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西南最大“钢铁侠”诞生记

2021-12-04王思佳

中国船检 2021年11期
关键词:钢铁侠双相船厂

本刊记者 王思佳

2021 年9月23日,中远海运上海公司旗下中海化工运输有限公司订造的13800DWT不锈钢化学品船首制船在重庆川东船舶重工有限责任公司顺利下水,计划于2022年4月交付。该船由中国船级社(CCS)检验,该船的成功下水是继中海化工7800DWT不锈钢化学品船“金海澜”“金海涛”项目成功合作之后,三方的再度携手。

多项创新技术加持

本次下水的这艘13800DWT不锈钢化学品船来头可不小,不仅应用了直流母排、智能化船舶管理等领先技术,还是迄今为止长江上游及西南地区建造的主尺度和载重吨最大的国际航行不锈钢化学品船,名副其实的西南最大“钢铁侠”。

据介绍,该不锈钢化学品船总长约129.0米、型宽22.0米,型深11.4米, 设计吃水8.50米、航速12.8节、续航力7500海里,为单柴油机、单桨驱动液货船,用于散装运输液体化学品/成品油,符合中国船级社《国际散装运输危险化学品船舶构造和设备规则》II型船的要求,液货舱及污油水舱为一舱一泵,可允许同时装载16种不同品种的化学品,液货舱周界采用2205双相不锈钢。

该船由中远海运集团订造,中国船舶及海洋工程设计研究院(MARIC)研发设计,重庆川东船舶重工承建,入级CCS。该船申请智能船舶附加标志i-Ship(E),设计预留了超级电容接口及相关控制模块、在轴带发电机与柴油机并车推进方面实现技术创新。

那么,这些技术创新的应用为该船带来了哪些不同于其他船的优势呢?据CCS涪陵办事处验船师谭小康介绍:“该船配备了轴带电机,轴带电机工作在轴带发动机模式(PTO)时,轴带发电机向直流母排及交流电网供电,轴带电机电网侧变频模块的输出电压和频率具有和辅助柴油发电机类似的下垂特性,因此轴带发电机可单独运行为船舶供电,也可以与主发电机组长期并联运行为船舶供电,经验表明轴带发电机可使船舶运营发电能耗费用降低15%~20%。轴带电机可工作在轴带电动推进模式(PTH),此时主机停机并离合器脱排,由轴带电动机单独推进,可维持船舶基本推进需求,最高航速可达10节,提高了船舶航行安全冗余度,同时轴带电机推进可弥补主机低速运行时不经济的缺点,降低船舶油耗。该船还预留了超级电容接口及相关控制模块,后续能加装超级电容,超级电容可使用船电或者岸电充电,船舶航行中轴带电机工作在轴带发动机模式(PTI)时,超级电容持续放电为轴带电机供电,轴带电机承担部分推进功率,与主机联合推进,进一步降低船舶油耗。”

预留超级电容接口及相关控制模块这个设计创新十分超前,是首次运用到此类船舶上。为了给船舶电网提供更为灵活的解决方案,该船设计时便预装了超级电容的控制模块,这类似Ready船型,为船东留出了更多时间选择理想的超级电容,即为以后加装新能源预留接口,未来各种型式电池、电容都可以通过这个接口接入船舶的电网,这跟汽车上预留导航、通风等按钮空间是一个道理。这使得船东在选择及运营成本控制上可以有更多选择,未来新能源接入的可操作性也更强了。尤其是在当下大家都还在探索前路的时候,预留更多选择,意味船东在未来能更加从容应对“碳达峰、碳中和”的技术变化。

“该船轴带系统采用水冷低谐波AFE直流母线驱动方案,直流综合驱动变频柜兼具有直流配电板和变频器的功能,直流综合驱动变频柜主要由电机侧变频模块、电网侧变频模块、直流母排、DC/DC模块、侧推逆变模块、货油泵供电开关等构成。可同时完成对超级电容自动运行控制和管理,对轴带电机的变频控制,对侧推和货油系统的配电运行管理,以及对交流电网的供电控制,直流母排系统的好处在于可以将电池、电容这类零排放的新能源接入船舶配电系统,降低船舶碳排放。”谭小康补充道。

据介绍,该型船舶是近年来重庆地区单笔合同金额最大的船舶海工类外贸订单。该项目的成功建造,标志着重庆市地方政府推动重庆航运装备产业集群发展,强化智能船舶研发制造,整合造船工业制造等产业目标迈出了坚实一步。

确保建造质量和进度

西南最大,外加如此多的创新技术加持,该船从设计到建造交付又有哪些鲜为人知的故事呢?

