設備型號、外部結構尺寸大小等信息，得出優(yōu)化方案。1、電纜框設計優(yōu)化電纜框工藝以法國船級社規(guī)范、《船舶電氣設備安裝工藝》（ZB/TU06003-89）的有關規(guī)定以及本船規(guī)格書為依據(jù)。實船技術狀態(tài)：（1）設計給出的是CB標準要求，如果貫通件安裝選取通過類似結構梁時，開孔安裝選型如TK500X140X100電纜框，工件材料最大厚度為7mm，小于結構梁~9mm板厚，不符合船體結構強度的要求，施工補強將耗時和增加施工難度；（2）在ER區(qū)域電氣安裝圖第FR66~FR77肋位段，船體在結構梁上均布開有φ220mm的減輕孔，電纜框路徑剛好通過該梁減輕孔，無法蓋住該減輕孔，且該處結構梁可能將受到強度破壞，給船體帶來安全影響；（3）從主配電板、駕控室、集控室去往舵艙及主要設備之全回轉電力推進系統(tǒng)的主推進電源等全船電纜，只有從貨艙側壁左右兩側通過，空間有限；（4）貨罐兩側是機艙及舵艙的工作主通道，如果采用該設計，電纜框預留截面不滿足規(guī)范要求。因此，我們制定自己的標準，重新規(guī)范設計過程。圖1方形電纜框制作圖施工中結合兩種方式使用，主電纜通道采用方形（見圖1），開孔形狀應為圓角，開孔的長寬比不小于2，該工藝改進基本能夠滿足電氣生產(chǎn)設計及施工的需要；材料的來源，主要是船體分段套料剩余的余下料及大量雙層底套料切割的工藝孔廢棄料，剛好可預制該船電纜框，有效解決了電舾裝外購的成本。2、電氣舾裝件優(yōu)化船舶建造電氣生產(chǎn)流程中，電氣舾裝件是最重要的環(huán)節(jié)。電氣舾裝件的設計修改，直接影響到電纜拉敷等一系列后續(xù)工作。（1）原來電纜托架腳HA、HB、HC型都是2~3個孔，由于設計出錯導致其它專業(yè)（空調(diào)風管或銅管）與電纜相碰或者距離較近技術問題，需修改電纜托架升高；后期如果船東提出增加系統(tǒng)、增加電纜路徑等情況，那么就得在電纜托架腳鉆孔或者動火作業(yè)增加電纜托架，這樣既浪費人工又容易損傷電纜。改進的方法：電纜托架腳HA、HB、HC型改成多孔形，孔的形狀為橢圓形，每個孔距為50mm，這樣就可以解決電纜托架升高以及增加電纜路徑問題，如圖2所示。圖2ER機艙上主配電板區(qū)域電裝（2）原來電纜托架腳邊只有4個孔，電纜托架腳只能裝在這4個孔上，在與另外一個電纜托架90°（即T型路口）對接時，就會出現(xiàn)電纜托架腳在另外一個電纜托架中間，必須修改。改進的方法：電纜托架邊改成多孔形，孔的形狀為橢圓形，每個孔距為50mm，如圖3所示。圖3ER機艙與MD貨艙區(qū)域電裝（3）原來電纜過渡單托板是直接燒焊在電纜托架邊上，這樣會增加電焊工作量。改進的方法：把條型電纜過渡單托板改成﹁型電纜過渡單托板，同時在電纜過渡單托板的另外一邊改成多孔形，孔的形狀為橢圓形，每個孔距為50mm，這樣電纜過渡單托板就可以直接用螺絲安裝在多孔電纜托架邊上，非常簡單，如圖4所示。圖4BD區(qū)域電氣安裝實船改進優(yōu)化的地方很多，如果使用這些多孔形的電氣舾裝件，既可以減少船體的自身重量，減少安裝的出錯率，提高利用率，同時也提高施工生產(chǎn)效率，我廠大型船舶基本上都是使用這些多孔形的電氣舾裝件。施工與設計相互協(xié)調(diào)，設計部門在船舶建模期間，組織不同專業(yè)的設計師以及設備廠商做到互相溝通，這樣才能減少設計出錯率，提升現(xiàn)場施工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在施工過程中，及時把現(xiàn)場電舾裝安裝的改進方法反饋設計人員，更改完善生產(chǎn)圖紙，減少和避免批量船再次出錯幾率。四、電氣設備布置優(yōu)化實船電氣設備布置定位，采取交互布置和批量布置兩種方式。實施時，按照托盤表預選出所有適配的基座類型和區(qū)域用到的類型，使施工者能針對相同形式的電裝零件（如小型設備基座等）快速選中相同的安裝基座，尤其對首制船施工新手更為有用。交互布置電纜通道，分檢相匹配電纜導架，現(xiàn)場鎖定通道方向、電纜導架和電纜貫通件，提高施工效率，避免與船體結構、管路碰撞，如圖5所示。圖5ER區(qū)域優(yōu)化后的電纜托架圖其中，在電纜貫通件實施開孔時，預先劃線、按照設備電纜位置檢查通道之間的連接關系、觀察確立電纜導架的預安裝方向、對電纜框的實施精準定位劃線，這些對整體電纜敷設后的美化度有直接關系。五、小結船舶在建造過程中，為使得實際方案能夠有效運行，需要工藝人員與設計人員全面參與到現(xiàn)場勘查的過程中，加強對船的整體設計性能進行檢查和管控，全面了解電氣設備與船舶建造時的生產(chǎn)屬性。對設計圖紙進行管理規(guī)劃，把現(xiàn)場的勘察情況與具體的施