MARK III型LNG船薄膜舱生产计划研究

发表时间:2020/10/21   来源:《工程管理前沿》2020年7月20期   作者:杨国建 李志林 邹振山
[导读] LNG(Liquefied Natural Gas,液化天然气)船是运输-163°C低温液化天然气的专用船舶,是国际公认的技术含量高、建造难度大、附加值高的船舶,被誉为“造船皇冠上的明珠”,愈来愈受到船舶设计和建造工作者的关注。
        杨国建  李志林 邹振山
        扬州中远海运重工 江苏 扬州 225200
        摘要:LNG(Liquefied Natural Gas,液化天然气)船是运输-163°C低温液化天然气的专用船舶,是国际公认的技术含量高、建造难度大、附加值高的船舶,被誉为“造船皇冠上的明珠”,愈来愈受到船舶设计和建造工作者的关注。法国GAZTRANSPORT&TECHNIGAZ(简称GTT)拥有LNG船领域占有率最高的薄膜型LNG围护系统专利。MARK III相对NO96型LNG围护系统具有舱容利用率高、绝缘组件数量少、建造周期短,建造设施初始投资少,材料采购、焊接施工难度低等特点,目前越来越多的船东青睐此项技术,国内此项技术研究起步较晚,因此如何开展生产管理也是各大船厂亟需解决的问题。
关键词:薄膜舱 生产管理 LNG
0 MARK III构成简介
从外向内依次为内船体、小螺柱、次绝缘层、次屏蔽、主绝缘层、主屏蔽。其中次绝缘层下方采用环氧树脂与船体固定,间隙内填有玻璃棉;主绝缘层上方有胶合板和锚固条以固定主屏蔽波纹板。整个MARK III的绝缘层270mm,MARK III FLEX的绝缘层达到400mm以减少日蒸发率。

1 MARK III型LNG船围护系统的施工管理主要因素
MARK III型LNG运输船建造难度大,而其核心则在于其货物围护系统的建造。货物围护系统涉及材料、设备众多,粘连、焊接施工工人均需培训并得到GTT认证后才可上岗,培训费用较高,因此精细化的生产安排,高效的利用工人、工具、设备将可以极大的影响生产成本。影响生产计划安排的主要有三大因素
 工人
MARK III的施工主要有次屏蔽的粘连和主屏蔽的焊接,而根据GTT要求,所有进行粘连和焊接的工人均需得到培训并取得GTT认证。根据已有MARK III型LNG船建造的船厂经验,培训一名粘连工或者焊工需要的耗材、培训工时,GTT认证等费用高达30万元。因此如何利用好这批工人不仅决定了生产周期的长短,更决定了整个生产成本的控制。
 设备
MARK III的施工设备主要有韩国开发,无论是树脂涂布机、自动粘连设备还是波纹板自动焊机造价都在百万以上,大量的设备投入必然导致生产成本居高不下,而有限的设备投入则要求精细化的生产管理。
 脚手
因为薄膜围护系统的特殊性,在MARK III围护系统的建造过程中需要特殊的脚手,脚手附带电梯、液压装置等设备,17.4万立方的整舱脚手造价在千万以上,整船(4个货舱)的脚手造价更是近亿元,因此何时装拆脚手也将是生产管理的重要因素。
2 计划准备
货物围护系统的施工周期预估将持续10个月,而考虑到国内配套不成熟,施工工艺不健全,实际施工时的周期会更长,因此如何尽早尽快的介入围护系统的施工将会是缩短整个建造周期的关键。为了这一目的,在前期的生产准备策划中就需要考虑到这一原则。在分段划分时,与传统机舱先行的原则不同,货舱完整性需要更多的考虑,下图为一家船厂的一个货舱的分段划分:

由上图可以看到,为保障货舱的完整性,将将货舱与机舱的分段合拢缝放在了机舱位置,而为了减少货舱区域的施工,也将合拢缝放在了横舱壁位置。这样最大的好处就是可以使货舱区域的施工尽快完成,围护系统施工开始介入。
与分段划分一致的,在生产计划排布时也要打破传统造船机舱先行的原则,要货舱完整性为先,以尾货舱为基准点,向货舱区域展开。下图为某船厂的搭载计划:

3 围护系统生产管理
想做好围护系统的施工管理,首先要弄清围护系统各个步骤的施工顺序及周期,以17.4万立方的一个舱室的施工周期为例:

而在这个施工顺序中,脚手的搭设与拆除时间点决定了下一个舱室的施工时间点,否则后续施工将会由于无脚手可用而无法开展施工。而次屏蔽的粘连和主屏蔽的焊接需要GTT认证的工人并需要熟练工人保障施工质量,如何保证此部分工人的连续施工也是必须考虑的问题。此外树脂涂布、粘连、焊接的时间同步也必然导致设备的短缺。统筹考虑三个因素来安排生产计划,施工计划如下:
               
此方案可以最大程度利用粘连和焊接工人,4#货舱粘连结束后,3#货舱具备粘连施工的条件。以此类推,完成整个船的粘连和焊接施工。施工过程中设备无同时两舱同时需求的情况,整个围护系统的施工周期约为320天。而需要注意的是,此类施工需要4个舱室的脚手方可满足施工条件,船厂如想减少脚手投资,必须待4号货舱脚手拆除后再进行二号货舱的搭设,这样一来必然导致施工的周期的增加。如船厂已形成连续建造能力,可以培训更多的施工人员,满足两个货舱同时施工,这样会显著的缩短建造周期。
4 总结
目前国内的围护系统施工由于配套的不成熟,整个施工周期长,因此在船坞阶段已经开始施工。在韩国由于配套更加完善,也拥有更多的施工工人,且韩国采用大总段吊装方式,船坞周期短,因此韩国一般在船坞内仅吊装脚手架,而在下水后全面铺开4个货舱的围护系统施工, 这样无论从设备需求、工人需求都将需要4倍的增长,但可以大大的节省整个建造的周期。韩国船厂从钢板切割至交船仅需540天,而同期国内的建造周期最快为630天。国内在改善LNG管理的路上还有很大的提升空间。
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