“作为重庆乃至西南地区迄今为止承接建造的最大载重量船舶,该船无论从体量还是建造质量、工期要求方面,都给建造单位、检验单位带来全新的挑战。”CCS涪陵办事处验船师覃乐红感叹道。

建造任务重,难度大,挑战显而易见。为此,船厂方面加强组织策划,对不锈钢平板拼焊及板单元制作场地进行流水线改造,对各厂房实行胎位规划,对下水斜架进行承重改造。推行船舶预舾装、精度建造、无余量合拢、定置化专业生产工位、量化派工制度、看板管理。积极组织开展劳动竞赛、技术攻关赛和突击活动,稳步推进该船节点目标。值得一提的是,液货舱建造占全船工作总量的80%,根据以往建造经验和体量估计, 13800吨一个液货舱分段建造周期约68天,随着公司《缩短13800吨不锈钢化学品船液货舱单个分段建造周期》课题的开展,将一个液货舱分段制造周期由68天缩短至56天,初步估计单个液货舱分段成本节省46000多元,有效提升了建造效率,降低了成本。该课题荣获2021年度重庆市质量协会质量信得过班组成果交流会三等奖。另外船厂设计院电气设计室凭借该项目荣获质量信得过班组一等奖,取得报送全国质量信得过班组资格。

在积极加强生产组织与管理的同时,船厂强化自主创新,研发12mm以下板厚的2205双相不锈钢无坡口埋弧焊焊接工艺、无码装配、改进槽型舱壁施工工艺、全力推进支柱式通用胎架等新的建造方法和工法运用,既提高了生产效率和产品质量,又缩短了建造工期、降低了成本。其中,12mm以下板厚的2205双相不锈钢无坡口埋弧焊焊接工艺采用不开设破口双面埋弧自动焊接的方式,施以压载墩控制分段建造过程中的变形。使分段装配成型后不锈钢的焊接量减少75%左右,分段成型后的焊接量少更有利于控制分段变形。

从船检角度来看,项目伊始,CCS便组织派遣了技术过硬、不锈钢化学品船检验经验丰富的验船师组成驻厂检验项目组,并与船厂联合成立项目临时党小组。在执行检验过程中,CCS上下联动,定期安排专家组进行监控检查,指导驻厂项目组精心开展检验管理策划、认真开展合同前服务、聚焦不锈钢化学品船建造难点,累计完成检验周报61期、月报14期,与船东船厂开展月度质量分析10次,发送检验通知单11次,全面有效保障了项目进度节点。

针对不锈钢拼板技术难点,项目组在初期协助船厂完成12mm以下板厚2205双相不锈钢无坡口埋弧焊焊接新工艺研发和技术攻关,大大提高不锈钢拼板焊接效率。项目组在不锈钢检验过程中对不锈钢保护、焊接、变形控制、铁素体测量、关键节点装配等重要问题积极钻研,总结了2205不锈钢的检验要点,保质保量完成了该船不锈钢检验任务。

期间,CCS还围绕项目先后完成了《开工订货注意事项》《新造船有害物质清单(IHM)编制》《不锈钢保护》《结构关键节点监控技术》等个性化技术培训,圆满完成下水前的各项检验工作,保障了船舶最终的顺利下水。

项目组根据建造进度和检验经验,适时的给予风险提示和检验提醒。先后给予多项技术提示,包括磁罗经配备及安装技术提示,MSC.337(91)船上噪声等级规则技术提示,关于MEPC.324(75)决议生效后燃油取样点设置的技术提示,以及偏心轴承整体艉管安装定位工艺控制要点等技术提醒,这些技术提示有力地确保了该项目的建造质量和进度,获得船东、船厂高度认可。

