海上“超級帶貨王”是如何煉成的
◎本報記者 金 鳳
萬里長江經過江蘇南通時,迎來一片最為寬闊的水面。這里也是長江最為繁忙的航段之一。
近日,科技日報記者走進長江邊的南通中遠海運川崎船舶工程有限公司(以下簡稱南通川崎),在50萬噸級的船塢內,一座龐然大物映入眼簾。
高高聳立的集裝箱綁扎橋,最多能裝載24188個標準集裝箱,滿載后可達24層樓高,船長399.99米,甲板面積相當于3.5個標準足球場大……這就是目前世界最大級別的“24188標箱超大型集裝箱船”(以下簡稱24188箱船)。
前不久,南通川崎自主研發(fā)設計建造的同系列船型中的第五艘船“東方澤布呂赫”號(OOCL ZEEBRUGGE)在大連如期交付。
24188標箱系列船是目前全球市場上設計航速最高、裝箱量最大的集裝箱船,被稱為海上“巨無霸”和“帶貨王”。它融合了當今船舶建造領域的前沿技術,多項指標達到世界領先水平,為國家高技術船舶名錄產品和江蘇省重大科技成果轉化項目,堪稱船舶設計與建造領域的“明珠”。
突破技術難題,打造堅固的海上“巨無霸”
“大型船舶在海上航行時,艙口圍、主甲板部位的強度和剛度很重要,這些部位受到的應力最大。根據事故統(tǒng)計數(shù)據,裂紋往往從艙口圍、主甲板區(qū)域產生,因為貨艙區(qū)域開口很大,角隅處應力集中,為了確保船舶足夠堅固,同時兼顧重量控制,我們在主甲板和艙口圍部位使用了一款厚達90毫米的極厚止裂鋼板?!蹦贤ùㄆ辄h委書記、副總經理徐文宇介紹。
如此厚的板材要采用對接焊拼接起來,每道焊縫至少需要數(shù)十道焊接工序,且要求拍片檢驗時達到100%的合格率,持有特殊焊接資質的人員方可操作,難度之大、工藝要求之高可想而知。
在高應力區(qū)開管路貫穿孔是非常有挑戰(zhàn)性的課題,為了確保超大型集裝箱船船體結構安全,設計團隊創(chuàng)新鋼板的開孔工藝和強度補償方法,以信息化技術為支撐,實現(xiàn)了極厚鋼板切割的一次成型,提升了加工效率,確保了產品質量。甲板開孔成果的應用,不僅實現(xiàn)了管路布置方式、貫穿形式在箱船設計中的創(chuàng)新和優(yōu)化,也實現(xiàn)了管路數(shù)量的進一步優(yōu)化。
集裝箱綁扎系統(tǒng)是集裝箱船舾裝設計的重中之重。徐文宇介紹,該船的集裝箱綁扎橋采用外綁優(yōu)先、內外綁兼用的四層橋雙綁綁扎系統(tǒng),可實現(xiàn)標箱、高箱無限制裝載;同時,45英尺集裝箱專用箱位采用業(yè)內首創(chuàng)的對稱布置方案,可滿足45英尺和40英尺集裝箱混合裝載時的綁扎需求。這些先進的設計極大地增強了該系列船的裝箱能力和靈活性。
精度控制是綁扎橋設計的關鍵之一,面對萬余只綁扎橋眼板空間測量難題,項目團隊深入研究后引進全新的空間測量設備裝置。該團隊通過三維建模,模擬真實裝載情況,經過數(shù)據測量、分析、演算后得出結果,讓難題迎刃而解。
“只有堅持自主創(chuàng)新,不斷提升自主設計能力,才能在國際競爭中掌握主動權?!毙煳挠钫f。
智能化、綠色化設計,助力船舶安全、低碳航行
24188箱船的研發(fā),還融合了最新的智能化手段。徐文宇介紹,該船擁有高度集成自動化的綜合駕駛臺,配備船岸數(shù)據平臺等多種智能系統(tǒng),具備航線優(yōu)化、主機監(jiān)測等多種功能,可實現(xiàn)智能化船舶管理。
“就航線優(yōu)化來說,智能系統(tǒng)會在船舶遭遇臺風或者在航線上遇到其他船舶時,幫助駕駛員決策,設計新的航線和合適的航速等?!毙煳挠钫f。
此外,技術團隊通過對理論知識、船級規(guī)范深入研究,創(chuàng)造性地拓展了技術路線方案,實現(xiàn)對船體結構全生命周期的智能安全管理,大大提高了船體的安全水平,獲得船東高度認可。
一系列創(chuàng)新設計,使24188箱船成功獲得美國船級社的智能船舶符號。
向綠色低碳轉型是我國船舶工業(yè)新的發(fā)力點。徐文宇介紹,該船從設計之初,就秉持綠色環(huán)保理念。技術團隊為該船配置脫硫塔和岸電系統(tǒng),并采用了環(huán)保冷媒和壓載水處理裝置,使該船獲得了美國船級社綠色船舶符號。
“我們還為該船配備了超長沖程主機和世界最大容量永磁軸帶發(fā)電機,并通過船體低阻線型優(yōu)化,結合高效節(jié)能系統(tǒng),該船的整體油耗和單箱油耗在同級別船型中處于世界領先水平,能效指數(shù)EEDI優(yōu)于基準值50%以上,這遠超國際海事組織(IMO)Phase3階段要求?!毙煳挠钫f。
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