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CCS:超大型矿砂船高质量发展背后的坚强支撑

新闻来源:中国船检    浏览量:325 胥苗苗 2019-06-24

2019年4月30日,比航母“辽宁舰”还要长58米,载重40万吨,足够装下660节火车皮(每节载60吨)的40万吨级超大型矿砂船“矿石湛江”(ORE ZHANJIANG)号正式交船。回顾近年中国大型矿砂船的建造发展历程,从23万吨矿砂船,到独立建造的30万吨系列矿砂船,再到如今的第二代超大型40万吨系列矿砂船的陆续交付,显示出了我国在超大型矿砂船方面卓越的综合实力。作为船舶检验方,中国船级社(CCS)为推动我国超大型矿砂船高速发展提供了强大的技术支撑,发挥了不可替代的作用。

 

CCS级VLOC船队世界最大

 

21世纪之前,国际上对矿砂的需求相对稳定,所以矿砂船的发展一直没有大的突破,数量也十分有限,20世纪80年代的矿砂船基本由日、韩船厂建造,其中最大的是1986年由韩国现代造船公司为挪威船东建造364767吨的“BERGE STAHL”号矿砂船,此船用于巴西PDM港和法国敦刻尔克港之间运输铁矿石。而同期,中国没有建造过大型矿砂船,国内也一直没有开展大型矿砂船的研究工作,因此超大型矿砂船主要技术一直掌握在日、韩手中。

 

进入21世纪,中国经济迅速发展,对钢铁的需求不断增加,矿砂进口激增,再加上亚洲其他国家,如韩国、日本,对矿砂的进口需求也日益增加,因此亚洲市场对矿砂船的需求大量增加。这就极大地刺激了超大型矿砂船的发展,订船数量明显增多,并且大型化的发展趋势十分明显。自2003年起,中国已经成为世界最大的铁矿石进口国,铁矿石年进口量逐年快速攀升。中国船东相继签订了一批超大型矿砂船建造合同,促进了超大型矿砂船的发展。

 

值得一提的是,国内造船界组织开展了一系列超大型矿砂船的研发工作,大型矿砂船建造和船队发展取得了明显成效。例如,在原国防科工委高技术船舶专项资金的支持下,由中国造船工程学会、中国船舶工业行业协会、中国船舶工业集团公司、中国船舶重工集团公司、中国船级社、中国远洋运输集团总公司等单位联合承担的《超大型矿砂船船型开发项目》,开发了23万、32万、40万吨级矿砂船系列船型,此举使得国内业界在技术上显著缩小了同日韩的差距,并一步步助推中国在超大型船舶技术方面走向世界前列。

 

作为大型矿砂船的技术服务第三方,CCS在我国大型矿砂船高速发展中也得到了锤炼,技术能力和服务水平得到快速提升。据CCS40万吨VLOC总项目副经理田兆波介绍,CCS在大型矿砂船服务能力大致可以分为几个阶段,经过前期的经验吸收总结(建造检验了23万吨矿砂船)、独立发展(建造检验了30万吨系列矿砂船)阶段,CCS积累并自主建立起了配套的技术服务能力体系。2013年世界首制船型25万吨系列矿砂船开工,入CCS单一船级,CCS在超大型矿砂船领域的服务能力得到了进一步的发展和印证,伴随着2016年40万吨系列船矿砂船的开工,CCS进行了独立的审图及检验服务,进一步明确了CCS在大型矿砂船全系列船上的服务能力。近十多年来,CCS通过一系列大型矿砂船改装船项目、新造船项目、国家科研项目逐步积累了丰富的经验,并陆续新建了23万吨、25万吨、29.8万吨、32.5万吨、40万吨等多型矿砂船入级CCS,尤其是25万吨矿砂船属于业内首创、全球首制,该船型在国内外获得多次奖项。

 

目前,随着“矿石湛江”(ORE ZHANJIANG)号交付,CCS级VLOC船队规模达到950万总吨,规模已跃居世界第一。

 

构筑技术服务新高地

 