三方携手共奏凯歌

不锈钢化学品船的建造比较特殊,可建造此类船型的企业数量不多。本次负责建造的船厂,可谓是世界知名的特种化学品船建造企业。自2003年开建第一艘不锈钢化学品船以来,重庆川东船舶重工已先后为中国长航、中化集团、中海油,新加坡、挪威、日本、英国、韩国等船东批量建造了3000吨级、5000吨级、7000吨级、10000吨级特种化学品船50多艘,是世界上建造中小型特种化学品船数量最多的船舶企业之一,获得国际国内航运界普遍赞誉,成功树立起“川东化学品船”品牌。该公司是中国船舶集团在长江上游和西南地区最大的现代化造船企业。公司从2003年开始建造不锈钢化学品船起,其不锈钢化学品船的制造水平便在国内外处于领先地位,其中有30艘化学品船入级中国船级社,船舶质量得到全球航运公司的认可。

此次建造的13800DWT不锈钢化学品船不仅是西南地区、长江上游最大,也是该公司有史以来建造的最大载重吨位船舶,该船的顺利下水标志着公司不锈钢化学品船的制造水平迈上了新的台阶。

说到船东方更是来头不小,中远海运(上海)公司及旗下的中海化工运输有限公司依托中远海运集团大力发展特种船舶的定位,在化学品水上运输行业中逐步壮大,在化学品运输中创造了多个“第一”。公司前期在川东船厂投资建造了7800DWT不锈钢化学品船“金海澜”“金海涛”项目,投入市场后该型化学品船质量获得高度认可,因此继续选择在川东船厂建造13800DWT新项目,此次除了2艘13800DWT不锈钢化学品船,公司还在川东船厂续订了2艘8000DWT船。此次13800DWT不锈钢化学品船项目的成功下水,标志着公司乃至中远海运集团“十四五”期间进一步加快加大化学品航运公司船队建设的目标迈出了实质性的一大步。

多年来,CCS在化学品船方面取得了丰富的经验。截至目前,CCS完成了60多艘万吨级以上化学品船新造船的入级建造检验和发证,覆盖中国船舶集团公司第708研究所、上海船舶研究设计院、大船重工、佳豪、瀚顺、欧得利等国内主要设计单位的IMO CLASS1/2/3实船入级和AIP项目。在本次建造项目中,CCS作为检验方参与其中,始终秉承“安全、环保,为客户和社会创造价值”的服务宗旨,为客户竭力提供优质检验服务。

这次项目的圆满完成并不是重点,而是新的起点。着眼当下,还有亟待攻克的难关与挑战。覃乐红认为,接下来需要重点攻克的方向有两点:一是不锈钢复合材料的运用。现在的不锈钢化学品船中,双相不锈钢因其强度高,可降低材质重量,进而减少空船重量的优势成为市场主流。但双相不锈钢造价昂贵,随着近年钢材价格大幅上涨,船厂、船东的成本压力持续增大。在这种背景下,业界对于不锈钢复合材料替代双相不锈钢,从而降低成本的需求呼声越来越大。不锈钢复合材料是由碳钢和不锈钢两种材质经特殊工业贴合而成,在工业领域运用已比较成熟,在船上应用不多,因此还需要技术的积累和攻关。该材料的应用可能是未来不锈钢化学品船的发展方向。二是缩短船舶建造周期。不锈钢化学品船建造工艺较为复杂,其建造周期相对较长,重庆川东船舶重工的建造周期一般在1~2年间。鉴于当前国际国内化学品运输市场需求旺盛,船舶越早出厂投入运营,越能给航运公司带来可观的经济效益。目前船厂的不锈钢建造工艺已比较成熟,如何在保障质量的同时,持续改进工艺,加强协调,缩短后续建造船舶周期,是船厂和船东非常关注的问题,也是船厂面临的最大挑战。

面对新的挑战,CCS坚信,只要相关各方携手合作,定能攻坚克难,共同助力行业的发展,为服务交通强国建设贡献力量。

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