海洋平台建造中的模块化建造技术探讨

发表时间:2020/10/10   来源:《工程管理前沿》2020年18期   作者:安志华
[导读] 模块化技术对于是海洋平台建造是发展趋势
        安志华
        中石化胜利油建工程有限公司海洋工程公司
        摘  要:模块化技术对于是海洋平台建造是发展趋势,对于平台建造业来说既是一种挑战,也是一种机遇。不断总结海洋平台模块化设计、建造方法和经验,将会很大程度地提高海洋平台模块化设计和建造水平,缩短项目工期,降低项目成本,对提高经济效益和社会效益具有重要的意义,能够促进海洋工程行业的快速、高质量的发展
        关键词:海洋平台;模块化;建造
        模块化建造的主要是把工业设施或是建筑主体分成多种独立性的子模块,各个模块的施工,经过在对具体的建设项目进行预制与集成之后,运输到海上实行现场装置。以降低资金上的投入以及施工时存在的风险,具有着节约资源以及对质量进行管控的优点。
        一、模块化建造技术相关概念
        模块化初期是使用在计算机行业的,在其后期的发展中才逐渐地被使用在海洋工程的建设中。经过把整个复杂施工流程从上到下依次分成大量的子模块,让每个模块都完成自身的功能。其中模块之间是相互独立的,经过系统之间的联系进行共同工作,最后完成整体目标。运用在海洋平台建造的时候,一般是在陆地上进行加工、组装以及预制,之后再将这些木块运输到海上施工地点,这样就只需要在海洋上进行安装,减少了在海洋上的工作量。和传统的现场建造技术相比,模块化建造技术有下面几个优势。
        减少施工时间以及运输成本,提升安全质量各个模块都是独立性的,能够进行不同场地的同步建造,这样就不会有施工地点相互影响的问题出现,进而提升了建造工作效率。提升建造中的资源利用率。和传统建造技术相较,模块化建造技术有更快的建造速度,并且能够使用现场场地资源与充分性使用资源,把性质一样以及重复性的工作进行模式化以及规范化。
        二、模块化建造技术在海洋平台建造中的应用
        将模块化建造技术使用在海洋平台建造中时,其主要是对具体项目模块进行设计,还有就是后期建造技术的使用,模块化设计过程中的力学模拟分析是保证施工顺利的前提,力学模拟数值模型难以完全贴合实际施工,所以应考虑施工现场环境及所使用的施工器具,结合项目标准规范,选择相应的安全系数,分步模拟施工步骤并验算每个施工步骤的最不利受力工况。其详细的工作如下。
        (一)模块设计技术的应用
        模块设计在进行设计时要依据相关规范进行设计,这是后期进行实施的基础与主导。建造项目实行模块设计和传统性的整体设计模式不同,其在设计时候不但要考虑到各个模块的独立性,还要对整体与子模块的关系进行把控,项目模块划分是进行模块化建造的关键,项目对象包含了很多工艺流程以及系统中的设备管道等等。要让模块化实现预期目标,就需要使用功能的实现以及工艺的规范作为基础,科学的规划也十分关键。在进行模块划分时也会受到很多方面的影响,其相关因素与原则有:其一是建造项目要实现其功能,在进行模块划分是就要保障这个功能,不能够为了模块划分而抹去项目功能,同时还要保障项目安全,不能够因为要进行模块设计而形成一些不安全影响。

其二是要考虑到模块在进行建造、装船以及运输安装时的可实施性,比如场地建造能力、吊装以及港口承载能力等等方面。
        (二)模块建造实际工作
        模块化建造技术发展迅速,现已广泛应用于海洋石油平台,LNG模块化工厂,大型矿业冶炼集成化工厂项目,体现出巨大的经济效益和潜力。模块化建造是各建造领域发展的趋势,模块化建造技术既是一种挑战,也是一种机遇,通过吸收国外模块化设计建造的先进技术和管理经验,逐渐形成一整套模块化设计、建造、安装的规范,大力提高我国海洋工程模块化建造的综合能力,进一步促进我国海洋工程业的快速,高质量发展。但目前我国与之相应的行业标准、设计规范以及相关技术人员还比较缺乏,需要政府的大力支持和相关企业与科研机构不断进行理论创新和工程实践,制定出一套符合我国实际情况的模块化建造的设计、制造、加工、建造标准,推动模块化建造的发展。模块建造同时是在建造场地中进行,这样就节约了滑道资源。因为进行海洋平台的建造时的项目模块很多,在大型吊装设备方面的需求也很大。其在建造的时候要注重下面几个方面:
        1、明确建造方式,选用模块支持
        其一是在设计之前要确定建造的方式,并且根据建造方式编制出详细的计划。其一般是使用3D技术制作整体的海洋平台模拟图,并且对施工实际情况进行模拟,以此发现在施工中会出现的问题等等。在对支持性结构进行确定时,必须要考虑到施工的便捷性以及潮水的影响,其通常的的支撑高度在600到800毫米,太高会不方便施工,并且会多出脚手架的安装工作。对一些功能化的模块而言,其在建造是要对钢结构进行临时垫墩,其一般是在1500到1800毫米,这样能够方便地设置辅助性结构,例如一些支架以及电缆马脚的安装工作。施工过程中的动态监测及力学模拟模型的动态修正必不可少,由于使施工、力学模拟和设计信息同步进行比较困难,故施工过程应及时进行数据采集和交流信息,使得三者在施工过程中互动配合。
        2、模块预制以及前提工作
        对模块结构进行预制。在对海洋平台进行预制时,其存在着很多的功能性结构,例如设备底座、风机支架以及穿仓件等等,在对其进行建造的时候要注重这个方面。在进行建造安装时,有必要将部分成品件提前装置在模块上,因为在后期建造施工时,进行平台的喷砂可能会对建造完成的成品件形成影响,这就需要提前做好预防措施。若是要适应海洋中的腐蚀环境,一些部分要采用镀锌以及涂装方式进行防腐,在这时就需要镀锌支架在焊接之前进行热浸锌。在对甲板进行喷砂防锈的时候,会有很多的沙粒被喷到机构表面,从而导致了镀锌层被破坏。因此在进行甲板喷砂之前,要对镀锌支架加以保护措施,在施工的时候可运用棉布或者是塑料将其表面进行覆盖。除此之外,因为在进行建造时存在很很多的资源限制以及不稳定性,所以在这方面就需要相关人员对设计可行程度与以及人员设备的配置方面,还有原材料以及施工规范程序方面进行合理的制定。
三、结束语
        综上所述,作为现场模块化项目实施的管理者和施工者,要想成功地做好模块化管理工作,必须树立模块化建造的理念,从设计、施工各个环节完善体系,积累经验。在进行海洋平台建造时,将模块化建造技术应用其中,在前期的模块设计以及后建造施工技术的实际运用中能够对整个施工周期进行减短,并且节约的施工成本可提升项目施工的质量与安全性。将这种技术逐渐加深使用能够提升海洋平台模块化的设计以及建造水平,从而保障了海洋行业的快速稳定的发展。
参考文献
[1]贾晓峰,王炬成,马晓平.半潜式海洋钻井平台建造项目WBS分解方法研究[J].船舶标准化与质量,2019(06):47-51.
[2]张宜群,宋友良.典型海洋平台总装建造模式研究[J].中国海洋平台,2014,29(02):17-20.
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