“超級(jí)”跨越
—— 記中國(guó)船級(jí)社超大型礦砂船隊(duì)發(fā)展

趙 博

當(dāng)前，我國(guó)在超大型礦砂船（VLOC）建造方面有著卓越的綜合實(shí)力，這其中，中國(guó)船級(jí)社（CCS）為推動(dòng)我國(guó)VLOC的高速發(fā)展提供了強(qiáng)大技術(shù)支撐，發(fā)揮了不可替代的重要作用。

CCS緊緊圍繞“建設(shè)國(guó)際一流中國(guó)船級(jí)社”的目標(biāo)，緊緊跟住船舶大型化發(fā)展趨勢(shì)，不斷提升大型船舶的入級(jí)服務(wù)能力和服務(wù)品質(zhì)，在各類(lèi)超大型船舶方面均取得了顯著的進(jìn)步，而在VLOC檢驗(yàn)技術(shù)發(fā)展和入級(jí)服務(wù)船隊(duì)規(guī)模的快速增長(zhǎng)正是這一發(fā)展的縮影。

不積跬步，無(wú)以至千里

據(jù)克拉克森（Clarksons）統(tǒng)計(jì)，截至2021年3月9日 ，全球VLOC數(shù)量總計(jì)249艘（約3951萬(wàn)總噸），其中67艘（約1169萬(wàn)總噸）入CCS級(jí)，總噸占比約29.6%，船隊(duì)規(guī)模居全球首位。事實(shí)上，數(shù)據(jù)顯示入級(jí)CCS的VLOC船隊(duì)早在2019年中期已經(jīng)達(dá)到930萬(wàn)總噸，以25%的全球占比居于全球首位。克拉克森的最新數(shù)據(jù)表明，時(shí)隔一年多，入級(jí)CCS的VLOC船隊(duì)規(guī)模占比增幅高達(dá)4.6%，第一的位置已經(jīng)被CCS牢牢占據(jù)。

20世紀(jì)80年代，礦砂船基本由日本和韓國(guó)船廠建造，相關(guān)技術(shù)一直被國(guó)外船廠掌握。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)鋼鐵的需求和鋼鐵產(chǎn)能迅速并長(zhǎng)期占據(jù)世界第一，鐵礦石進(jìn)口需求急速擴(kuò)大。CCS敏銳洞察到了這一發(fā)展趨勢(shì)和需求，為服務(wù)于國(guó)家戰(zhàn)略能源海運(yùn)運(yùn)輸發(fā)展，迎難而上，陸續(xù)開(kāi)展了一系列關(guān)于礦砂船建造規(guī)范和船型技術(shù)的研發(fā)工作。

回顧這一發(fā)展歷程，可以說(shuō)CCS大型礦砂船船型技術(shù)的發(fā)展是從世界首例大型單殼油輪（VLCC）改裝為VLOC起步發(fā)力的，不能不說(shuō)這為CCS的VLOC技術(shù)發(fā)展宏圖抹上了一筆傳奇色彩，這就是著名的“河北創(chuàng)新”輪。

2004年初，CCS召開(kāi)“單殼超大型油船（VLCC）改造為專(zhuān)用礦砂船技術(shù)研討會(huì)”，吹響了CCS沖擊和突破大型礦砂船船型技術(shù)的“沖鋒號(hào)”。隨后，河北遠(yuǎn)洋運(yùn)輸集團(tuán)股份有限公司旗下一艘單殼超大型油輪于當(dāng)年6月進(jìn)廠改造。在CCS從規(guī)范計(jì)算、審圖到現(xiàn)場(chǎng)改建工藝等全方位支持下，于2005年2月完成改造，經(jīng)華麗轉(zhuǎn)身的VLOC“河北創(chuàng)新”輪以新生姿態(tài)再度回到蔚藍(lán)海洋。正如其名，這個(gè)改造項(xiàng)目的關(guān)鍵就是“創(chuàng)新”：這是全球第一艘由大型單殼油輪改造成為大型礦砂船，“她”既為面臨強(qiáng)制淘汰的大量單殼油輪創(chuàng)出了一條重生之路，又迎合了我國(guó)礦砂海運(yùn)需求迅猛增長(zhǎng)的需要；而對(duì)CCS而言，更為重要的是，“她”開(kāi)啟了CCS在礦砂船船型技術(shù)全面發(fā)展的序章。自此，CCS的VLOC船型技術(shù)和船隊(duì)規(guī)模發(fā)展一步步走上了快車(chē)道。

