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38000噸雙相不銹鋼化學品船設計與建造技術解析

發布時間:2018-09-19 責任編輯:力源不銹鋼網 來源:中國般檢

力源不銹鋼網


雙相不銹鋼化學品船是目前世界造船業公認的高技術含量、高附加值的船型之一,與普通常規船型比較,具有獨特的優勢。例如,優異的耐腐蝕性、良好的力學性能、在超低溫深冷和高溫條件下仍能保持足夠的韌性,這些都是其他常規材料所不具備的,因此雙相不銹鋼化學品船能夠在各種惡劣的特殊條件下使用,包括不同的腐蝕介質、服役溫度和力學狀態。隨著焊接、加工以及生產管理技術進步,不銹鋼貨艙化學品船載運貨物廣泛,且涂層不易損害的優勢逐漸顯現。在當前化學品船手持訂單中,不銹鋼貨艙化學品船比重大幅提升,伴隨我國船企在化學品船建造領域的明顯專業化細分特征,整體上形成了較為完善和豐富的化學品船建造體系。


韓通贏吉重工為海南中化建造的7艘38000DWT系列雙相不銹鋼化學品船是CCS首次建造入級的具有I類貨艙的高技術、高附加值大型不銹鋼化學品船。船舶主要性能和特點包括以下幾個方面:


一、船舶性能指標


該船總噸位為26364,載重噸40929.30T,船舶總長182.80m,垂線間長177.00m,型深15.70m,型寬32.00m,設計吃水9.50m,結構吃水11.10m。


二、適裝貨品表


該船的貨品表由船舶的技術狀態決定,主要包含下列化學品和石油制品:油類貨物(MARPOL附則1所規定的)IBC第17、18章所規定的,適于IMO I、II、III型船裝載的液態化學品,這些貨品應該符合船級社的規定和該船建造技術標準,并不對船體和液貨系統造成損害。危險區域電氣設備至少滿足IIBT4要求。


三、船舶布置結構特點


(1)該船在壓載泵艙和前部空倉區域中間為貨艙區域,貨艙的邊界為泵艙前端壁,前空艙后端壁。由于裝載貨品的多樣性,以及IBC規則對TYPE1、TYPE2倉容的限制,以及最小雙底雙殼最小間距的規定,該船采用多艙制劃分。貨艙區域由這些內部艙壁包括中空倉和縱向艙壁分割成30個整體重力式液貨艙,12道不帶底凳的水平槽形橫艙壁;中縱隔離艙后部設置一個20m的殘油艙。船舶設30根獨立的貨管。


(2)該船可同時載運30種貨品。每個貨艙/污油水艙設有液壓式潛液泵。設置掃艙系統滿足IBC規則滿足殘余量的要求。該船貨倉區域的雙底雙殼形成“L”型,用作壓載水艙(NO1-NO6)P/S;洗艙水艙1對。雙層底設置管弄。部分首尖艙用作壓載水艙,尾尖艙為空倉。在機艙前部設置1對燃油儲存艙,在貨艙前面設置有三個燃油儲存艙,所有燃油儲存藏不與貨艙/污油水艙相連。


(3)該船在尾樓甲板上設有5層甲板室含駕駛室,船首部設有電驅動的可調螺距首側推,以提高操縱性。


四、船舶結構特點


(1)該化學品船的適裝貨品對環境或安全有相當嚴重危險甚至是非常嚴重危險,需要有效的防護措施來消除破損漏泄,其液貨艙必須是雙殼雙底結構,并有整體液貨圍護系統,滿足IBC規則第2章2.6要求。


由于該船設計同時裝載不同化學性質、不同比重的貨品又形成了各艙的不均勻裝載。因此化學品船對總縱強度、局部強度和破艙穩性的要求比一般貨船更高。同時裝載貨物應滿足IBC規則,并且對相互影響的貨物分隔和殘余影響有明確要求。對分隔和貨艙內部結構接頭來說,無論是垂向還是橫向,貨艙結構的接頭設計要充分考慮,設計上充分考慮殘余液體的洗艙,采用雙底、雙舷,而且甲板骨架設置在上甲板上,箱型垂直光面縱艙壁、水平槽形橫艙壁和局部水平槽形縱艙壁使艙內形成無骨架結構,既滿足貨艙強度的要求,又充分考慮到貨物清潔洗艙的需要。


(2)該系列化學品船在設計過程中都不可避免地存在高應力區,這些區域將在船舶營運時受到各種整體和局部的應力以及腐蝕,進而影響船舶的生命周期。考慮到在船舶建造過程中對建造工藝進行改進、檢驗標準加以明確,對該船CM節點的檢驗得到有效的控制。對于大型不銹鋼化學品船來說,其結構的安全可靠,是其運輸功能實現的根本保證,而CM節點檢驗則是其結構安全的重要保障手段。另外,由于不銹鋼制作的特殊工藝要求,制作過程中盡量少在不銹鋼上安裝馬板或采用無馬工藝。在確保CM點精度的同時,船廠采用了卡板工藝的改進,貨艙舭部分段CM節點“C”焊接裝配要求高,為更好的推進此節點的焊接質量,減少人工,船廠在此節點的定位、裝配、焊接工藝方面進行了完善。


