沈钰集 陈 品 闫清波 宋鲁峰

（海洋石油工程（青岛）有限公司，青岛 266520）

圆筒型浮式生产储油卸油船（Floating Production Storage and Offloading，FPSO）是一种新型海洋石油浮式平台。与船型FPSO相比，它具有成本低、性能高、主甲板单位面积支撑能力强以及整体运动性能好等优点[1-4]。在圆筒型FPSO船体主甲板和工艺甲板上，上部模块布局紧凑，众多管线交错纵横，使得船体和上部模块间的连接十分复杂。因此，在圆筒型FPSO船体的建造过程中，精度控制尤为重要。本文依托某圆筒型FPSO，探讨圆筒型FPSO船体建造的精度控制要领。

1 圆筒型FPSO概述

圆筒型FPSO通常分为船体和上部模块两部分，如图1所示。船体部分通常由压载舱、货油舱、柴油舱、燃料油舱、淡水舱、滑油储存舱、不合格油舱、液压油舱、热油泄放舱、污油舱、空调冷凝水舱以及舱底水舱等组成。上部模块通常包含工艺模块、电气模块、公用模块、吊机、火炬臂以及生活楼等。

2 圆筒型FPSO船体精度管理流程

2.1 下料、加工阶段

下料前，一方面要注意提高操作人员的技能水平，定期开展培训工作，规范现场检查。另一方面要做好设备的日常保养与维护，定期测量轨道并记录。在下料过程中，要加强切割的过程监控和后续切割产品的检测，记录测量数据，并统计和分析收集的数据。当发现下料零件的精度超过标准要求时，必须加强后续产品检测，并报精控员、质量员进行查验。若后续产品不合格较多及对后续工序影响较大时，必须停止下料作业，并重割试板或进行划线校对来验证其精度，待达标后方可继续工作。

图1 圆筒型FPSO外形图

2.2 分段建造阶段

2.2.1 胎架检验

使用胎架作为船体建造的辅助手段。制作胎架时要根据分段建造顺序和分段尺寸选取胎架制造场地，确保建造区域干净整洁。由施工单位事先利用激光水平仪在胎架上绘制水平基准线，以便进行胎架的制作。胎架制作后，必须检测胎架水平（注意高度差）。胎架四周必须进行横向连接，以保证胎架强度。最边上一排牙板距分段自由边间距不能超过300 mm，超出则需增加胎架。胎架制作完成后，施工单位对胎架水平度、线型、强度等进行自检，如图2所示，合格后向精控员提请胎架报验。精控员需对其刚性、间距和高度等加以复查，只有检验合格后才能进行主板作业。

图2 曲面活络胎架检验

2.2.2 拼板检验

拼板过程中必须拼一块拉一块，以控制每次拼接板材的长、宽、对角线尺寸，了解端差情况，同时在焊接前对照图纸尺寸将数据记录在板材的醒目位置，如图3所示。若拼板尺寸存在较大偏差影响后续施工，必须根据修正方案修正合格后才可继续施工，不得随意将不良拼板流入下道工序。曲板上胎拼板必须根据地标标识进行位置确定，不得随意进行拼接。拼接前必须保证与胎架间隙控制在6～8 mm，以确保曲线线型。此外，曲面拼板焊前、焊后需报精控员专检。

图3 曲面板拼板检验

2.2.3 划线检验

划线前需事先根据施工图确定板材的划线位置（艏艉、舯舷、上下、左右），并拉制板材的实际长宽确定好外框位置，根据无余量端面或中心线、肋骨线位置手工或用激光经纬仪开出角尺线后进行划线作业。划线过程中要仔细参阅图纸，根据图纸要求划出结构位置线、中心线、端部100 mm检验线、余量线以及板厚理论线等精度控制线，如图4所示。施工单位对胎架面主板划线尺寸进行自检，合格后向精控员提请划线报验。精控员对划线尺寸进行复查，只有检验合格的主板才可以进行构件的装配作业。由于圆筒型FPSO船体的结构形式多为径向和环向，在三维建模时无法加入收缩量，故采用端部加放余量的方法来弥补收缩量的加放。因此，圆筒型FPSO船体的拼板划线是对现场工人和精度控制人员的一项极大的技术考验。

