FPSO船載LPG儲(chǔ)罐保溫層安裝工程的施工組織和管理

張國(guó)球

(海油發(fā)展清潔能源管道技術(shù)分公司 天津 300450)

1 工程項(xiàng)目概述

本項(xiàng)目是中國(guó)海油南海深水LH16-2項(xiàng)目的配套工程項(xiàng)目，實(shí)施內(nèi)容包括在一艘FPSO(浮式生產(chǎn)儲(chǔ)存卸貨裝置)上對(duì)已經(jīng)安裝完畢的4臺(tái)LPG(液化石油氣)儲(chǔ)罐進(jìn)行硅酸鋁針刺毯外保溫層的加工、安裝、調(diào)試等施工，項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)位于山東省青島市黃島區(qū)海洋工程建造基地。

本項(xiàng)目4臺(tái)LPG儲(chǔ)罐均為低溫常壓儲(chǔ)罐。LPG 的主要成分是丙烷和丁烷，可在適當(dāng)?shù)膲毫l件下以液態(tài)儲(chǔ)存于儲(chǔ)罐容器中，在常壓下丙烷的平衡溫度為-42℃[1]。

FPSO上原有的熱介質(zhì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)最高運(yùn)行溫度只能達(dá)到150℃，而LPG回收所需熱介質(zhì)系統(tǒng)最高溫度為260℃，需要增加一套LPG專(zhuān)用熱介質(zhì)系統(tǒng)以保證氣體在回收和儲(chǔ)運(yùn)各個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行安全可靠。由于LPG在常溫條件下易揮發(fā)，于是在環(huán)境溫度升高時(shí)儲(chǔ)罐內(nèi)LPG升壓容易引發(fā)事故，陸上一般給LPG儲(chǔ)罐加設(shè)防曬棚或通過(guò)水噴淋定時(shí)給儲(chǔ)罐降溫。FPSO受海上環(huán)境條件限制，故采用在LPG儲(chǔ)罐外壁包覆柔性?shī)A克保溫層的方法防止其溫度升高[2]。

2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)要點(diǎn)

LPG儲(chǔ)罐保溫主體分為絕熱保溫層和金屬保護(hù)層2部分，見(jiàn)圖1。本項(xiàng)目絕熱保溫材料選用硅酸鋁針刺毯，538℃時(shí)傳熱系數(shù)≤11.36W/(m2·K)，熱導(dǎo)率≤0.85W/(m·K)。保溫層設(shè)計(jì)厚度為75mm，采用內(nèi)外2層硅酸鋁針刺毯，內(nèi)層厚50mm，外層厚25mm，并在外表面貼防水鋁箔。絕熱保溫材料需滿足防水性能要求，其質(zhì)量吸水率不應(yīng)大于5%，憎水率不應(yīng)小于98%，所使用的硅酸鋁針刺毯應(yīng)有產(chǎn)品認(rèn)可證書(shū)或船級(jí)社檢驗(yàn)證書(shū)。

圖1 保溫層結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure of thermal insulation laye

金屬保護(hù)層采用厚0.6mm的不銹鋼薄板，材質(zhì)為SS316，所用緊固件、捆扎帶的材質(zhì)均為SS316。

3 施工要求

3.1 工程目標(biāo)

本項(xiàng)目授標(biāo)時(shí)間為2019年12月20日，計(jì)劃開(kāi)工時(shí)間為2020年1月1日，計(jì)劃完工時(shí)間為2020年2月29日，計(jì)劃工期60d，確保實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：①儲(chǔ)罐保溫施工在60d內(nèi)完成；②最終驗(yàn)收合格率達(dá)到100%；③安全生產(chǎn)“零事故”；④環(huán)境污染事故為0。

3.2 施工作業(yè)要點(diǎn)

本項(xiàng)目采用硅酸鋁針刺毯保溫棉材料，材質(zhì)較硬，保溫層較厚，比普通保溫棉重，安裝后不得出現(xiàn)破損和偏移。

由于安裝工序繁雜，所有施工作業(yè)均為手工操作，對(duì)施工人員的理解能力、執(zhí)行能力、動(dòng)手能力要求標(biāo)準(zhǔn)高。從裁剪下料開(kāi)始到綁扎不銹鋼帶結(jié)束要經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、放樣下料、加工裁剪、運(yùn)輸?shù)跹b、試裝、返回精剪、安裝連接筋、包覆保溫毯、安裝固定針、包覆不銹鋼板、綁扎不銹鋼帶11道工序。