2005年，CCS聯(lián)合中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)、中國(guó)船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì)、原中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)公司、原中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司、原中國(guó)遠(yuǎn)洋運(yùn)輸集團(tuán)總公司等單位承擔(dān)《超大型礦砂船船型開(kāi)發(fā)項(xiàng)目》，開(kāi)發(fā)了多個(gè)載重噸級(jí)礦砂船船型，在技術(shù)上縮小了與日本和韓國(guó)船廠之間的差距。

2008年，南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司交付了我國(guó)首艘30萬(wàn)噸級(jí)VLOC“合恒”輪，顯示我國(guó)具備了自主開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)國(guó)際先進(jìn)水平VLOC的能力。

2010年初，我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第一艘23萬(wàn)載重噸級(jí)“中海興旺”輪交付并入CCS級(jí)。

2014年，25萬(wàn)噸級(jí)礦砂船“山東和諧”輪交付并加入CCS單一船級(jí)，CCS在礦砂船領(lǐng)域的服務(wù)能力得到進(jìn)一步印證。而隨后交付的同型船“山東政通”輪則入選了由英國(guó)皇家造船工程師學(xué)會(huì)主辦的世界精品船型雜志《SIGNIFICANT SHIPS》評(píng)出的“2015年世界最佳50船”。

2015年，CCS一次性獲得30艘40萬(wàn)噸級(jí)VLOC入級(jí)項(xiàng)目，是CCS在VLOC領(lǐng)域新建船迄今最大的訂單，且CCS還是其中唯一擁有單一船級(jí)訂單的船級(jí)社。40萬(wàn)噸級(jí)VLOC是當(dāng)前全球最大載重量的礦砂船船型，也是最大載重量運(yùn)輸船船型之一。作為第二代40萬(wàn)噸級(jí)VLOC的代表船型，其結(jié)構(gòu)安全在第一代船型基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，采用多種結(jié)構(gòu)高級(jí)計(jì)算方法校核，滿足單艙快速裝載及礦物全液化要求；在綠色環(huán)保方面，配備超長(zhǎng)沖程電噴主機(jī)、裝設(shè)消渦鰭和非對(duì)稱(chēng)前置導(dǎo)流罩、高壓岸電系統(tǒng)、壓載水處理裝置、艙柜節(jié)能裝置，使用LNG-Ready方案并加裝了脫硫裝置，充分適合當(dāng)前船舶的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。2018年1月，首制船“遠(yuǎn)河海”輪在上海外高橋造船有限公司建造交付，其能效較之第一代VLOC有大幅度的提高，單位海里油耗降低約30%。同年11月28日，隨著CCS進(jìn)行獨(dú)立審圖及檢驗(yàn)服務(wù)的首艘單一船級(jí)40萬(wàn)噸級(jí)VLOC（“ORE SHANGHAI”輪）順利交付，CCS向業(yè)界展示了中國(guó)船級(jí)社在礦砂船全系船舶方面的審圖和檢驗(yàn)?zāi)芰Α?020年初，“遠(yuǎn)千?！陛喌慕桓稑?biāo)志著“中國(guó)礦運(yùn)40萬(wàn)噸系列礦砂船項(xiàng)目”圓滿收官，也意味著CCS已建立全面完整的技術(shù)能力和服務(wù)體系，走向世界先進(jìn)水平。

成績(jī)?cè)从诩夹g(shù)、檢驗(yàn)及創(chuàng)新

船隊(duì)規(guī)模全球第一，是對(duì)CCS在VLOC船隊(duì)入級(jí)檢驗(yàn)服務(wù)綜合能力的最好肯定，其背后則是CCS抓住和緊跟國(guó)家能源運(yùn)輸戰(zhàn)略發(fā)展要求，踐行國(guó)家賦予的“船檢國(guó)家隊(duì)”使命和在這一領(lǐng)域長(zhǎng)期堅(jiān)持船型技術(shù)研究、創(chuàng)新檢驗(yàn)、提高服務(wù)能力的辛勤耕耘和不懈努力。

