某型 PSV 供应船电装施工管理及优化措施

随着船舶对于环保和可持续发展的要求日益增强，更环保、高效的新能源船成为了未来航运业的一个重要方向。PSV船为海上油气勘探和生产提供后勤服务。近期我厂承接的两艘3000DWT平台供应船（PSV）,由挪威UIstein公司设计。船长71.5m、宽15m、货物甲板面积610m²，配置DP2动力定位系统，无限航区，无人机舱，DYNAPOSAM/ATR导航系统，SDS安全数据表，符合BV船级社规范要求。该船动力采用双机、双浆、全回转电力推进方式，电力系统由两台轴带发电机组提供690V的电能供给主配电系统，通过连接至尾部舵舱ABB变频装置驱动推进器马达，推进器马达通过轴系带动螺旋桨。虽然该船电气系统是委托设计，但在建造施工过程中，按照UIstein提供的图纸存在很多问题，需要施工工艺人员结合图纸进行施工优化，提出施工优化方案和改进生产设计，才能提高生产效率和船舶建造整体质量。二、电气建造施工1、电气安装施工依据根据该船电气施工原则工艺和电装制作标准图册，将电气部件名称、材料规格与实体小样或参数化部件之间建立映射关系，开展内场制作及预舾装施工。例如：预舾装阶段托架一般间距为250mm、扁钢为150mm、贯穿件与电缆支架之间距离为100mm；穿甲板贯穿件除注明外，所有的贯穿件均按工艺要求露出甲板200mm；按工艺要求，露出甲板、水舱、油舱、内底板需安装腹板，腹板厚度为6~8mm，直径为φ60mm~φ80mm圆饼等。2、电气安装施工流程将P128型船划分为三大预舾装阶段：（1）C阶段是指在分段制作结束前的预舾装工程。按照生产场地实际，该船总体布置和结构需要综合考虑涂装、平台搭载合拢等作业的要求，形成本船分段划分方案。以M02P/S基准分段为例，建造完毕前，组织开展预舾装工程，此时电装作业主要是电缆贯通件划线和预安装焊接工作；（2）B阶段是指在制作结束后（即涂装工程开始前）的预舾装工程。此时电装作业主要是电缆通道、电缆导架的预安装焊接工作；（3）P阶段是指总装或平台搭载结束形成总段后的预舾装工程。此时电装作业主要是安装电气设备基座的预安装焊接工作，安装电气设备基座时需配合使用安装托盘表，避免少装或者漏装。3、电气建造施工准备在生产计划的整体框架下，通过分阶段生产设计图纸、安装托盘表及电气制作标准图册，细化统计内场制作所需材料以及同步细化施工工艺，按照托盘表统计电气部件名称、材料规格实体小样归类，然后车间内场再次按电气部件名称、材料规格同类、批次建模进行集配制作。同时做好部件自互检验及过程记录，将电气部件名称形成实体小样，预制各部件信息按上船作业阶段做好标记，进行实体小样适时准备施工作业。4、电气建造施工管理根据船体各分段划分的确立，在生产计划的整体框架下，按照船体分段制作、平台搭载、总装结束等工艺流程，尽量实施区域电舾装方法，也就是根据舾装前移原则，使水上作业陆地化、高空作业平地化、外场作业内场化，提高预舾装水平，提高生产过程中电气部件(电气设备基座、电缆通道、电缆导架、电缆贯通件)等形成一系列的作业量，做到舾装作业与船体工艺路线制造同步，最终目标是实施壳、舾、涂一体化，紧跟船体分段制造确保零件完整，达到成品化要求。三、电气建造施工存在的问题及优化方案在生产计划的整体框架下，电气建造施工时，在电气系统安装的数据组织方面基本采用结构树的工作思维方式，配合电气贯穿件、电缆导架、电气设备、电气基座、船体现场结构等专业概念，结合实时的生产进度属性显示对其进行优化，弥补设计缺漏。因为现代船舶设计，即使有三维建模，但是实船施工场景却能提供更直观、方便的施工优化依据。通过对电气设备部件名称与实体小样之间建立映射关系，核对系统说明、设备型号、外部结构尺寸大小等信息，得出优化方案。1、电缆框设计优化电缆框工艺以法国船级社规范、《船舶电气设备安装工艺》（ZB/TU06003-89）的有关规定以及本船规格书为依据。