為了勒緊用于固定保溫材料的鋼帶和確保保溫材料緊貼在罐壁上，硅酸鋁保溫層組裝時(shí)應(yīng)適當(dāng)預(yù)留縫隙。為保溫材料勒緊時(shí)留出外伸變形空隙，硅酸鋁保溫材料應(yīng)提前進(jìn)行擠壓“瘦身”處理[3]。

安裝完成后要求保溫層和不銹鋼外保護(hù)層必須表面平整，所有接縫處均進(jìn)行打膠密封處理。

3.3 施工技術(shù)要求

①腳手架距離罐體表面不小于200～250mm，每層間距不大于2m。

②先做保溫層再安裝罐頂平臺(tái)，要求頂部平臺(tái)與罐頂間距不小于500mm。

③外保護(hù)層安裝后，在打膠前對(duì)關(guān)鍵位置做好苫蓋，以防止下雨淋濕。打膠作業(yè)從頂部開(kāi)始，以降低下雨淋濕的風(fēng)險(xiǎn)。由于打膠作業(yè)量很大，極易出現(xiàn)漏打的情況，最少需要進(jìn)行3次檢查、補(bǔ)膠。

④外保護(hù)層波紋板安裝時(shí)要保證波紋搭接部位外觀平整、緊湊，保證打鋼帶后不出現(xiàn)局部凹陷。

⑤確保罐體表面清潔，無(wú)灰塵、油污和水銹等污染物，如果存在油污，則需用相應(yīng)的溶劑進(jìn)行清除；在外層針刺氈安裝前，將其與內(nèi)層接縫錯(cuò)開(kāi)的尺寸設(shè)定為300mm，每一層針刺氈均采用對(duì)接的方式，以確保彈性氈塊之間相互接觸緊密可靠，相鄰彈性氈塊對(duì)接部位不得存在間隙，內(nèi)外層接縫相互錯(cuò)開(kāi)的距離至少超過(guò)100mm[4]。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)制約條件

項(xiàng)目開(kāi)工以后，由于新冠肺炎疫情暴發(fā)，人員和物資調(diào)配均受到嚴(yán)重影響。

安裝現(xiàn)場(chǎng)位于船舶甲板區(qū)域，空間狹窄，周邊布滿管線設(shè)備，無(wú)法現(xiàn)場(chǎng)加工預(yù)制，大部分保溫材料和保護(hù)層鋼板需要在距離現(xiàn)場(chǎng)較遠(yuǎn)的預(yù)制場(chǎng)地進(jìn)行裁剪，吊裝轉(zhuǎn)運(yùn)至安裝現(xiàn)場(chǎng)；施工作業(yè)位置較高，需要搭設(shè)移動(dòng)式腳手架，且根據(jù)安裝位置變化頻繁拆裝轉(zhuǎn)移；施工作業(yè)面為圓形，施工精度要求高，裁剪尺寸若有誤差現(xiàn)場(chǎng)難以調(diào)整，無(wú)法大面積一次安裝到位，需要化整為零實(shí)施安裝；作業(yè)面狹窄，無(wú)法容納更多的人在現(xiàn)場(chǎng)同時(shí)施工，只能按工序順序逐一完成。

安裝現(xiàn)場(chǎng)除我方施工作業(yè)外，還有傳感通信系統(tǒng)安裝、工藝管線系統(tǒng)安裝等施工作業(yè)，需要根據(jù)安裝的位置不同做好多方協(xié)調(diào)，避免搶工后再返工。

4 施工崗位設(shè)置及安全風(fēng)險(xiǎn)控制

本項(xiàng)目施工組織和人員配置如圖2所示。

圖2 人員配置圖Fig.2 Staffing structure

通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)分析可以發(fā)現(xiàn)施工作業(yè)過(guò)程中存在的不安全隱患或潛在的風(fēng)險(xiǎn)，指導(dǎo)施工單位制定相應(yīng)的預(yù)防措施，并作為檢查消防、救生和火氣探測(cè)等準(zhǔn)備工作、審核施工方案和安全措施的依據(jù)[5]。針對(duì)本項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、投入資源、技術(shù)要求等情況組織全體參加人員進(jìn)行討論分析，以確定潛在風(fēng)險(xiǎn)和隱患，制定預(yù)防控制措施。