VLOC“河北創(chuàng)新”輪

我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第一艘23萬(wàn)載重噸級(jí)“中海興旺”輪

在規(guī)范技術(shù)方面，為適應(yīng)大型礦砂船的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)需要，配合國(guó)家開(kāi)展大型礦砂船船型開(kāi)發(fā)研究的計(jì)劃，CCS先后研發(fā)、頒布了《礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南》《礦砂船船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接計(jì)算指南》等規(guī)范性文件，并結(jié)合實(shí)船設(shè)計(jì)與審圖應(yīng)用情況及反饋，不斷修訂完善。CCS還在液態(tài)礦砂貨品研究、快速裝載等特殊技術(shù)研究方面建立了一套獨(dú)特體系。如今，CCS已經(jīng)全面掌握VLOC船型特點(diǎn)，并能夠根據(jù)船東和礦商具體需求進(jìn)行船型定制化開(kāi)發(fā)，確保結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險(xiǎn)和成本的最優(yōu)匹配。

在軟件技術(shù)方面，CCS自主開(kāi)發(fā)全船有限元和艙段有限元計(jì)算、疲勞計(jì)算及振動(dòng)噪聲預(yù)報(bào)軟件，并可進(jìn)行結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)優(yōu)化和相關(guān)計(jì)算服務(wù)，構(gòu)建了在大型礦砂船領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)計(jì)算能力。對(duì)VLOC的船體結(jié)構(gòu)而言，機(jī)艙結(jié)構(gòu)尤為復(fù)雜，常規(guī)規(guī)范校核方法不能完全保證對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的充分驗(yàn)證，CCS從建模準(zhǔn)則、邊界條件載荷及載荷組合和船體梁目標(biāo)載荷調(diào)整方法，以及強(qiáng)度評(píng)估衡準(zhǔn)等方面，制定和開(kāi)發(fā)了VLOC機(jī)艙有限元直接計(jì)算方法/軟件，應(yīng)用于該類(lèi)型船舶的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度關(guān)鍵技術(shù)研究和實(shí)船計(jì)算，在VLOC結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有限元計(jì)算方面形成了完整的技術(shù)和服務(wù)能力。為獲得安全經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的船體結(jié)構(gòu)，尤其保證新型、大型船舶的結(jié)構(gòu)安全，需盡可能精確地對(duì)船體結(jié)構(gòu)在復(fù)雜載荷作用下的屈曲能力和極限承載能力進(jìn)行分析，為此，CCS與中國(guó)船舶科學(xué)研究中心合作開(kāi)發(fā)了具有更高計(jì)算分析精度的高級(jí)屈曲評(píng)估軟件（COMPASS-ABA），這對(duì)船舶關(guān)鍵區(qū)域結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全起到了重要的技術(shù)保障作用。

在專(zhuān)用技術(shù)應(yīng)用方面，CCS也是行業(yè)的積極推動(dòng)者，力求推動(dòng)船舶工業(yè)在環(huán)保方面的創(chuàng)新與革命。CCS就40萬(wàn)噸級(jí)VLOC的船舶廢氣清潔系統(tǒng)改裝進(jìn)行深入研究，與船東和租家對(duì)改裝必要性、經(jīng)濟(jì)性及改裝方案進(jìn)行充分交流，為船東決策提供了有效的技術(shù)支持；在壓載水管理技術(shù)方面，CCS基于礦砂船航線、加裝及排放壓載水港口、壓載水處理能力、處理方式和操作限制、安裝面積、空間及布局、重量、電力配置和相關(guān)設(shè)備等要求，梳理了不同壓載水處理裝置安裝過(guò)程注意要點(diǎn)，并基于取樣總結(jié)進(jìn)行壓載水管理系統(tǒng)安裝調(diào)試取樣技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究；在排放控制方面，結(jié)合礦砂船實(shí)際布置情況，CCS從脫硫塔體及排氣管布置、煙囪的設(shè)計(jì)、消防、洗滌水供應(yīng)/排出和閉式循環(huán)預(yù)留等方面，對(duì)營(yíng)運(yùn)礦砂船提出一套經(jīng)濟(jì)可行的脫硫系統(tǒng)改裝方案并成功實(shí)踐。CCS還對(duì)LNG動(dòng)力技術(shù)在礦砂船的實(shí)船應(yīng)用進(jìn)行持續(xù)跟蹤研究，并從船舶運(yùn)營(yíng)實(shí)際需求和布置的角度出發(fā)，對(duì)部分LNGReady型VLOC燃料艙改裝貨艙進(jìn)行論證，在技術(shù)上系統(tǒng)性地解決了因該型船貨物區(qū)域整體前移造成的一些問(wèn)題（如浮態(tài)調(diào)整、液艙布置和貨艙裝載量巨大變化導(dǎo)致船型滿載中垂超大<約40mm>、滿載總縱彎矩增大<68%>，以至空船重量加大、無(wú)法滿載），以求全力為客戶提供豐富、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