实船技术状态：（1）设计给出的是CB标准要求，如果贯通件安装选取通过类似结构梁时，开孔安装选型如TK500X140X100电缆框，工件材料最大厚度为7mm，小于结构梁~9mm板厚，不符合船体结构强度的要求，施工补强将耗时和增加施工难度；（2）在ER区域电气安装图第FR66~FR77肋位段，船体在结构梁上均布开有φ220mm的减轻孔，电缆框路径刚好通过该梁减轻孔，无法盖住该减轻孔，且该处结构梁可能将受到强度破坏，给船体带来安全影响；（3）从主配电板、驾控室、集控室去往舵舱及主要设备之全回转电力推进系统的主推进电源等全船电缆，只有从货舱侧壁左右两侧通过，空间有限；（4）货罐两侧是机舱及舵舱的工作主通道，如果采用该设计，电缆框预留截面不满足规范要求。因此，我们制定自己的标准，重新规范设计过程。图1方形电缆框制作图施工中结合两种方式使用，主电缆通道采用方形（见图1），开孔形状应为圆角，开孔的长宽比不小于2，该工艺改进基本能够满足电气生产设计及施工的需要；材料的来源，主要是船体分段套料剩余的余下料及大量双层底套料切割的工艺孔废弃料，刚好可预制该船电缆框，有效解决了电舾装外购的成本。2、电气舾装件优化船舶建造电气生产流程中，电气舾装件是最重要的环节。电气舾装件的设计修改，直接影响到电缆拉敷等一系列后续工作。（1）原来电缆托架脚HA、HB、HC型都是2~3个孔，由于设计出错导致其它专业（空调风管或铜管）与电缆相碰或者距离较近技术问题，需修改电缆托架升高；后期如果船东提出增加系统、增加电缆路径等情况，那么就得在电缆托架脚钻孔或者动火作业增加电缆托架，这样既浪费人工又容易损伤电缆。改进的方法：电缆托架脚HA、HB、HC型改成多孔形，孔的形状为椭圆形，每个孔距为50mm，这样就可以解决电缆托架升高以及增加电缆路径问题，如图2所示。图2ER机舱上主配电板区域电装（2）原来电缆托架脚边只有4个孔，电缆托架脚只能装在这4个孔上，在与另外一个电缆托架90°（即T型路口）对接时，就会出现电缆托架脚在另外一个电缆托架中间，必须修改。改进的方法：电缆托架边改成多孔形，孔的形状为椭圆形，每个孔距为50mm，如图3所示。图3ER机舱与MD货舱区域电装（3）原来电缆过渡单托板是直接烧焊在电缆托架边上，这样会增加电焊工作量。改进的方法：把条型电缆过渡单托板改成﹁型电缆过渡单托板，同时在电缆过渡单托板的另外一边改成多孔形，孔的形状为椭圆形，每个孔距为50mm，这样电缆过渡单托板就可以直接用螺丝安装在多孔电缆托架边上，非常简单，如图4所示。图4BD区域电气安装实船改进优化的地方很多，如果使用这些多孔形的电气舾装件，既可以减少船体的自身重量，减少安装的出错率，提高利用率，同时也提高施工生产效率，我厂大型船舶基本上都是使用这些多孔形的电气舾装件。施工与设计相互协调，设计部门在船舶建模期间，组织不同专业的设计师以及设备厂商做到互相沟通，这样才能减少设计出错率，提升现场施工质量和生产效率。在施工过程中，及时把现场电舾装安装的改进方法反馈设计人员，更改完善生产图纸，减少和避免批量船再次出错几率。四、电气设备布置优化实船电气设备布置定位，采取交互布置和批量布置两种方式。实施时，按照托盘表预选出所有适配的基座类型和区域用到的类型，使施工者能针对相同形式的电装零件（如小型设备基座等）快速选中相同的安装基座，尤其对首制船施工新手更为有用。交互布置电缆通道，分检相匹配电缆导架，现场锁定通道方向、电缆导架和电缆贯通件，提高施工效率，避免与船体结构、管路碰撞，如图5所示。图5ER区域优化后的电缆托架图其中，在电缆贯通件实施开孔时，预先划线、按照设备电缆位置检查通道之间的连接关系、观察确立电缆导架的预安装方向、对电缆框的实施精准定位划线，这些对整体电缆敷设后的美化度有直接关系。五、小结船舶在建造过程中，为使得实际方案能够有效运行，需要工艺人员与设计人员全面参与到现场勘查的过程中，加强对船的整体设计性能进行检查和管控，全面了解电气设备与船舶建造时的生产属性。对设计图纸进行管理规划，把现场的勘察情况与具体的施