近些年,CCS在大型矿砂船领域建立起了完整的服务能力,特别是在技术服务能力方面,通过自主开发软件进行全船有限元和舱段有限元计算、疲劳计算以及振动噪声预报,并进行结构节点优化和相关计算服务,构建了在大型矿砂船领域的结构计算能力。同时,还建立了大型矿砂船轴系专项技术服务,确保轴系的营运安全性。

 

在超大型矿砂船各船体结构中,机舱结构尤为复杂,常规的规范校核方法不能完全保证足够的结构强度。对此,中国船级社规范与技术中心从建模准则及边界条件、载荷及载荷组合、船体梁目标载荷调整方法以及强度评估衡准等方面制定了VLOC机舱有限元直接计算方法,并开发了专门用于VLOC机舱有限元直接计算的相关软件。CCS超大型矿砂船机舱有限元直接计算软件应用于超大型矿砂船结构强度关键技术研究和实船计算,标志着CCS在超大型矿砂船结构强度有限元计算方面具有了完整的技术和服务能力,成为了CCS服务于业界的重要工具。

 

为了获得既安全又经济、环保的船体结构,尤其是保证新型、大型船舶的结构安全,需要尽可能精确地对船体结构在复杂载荷作用下的屈曲能力和极限承载能力进行分析。为此,中国船级社(CCS)与中国船舶科学研究中心合作开发了具有更高计算分析精度的高级屈曲评估软件COMPASS-ABA。目前,该软件在40万吨级等超大型矿砂船(VLOC)结构的屈曲评估中已经得到初步应用和验证,对于一些关键区域结构设计的安全起到了重要的技术保障作用。该软件的发布标志着CCS具备了独立开展高级屈曲分析和技术服务的能力。

 

田兆波表示,尤其值得一提的是,根据大型矿砂船的结构特点,CCS探索并推广使用了TOFT-PAUT等先进无损探伤技术,并在该系列船上首次使用相关附加标志。PAUT和TOFT探伤作为目前最为先进的无损探伤技术,对厚板焊接及铸钢件缺陷的检出率及可靠性上都有着传统探伤无法比拟的优势。40万VLOC船型上超厚钢板大量使用的使用,仅49mm EH36的面积就达近9000m2,为此,船厂普遍选用了双丝埋弧焊的高效焊接方式,而这对焊接缺陷的控制又提出了更高的要求,针对这种情况,总项目管理组向船东和船厂大力推介了PAUT和TOFT探伤,先进的检测方案能够以图像化的形式反映出焊接缺陷,极大地改善并提高了焊接质量。此次PAUT&TOFD联合检测为国内船舶行业首次应用,上海技术中心及无损检测中心投入大量新技术研发人员和高尖端设备,针对该项目进行了工艺开发和试块设计,在现场检测过程中克服了多种难题,保质保量地完成了检测工作,积累了更多的中厚板PAUT&TOFD联合检测技术的经验,填补了中厚板新技术联合检测的空白,完善了大型船舶重点区域的质量控制。

 

此外,CCS在新技术新要求上也提供了完备的技术方案,包括SCR安装、EGC安装和压载水处理装置安装等解决方案。与此相配套,CCS还创新了大型矿砂船独特的项目管理制度,实施总项目组管理模式,提升技术服务的一致性和准确性,并开发了相关的配套服务软件,促进项目的品质提升以及内部技术积累和技术转移。

 

用高质量服务创造价值

 

40万吨VLOC项目是中国船级社“十三五”时期服务于中国矿物运输客户的最大项目,为了在矿砂船船型上进一步提高个性化服务水平,确保服务能力达到国际领先水平,同时不断提高服务时效和客户满意度,中国船级社于2016年7月8日正式成立40万吨VLOC项目组,以“集中管理、简洁高效、亮点突出”为工作宗旨,全力实现“为社会和客户创造价值”的项目最高目标。

 