25萬(wàn)噸級(jí)礦砂船“山東和諧”輪

“山東政通”輪

CCS進(jìn)行獨(dú)立審圖及檢驗(yàn)服務(wù)的首艘單一船級(jí)40萬(wàn)噸級(jí)VLOC“ORE SHANGHAI”輪

CCS的優(yōu)質(zhì)服務(wù)還體現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)和創(chuàng)新項(xiàng)目管理方面，以“40萬(wàn)噸級(jí)VLOC項(xiàng)目”檢驗(yàn)實(shí)例為例，項(xiàng)目組編寫(xiě)了“40萬(wàn)噸級(jí)VLOC新造船項(xiàng)目策劃要求”“第二代40萬(wàn)噸級(jí)VLOC結(jié)構(gòu)要點(diǎn)”“40萬(wàn)噸級(jí)VLOC建造關(guān)鍵問(wèn)題介紹”“40萬(wàn)噸級(jí)VLOC法定技術(shù)要點(diǎn)”和“新生效公約規(guī)范介紹”等材料，另結(jié)合審圖、建造檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，編寫(xiě)發(fā)布《礦砂船結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)指南》，對(duì)VLOC船舶現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)起到了有效的指導(dǎo)作用。同時(shí)，CCS以提高服務(wù)效率和服務(wù)一致性為目標(biāo)創(chuàng)新性地推出總項(xiàng)目管理模式，并在40萬(wàn)VLOC項(xiàng)目上首次應(yīng)用。新的項(xiàng)目管理模式對(duì)三個(gè)省區(qū)、五家船廠的項(xiàng)目實(shí)施集中管理，項(xiàng)目間在技術(shù)、檢驗(yàn)、服務(wù)組織等方面實(shí)現(xiàn)全方位的順暢交流和協(xié)同合作，極大地提升了客戶對(duì)CCS服務(wù)的滿意度。以此為基礎(chǔ)，總項(xiàng)目管理模式得以在其他大型船舶項(xiàng)目上進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用，CCS及時(shí)總結(jié)提煉項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)，推出了首部《新造船項(xiàng)目管理指南》。

CCS還開(kāi)展特色檢驗(yàn)，在相關(guān)場(chǎng)景扮演著先行者的角色。例如，根據(jù)大型礦砂船結(jié)構(gòu)特點(diǎn)探索并推廣使用了TOFT和PAUT等先進(jìn)無(wú)損探傷技術(shù)，并在40萬(wàn)噸級(jí)VLOC上首次授予專(zhuān)用附加標(biāo)志。40萬(wàn)噸級(jí)VLOC上超厚鋼板被大量使用(僅49mmEH36的面積就近9000平方米)，這對(duì)焊接質(zhì)量的控制提出了更高要求。CCS大力推動(dòng)可以以圖像化的形式反映焊接缺陷TOFT和PAUT探傷技術(shù)的應(yīng)用。這是“TOFD和PAUT”聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)在國(guó)內(nèi)船舶行業(yè)的首次應(yīng)用，CCS為此投入專(zhuān)業(yè)技術(shù)研發(fā)人員和高尖端設(shè)備進(jìn)行工藝開(kāi)發(fā)和試塊設(shè)計(jì)，在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)過(guò)程中克服多種難題，積累了經(jīng)驗(yàn)，填補(bǔ)了新技術(shù)聯(lián)合檢測(cè)的空白，強(qiáng)化了對(duì)VLOC及大型船舶重點(diǎn)區(qū)域的質(zhì)量控制能力。