按照施工工序，針對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)較高且后果較嚴(yán)重的22項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)隱患分別制定了預(yù)防控制措施，并匯總編制了JSA(Job Safety Analysis 作業(yè)安全分析)分析表，用于指導(dǎo)工程項(xiàng)目的安全實(shí)施，見(jiàn)表1。

表1 LH16-2項(xiàng)目LPG儲(chǔ)罐保溫工程JSA分析表Tab.1 JSA analysis table of thermal insulation for LPG storage tank of LH16-2 project

實(shí)踐證明：在事前分析研判基礎(chǔ)上所確定的針對(duì)性預(yù)防控制措施有效保證了本項(xiàng)目全過(guò)程的安全可控，項(xiàng)目實(shí)施期間未發(fā)生任何安全生產(chǎn)事故。

5 工程質(zhì)量控制

LH16-2項(xiàng)目LPG儲(chǔ)罐保溫工程項(xiàng)目正值新冠肺炎疫情重點(diǎn)防控期間，因此，實(shí)際動(dòng)員時(shí)間由原計(jì)劃的2020年1月1日推遲至2月12日。考慮本項(xiàng)目在遠(yuǎn)離公司的異地實(shí)施，結(jié)合疫情防控要求，分公司安排了2批人員(一用一備)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的資源情況制定了疫情防控應(yīng)急預(yù)案。在遵守兩地不同尺度疫情防控政策(以更嚴(yán)格一地的標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn))的前提下，項(xiàng)目組配備了充足的防疫物資，全過(guò)程做好全員防護(hù)。在抵達(dá)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)后，按照疫情防控要求集中隔離14d。

針對(duì)前置工序聯(lián)合各相關(guān)方按照工藝順序逐項(xiàng)進(jìn)行檢查驗(yàn)收，確保合格后投入下一工序；針對(duì)手工操作制定工藝模板進(jìn)行預(yù)加工和預(yù)組裝，以確保成功率，降低原料損耗；施工前組織施工人員進(jìn)行技術(shù)交底培訓(xùn)。

①檢查鋼帶、不銹鋼絲是否安裝牢固和間距是否符合施工方案要求。

②檢查保溫層的捆扎間距和松緊程度是否符合施工方案要求。

③檢查保溫層之間是否貼合良好和填充飽滿，如有間隙必須用本保溫材料的邊角料進(jìn)行填充；確保保溫材料與罐壁牢固貼緊、表面平整無(wú)縫隙、圓整平滑均勻和無(wú)斷裂及松弛現(xiàn)象。

④準(zhǔn)備好三防苫布，每日施工完畢將未完成部分苫蓋好，防止雨淋。

⑤由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員對(duì)施工人員進(jìn)行培訓(xùn)后再實(shí)施打膠作業(yè)，確保施工質(zhì)量。

⑥罐體封頭保溫片樣板由經(jīng)驗(yàn)豐富的施工人員制作。

⑦罐體圓柱面的金屬保護(hù)層確保光滑、平整、美觀；用1m靠尺檢查，金屬保護(hù)層的平整度偏差≤4mm；金屬保護(hù)層不得有松脫、翻邊、豁口、翹縫和明顯的凹痕；環(huán)向接縫與縱向接縫應(yīng)互相垂直。

⑧外保護(hù)層每道豎縫的搭接盡量保持方向一致，且相互搭接余量為30～50mm；設(shè)備保護(hù)層縫隙的搭接用自攻釘固定且自攻釘間距為150～200mm。

⑨根據(jù)設(shè)備具體情況采用適當(dāng)大小保護(hù)層包角并用自攻釘固定。

⑩設(shè)備有間隙的部位用透明硅膠密封。

?防潮層的表面平整，無(wú)氣泡、脫層、開(kāi)裂等缺陷，表面平整度偏差≤5mm。

6 施工管理和成本控制

6.1 生產(chǎn)準(zhǔn)備

①不銹鋼板按面積及塊數(shù)下訂單，分批送貨，完成1臺(tái)罐后核算總用量；要求供應(yīng)商按儲(chǔ)罐編號(hào)供貨，便于收貨控制。

②硅酸鋁針刺毯采辦裕量控制在10%以?xún)?nèi)；保溫材料分批到貨，每批不同厚度的保溫材料搭配送達(dá)，不同厚度的材料使用不同的包裝，便于施工時(shí)取用。廠家采用噸袋裝料，以便于卸貨時(shí)少占用人工。