CCS项目管理组时刻关注客户对项目服务满意度的提升,为船东/船厂提供增值服务。使用电脑软件对船舶进行3D建模生产设计是现代造船模式的基本形式,国内各大造船厂也已普遍采用,各方共同对生产设计的3D模型进行检查和评审,能够在船舶建造施工之前发现和解决大部分的技术问题并布置完善。但目前国内许多船厂并未充分意识到这一点,3D模型评审仅局限于工厂内部进行,为后期的建造质量及建造周期埋下了较大的隐患。CCS项目组充分认识到这点,策划并推动了船东、船级社和船厂共同对3D模型评审的模式,最终促成了参与建造40万吨VLOC所有船厂、船级社全部加入了这一评审活动。通过评审,不仅在开工前完成了船舶机电设备的生产设计审查,同时也使船东对于维护保养和使用便捷的修改意见在各家船厂得以统一和落实,避免了船厂在后期船舶建造过程中大的修改,为确保船舶建造质量和周期打下了坚实基础,据某船厂同类船型的首制船统计,改单数量降低超过1/3。

 

CCS的服务能力还重点体现在现场检验方面。据田兆波介绍,根据40万吨大型矿砂船的订单特点,CCS针对现场检验推出了独特的项目管理制度,实施总项目管理制度,并配套推出了NPM台帐系统、内部KC以及云盘系统等内部技术收集处理工具,提升现场检验的针对性,减少现场的文案工作,促进不同厂区的项目协同工作,在项目实施过程中,帮助船东、船厂解决了大量的技术问题,具体包括:总项目组组织了对所有40万吨矿砂船建造厂区的生产设计图纸审查,对发现的生产设计问题进行提前沟通消除,避免了后续建造过程中的结构改动;针对在建的40万吨矿砂船,总项目组提供了全流程的轴系安装服务,针对船厂的镗孔、轴承压装、轴系校中及轴系试航等工作提供分阶段的技术审核工作,期间帮助多家船厂完成了多项技术分析和处理工作;针对特殊法定事项进行了专题研究和汇总,并对各家船厂进行了技术交流和支持,保障了后期法定特殊事项的顺利实施;针对大型矿砂船EL100快速装载、智能船舶附加标志和LNG-Ready等要求,提供专项的技术服务。同时,CCS在该型船入级服务中充分利用统筹调配内部资源的优势,组织项目内部的技术力量,编写了“40万吨VLOC新造船项目策划要求”“第二代40万吨VLOC结构要点”“40万吨VLOC建造关键问题介绍”“40万吨VLOC法定技术要点”“新生效公约规范介绍”等一系列的培训资料,给客户提供了品种丰富、高效优质的服务,获得客户的高度认可。

 

在对客户提供高效、优质服务的同时,总项目管理组重视内部管理创新,确保各现场检验项目组与总项目管理组形成有机整体,以保障项目内部管理指令、技术要求和质量信息在各项目组间的顺利传递,通过对管理程序的优化,实现了管理层级的压缩、管理流程的简化,通过每周一次的视频例会,实现信息共享和管理指令畅通,同时,为了保证现场的重要信息随时传递、长期保存贡献、查阅便利,确保重要技术问题快速解决。适时开展了特色项目服务,包括和船东/船厂的专项技术交流、投入营运前后的“三个紧密”的服务等等。CCS快速、及时的全方位有效支持和帮助,得到了客户的一致好评。

 

着力于全生命周期服务是中国船级社服务客户的关键点之一,伴随CCS数字化船级社的建设,在大型矿砂船项目管理上创新使用结构化项目管理方法,积累形成了建造过程中的测量数据和技术发现等案例,一次性做精做细,形成大型矿砂船的数据积累,在项目结束时向客户共享部分资料,确保后续营运检验的技术资料即刻所得,为后续营运检验服务做好技术支持。

 

随着我国超大型矿砂船迈进高质量发展新时期,CCS在超大型矿砂船的检验方面实现了从无到有、从有到优,下一步,CCS还将同业界一道,进一步发挥CCS大型矿砂船型技术方面的引领作用,助力超大型矿砂船的高质量发展。

 
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