2.2.4 分段装配检查

装配过程中，须按工艺设计要求，使用角度样板、直角尺、线坠以及水准仪等，随时测量控制装配偏差，保证装配间隙和使端面平齐，严禁边装配边施焊。对于装配修割，必须确定是零件问题才能修割，不得随意修割。对于大型板材的修割，需请示精度控制员、质量员后进行修割。部分变形严重区域，需设置相应的加强支撑。若有反变形要求，需做好反变形施工，待加强支撑到位后，方可进行焊接作业。装配偏差超出误差控制范围时，须打开重新装配。若因精度偏差累积或前一道工序的原因无法保证装配偏差时，需及时反馈给相关部门。严禁施工单位私自决定问题处理措施，或漠视问题将其遗留到下一道工序。

2.2.5 焊前精度检查

分段构件装配结束自检合格后，由精控员利用全站仪对分段进行三维精度测量，并出具分析报告。由于船体是圆筒型，分段向外发散，分段合拢口不垂直或不平行于全局XYZ坐标系，故可通过更加直观的局部坐标系分析分段的三维精度测量数据，如图5所示。施工单位按照焊前精度分析报告调整尺寸超标结构，并将调整结果报精控员确认，在确认调整合格后方能进行焊接。焊接作业应严格遵守焊接工艺，以左右、上下对称为原则进行作业。焊接过程中若发生变形，应及时调整。严格按照背烧工艺要求进行各阶段背烧作业。严禁将变形累积到分段松胎后。要严格按照图纸要求，控制焊接保留长度。

2.2.6 焊后精度检查

在分段装配焊接结束后，对分段尺寸进行自检合格后（胎架割除，使分段处于水平自由状态；需在胎架上进行焊后测量时，必须将胎架与分段的定位焊拆除后进行），由精控员利用全站仪对分段进行三维精度测量，并出具分析报告。施工单位按照焊后精度分析报告调整尺寸超标结构，并将调整结果报精控员确认。

图4 划线检验

图5 局部坐标系

2.2.7 完工精度检查

在焊后精度调整结束并经精控员确认合格后（胎架割除，使分段处于水平自由状态；需在胎架上进行完工测量时，必须将胎架与分段的定位焊拆除后进行），由精控员利用全站仪对分段进行三维精度测量，并出具分析报告，如图6所示。施工单位按照完工精度分析报告调整尺寸超标结构，并将调整结果报精控员确认。精控员对完工数据进行确认，确保分段尺寸处于公差范围内。

图6 双层底中心定位分段完工检查

2.3 船坞合拢阶段

分段入坞搭载前，必须仔细参阅施工图、分段完工测量数据及总段测量数据，了解相应的理论尺寸和测量数据，以便在搭载时作相应的调整，消除累计误差。基准分段定位时，必须保证分段艏艉合拢缝与船坞格子线上的合拢缝线的重合度和分段中心线与船坞格子线上的船体中心线的重合度，以确保尺寸满足精度要求。定位结束后，必须用槽钢将船体底部与船坞底部钢铁预埋件烧焊，刚性固定，防止分段移动。

分段搭载时，必须注意中心线、假定基线、100MK线等基准线的重合度，并保证相应的尺寸（水平、长度、半宽、高度、端面度、垂直度等）满足精度要求。按照分段网络搭载图和分段合拢工艺，对分段进行搭载工作。作业人员必须严格根据搭载定位借调方案进行修割作业和拉靠作业，严禁私自对分段进行修割、调整。分段搭载过程中，精控员需对所有定位数据和修割情况进行整理记录，方便出现问题时查询。

3 结语

圆筒型FPSO船体主甲板和工艺甲板与上部模块之间连接复杂，因此需要从下料、分段建造、分段合拢等各方面做好FPSO船体建造的全周期精度管理，以保证圆筒型FPSO船体与上部模块间的顺利连接。