③配備2名起重工，1人位于甲板上材料送達(dá)后擬堆放處，1人位于材料地面堆放處。

④現(xiàn)場(chǎng)配備足夠的專(zhuān)職電工、焊工以應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的經(jīng)常性停電，確保作業(yè)連續(xù)不間斷，其中焊工閑時(shí)可臨時(shí)制作工裝幫助運(yùn)輸(主要是封頭保溫工裝)。

6.2 成本控制

①施工現(xiàn)場(chǎng)干擾因素很多，提前鎖定長(zhǎng)期使用的電源、氣源，另外準(zhǔn)備帶電池的電鉆、電剪刀、角磨機(jī)，防止臨時(shí)性停電導(dǎo)致窩工。

②原材料上甲板順利與否對(duì)工效影響較大。在吊裝資源緊張、施工地點(diǎn)附近沒(méi)有可供大批量原材料存放的情況下，使用料網(wǎng)將材料吊裝到最接近施工點(diǎn)的位置可極大節(jié)約備料時(shí)間及人力。由于封頭外護(hù)材料下料后形狀狹長(zhǎng)和材料本身較軟，使用定制的吊籠、吊網(wǎng)可極大地緩解現(xiàn)場(chǎng)吊裝資源緊張的狀況。

③根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況安排作業(yè)，使作業(yè)順暢、節(jié)拍流暢，盡量減少準(zhǔn)備過(guò)程頻次(上下腳手架、佩戴安全帶、上下船、更換作業(yè)地點(diǎn)等)；合理安排各組作業(yè)位置，避免作業(yè)面交叉和人員扎堆鋪不開(kāi)。

6.3 勞保防護(hù)

①外保護(hù)層不銹鋼薄板極易使人受傷，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員必須配備防割手套。

②工人接觸硅酸鋁針刺毯材料后皮膚會(huì)有刺癢的感覺(jué)(洗澡后可解除)，必須配備套袖、脖套等防護(hù)用品。

6.4 管理協(xié)調(diào)

本項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中采用每日規(guī)定工作量的方式進(jìn)行管理或規(guī)定1個(gè)罐體/封頭完成時(shí)間作為一個(gè)小目標(biāo)，由領(lǐng)班帶團(tuán)隊(duì)完成，領(lǐng)班直接管理工人。人員直接分組工作，分組管理。每日班前會(huì)下達(dá)工作量要求，工作量可按計(jì)劃或?qū)嶋H情況稍微增加，防止因下雨、停電、交叉作業(yè)等耽誤作業(yè)。項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中該模式運(yùn)行效果較好。

通過(guò)采取提前放樣、制作模版、固定人員(現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪人員固定、放樣裁減人員固定、安裝人員固定)提高穩(wěn)定性和熟練度等有效方式，施工進(jìn)行到后2臺(tái)罐時(shí)，人員配合更趨成熟，各工序安排亦更加合理，各項(xiàng)工作準(zhǔn)確度不斷提高，返工率不斷下降，生產(chǎn)效率不斷提升，達(dá)到 178.5人工日/罐，較前2臺(tái)儲(chǔ)罐保溫安裝工效提升了近30%。

7 實(shí)施成效

LH16-2 項(xiàng)目4臺(tái) LPG 儲(chǔ)罐外層保溫工程克服了新冠肺炎疫情疊加春節(jié)假期的影響，施工質(zhì)量檢驗(yàn)100%合格，施工全程未發(fā)生HSE事故事件。共計(jì)完成4臺(tái)LPG儲(chǔ)罐保溫面積2244m2，累計(jì)投入硅酸鋁棉針刺毯2400m2，不銹鋼板2500m2，不銹鋼帶3000m，較計(jì)劃用量平均降低2%以上，節(jié)約了項(xiàng)目成本。

本項(xiàng)目從2020年3月5日開(kāi)始至4月25日完畢，實(shí)際施工時(shí)間為52d，比合同約定60d工期提前8d完成。本項(xiàng)目圓滿完成了施工任務(wù)，獲得了項(xiàng)目甲方的書(shū)面表?yè)P(yáng)，為公司開(kāi)拓后續(xù)相關(guān)市場(chǎng)積累了經(jīng)驗(yàn)、鍛煉了隊(duì)伍、培養(yǎng)了人員。■