(3)該船的中縱艙壁采用隔艙設計,艙壁板用S31803雙相不銹鋼,加強骨材在隔艙內,隔艙凈寬1050mm,艙內平臺板和縱向肋板的開口尺寸600mm*800mm滿足SOLAS公約關于PMA的相關檢驗要求。該船在Fr135-Fr.151、Fr.157-Fr.168分別為NO.4&NO.6貨艙,由位于第4、6貨艙的4道局部縱隔艙壁將4、6貨艙分成8個各自獨立的液貨艙,其中NO4(CP&CS)、NO6(CP&CS)四個液貨艙滿足Type 1類液貨艙的要求,Type1類艙裝載的貨品對環境或安全有非常嚴重的危險,根據IBC規則的劃分要求,液貨艙離船底殼板的距離不得小于B/15或6m(取小值),最小值為0.76m,舷側雙殼寬度不得小于B/5或11.5m(取小值),最小值為0.76m。


五、重要貨物系統


(1)該系列船具有獨立的液壓深潛泵,不通過裝有此類貨物的其他液貨艙的管系,進行貨物的裝載。


(2)透氣、除氣及蒸汽回收系統。該船采用每個液貨艙可設置單獨的透氣管的控制式液貨艙透氣系統。設置有專用的除氣風機進行貨艙內的除氣作業,并設置有固定的管道通知左舷裝卸貨區,當需要進行除氣作業時,采用液貨軟管將除氣總管連接至各個艙室的液貨注入管路,達到除氣目的。該船的蒸汽回收系統由氮氣/蒸汽回收總管和五根分回收管組成,在分路的回收管路處于不使用時,應進行盲斷處理,防止對回收管進行不必要的污染。


(3)洗艙系統。該船洗艙系統采用淡水、海水兩套獨立額洗艙系統,并能夠實現洗艙加熱器出口海水溫度應從20℃升至85℃加熱。


(4)貨艙加熱系統。由于該船NO.4~NO.6貨艙擬裝載與水產生劇烈反應的貨品,所以NO.4~NO.6貨艙采用熱油作為加熱介質,當NO.4~NO.6裝載不與水反應貨品時,也可以用蒸汽進行加熱。其余貨艙采用淡水/蒸汽進行加熱。


(5)貨艙冷卻系統。該船NO.4~NO.6貨艙設計強度滿足貨物在45℃時的蒸氣壓力,在此基礎上,船東選擇高端配備,為NO.4~NO.6貨艙設計冷卻系統。該船外部采用甲板水噴淋系統進行冷卻。艙內冷卻該船采用加熱冷卻盤管進行冷卻。該船首先需要考慮冷卻介質不與貨物發生反應。環氧丙烷與水有相容性,所以選擇水作為冷卻介質。


考慮冷卻介質的凍結溫度應低于工作溫度,該船航線為高緯度時,需要注意冷卻介質凍結問題,所以在水中加入乙二醇,降低冷卻介質的凍結溫度,該船便采用水與乙二醇混合溶液對NO.4~NO.6貨艙進行冷卻。


(6)貨艙溫度探測。該船的溫度傳感器,集成安裝在液貨深井泵上,利用三個溫度傳感器進行液貨溫度探測。其布置的位置為,一個盡量靠近艙室底部,一個要滿足規范要求,布置在60%貨艙深度以下,另一個布置在靠近貨艙上部位置,但應在95%高位報警液位時,貨品液面至少高于傳感器30cm,且不得大于整個探測器長度的90%。


該船配備的FRAMO深井泵采用康士伯提供的GC-300溫度傳感器模塊,將三個高度的溫度傳感器集成至一根管線內。


(7)惰氣系統。該船惰氣系統需要滿足成品油船和化學品船惰氣系統相關要求。對于化學品船惰氣介質需要滿足極低的煙塵和SO2,避免與所裝載的貨物進行化學反應,且在搭載特殊貨品時,需要極低含氧量。如該船NO.4NO.6貨倉裝載環氧丙烷,要求貨倉含氧量2%或以下按容積計算,根據IBC規則15.8關于運載環氧丙烷規定用于保護層的氮應為工業用純質的氮(其容積純度為99.9%)。 該船采用PSA技術氮氣發生裝置,產生的氮氣純度為95%~99.9%。


38000DWT不銹鋼化學品船是目前國內船廠在大型不銹鋼化學品船這個領域和CCS檢驗的重要嘗試,該系列船的成功建造是中國船級社(CCS)和船廠協同創新的重要體現,同時也標志著CCS在大型不銹鋼化學品船上的檢驗服務能力提升到了一個新的高度。 


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