CCS還注重項(xiàng)目服務(wù)的多樣性、個(gè)性化和創(chuàng)新推動(dòng)，開(kāi)展系列特色服務(wù)。例如，使用軟件進(jìn)行3D建模是現(xiàn)代造船模式的一個(gè)組成，各方共同對(duì)3D模型進(jìn)行檢查和評(píng)審，能夠保證船舶在建造施工之前發(fā)現(xiàn)并解決大部分技術(shù)問(wèn)題。CCS策劃推動(dòng)的船東、船級(jí)社和船廠評(píng)審3D模型模式，通過(guò)評(píng)審，各方不僅在開(kāi)工前就完成了船舶機(jī)電設(shè)備的生產(chǎn)設(shè)計(jì)審查，船東對(duì)維護(hù)保養(yǎng)和使用等修改意見(jiàn)在各家船廠也得以統(tǒng)一落實(shí)，避免了船廠后期建造過(guò)程的較大改造，為確保船舶建造質(zhì)量和周期打下了基礎(chǔ)。

另外，CCS組織創(chuàng)新對(duì)廠區(qū)生產(chǎn)設(shè)計(jì)圖紙審查，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行提前溝通解決，避免后續(xù)建造過(guò)程中的結(jié)構(gòu)改動(dòng)；針對(duì)在建礦砂船提供全流程的軸系安裝服務(wù)；針對(duì)造船廠鏜孔、軸承壓裝、軸系校中及軸系試航，提供分階段的技術(shù)審核，幫助船廠完成了多項(xiàng)技術(shù)分析和處理工作；針對(duì)大型礦砂船EL100快速裝載、智能船舶附加標(biāo)志和LNG-Ready要求提供專(zhuān)項(xiàng)服務(wù)。多樣化的服務(wù)滿足了船東、船廠個(gè)性化的服務(wù)需求，極大地提升了客戶享有CCS入級(jí)服務(wù)的獲得感，幫助了CCS在VLOC入級(jí)服務(wù)方面獲得了更多的認(rèn)可與肯定。

發(fā)力前沿，瞄準(zhǔn)未來(lái)

作為一家世界知名的船級(jí)社，CCS深刻認(rèn)識(shí)到，要保持超大型礦砂船隊(duì)的第一要求在技術(shù)研發(fā)、服務(wù)創(chuàng)新等方面更上層樓，始終堅(jiān)持科技創(chuàng)新在發(fā)展全局中的核心地位，將科技創(chuàng)新作為戰(zhàn)略引領(lǐng)。

CCS決心在三個(gè)方面樹(shù)立“技術(shù)精湛，擔(dān)當(dāng)作為”的優(yōu)質(zhì)品牌形象。首先，針對(duì)目前智能、綠色環(huán)保等技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，優(yōu)化集成CCS系統(tǒng)內(nèi)資源，結(jié)合VLOC船型開(kāi)展以客戶實(shí)質(zhì)性需求為導(dǎo)向的差別性技術(shù)服務(wù)研究，跟進(jìn)深入新能源的使用，特別是LNG動(dòng)力技術(shù)的使用，為客戶提供最優(yōu)化的LNG艙室布置方案。其次，持續(xù)全面開(kāi)展VLOC關(guān)鍵技術(shù)及相關(guān)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的深化和優(yōu)化研究，進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)結(jié)構(gòu)輕量化和節(jié)點(diǎn)優(yōu)化研究，以32萬(wàn)噸級(jí)VLOC為突破，向業(yè)界推出“中國(guó)船型品牌”。同時(shí)，選定系統(tǒng)內(nèi)的礦砂船技術(shù)專(zhuān)家組建一支“礦砂船船型工作組”，集中在VLOC領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)豐富的規(guī)范、審圖、現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)資深技術(shù)人員，不斷積累總結(jié)、提煉近年來(lái)對(duì)VLOC的建造檢驗(yàn)和審圖經(jīng)驗(yàn)及船舶技術(shù)應(yīng)用情況，形成礦砂船船型服務(wù)報(bào)告，進(jìn)一步體現(xiàn)CCS在VLOC審圖和建造檢驗(yàn)方面的優(yōu)勢(shì)服務(wù)能力，為后續(xù)新造船圖紙審核和現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)以及VLOC營(yíng)運(yùn)提供全面、及時(shí)、到位的技術(shù)支持，進(jìn)一步提升入級(jí)CCS的VLOC船東、船廠和設(shè)計(jì)公司的服務(wù)滿意度和獲得感，提高客戶依賴(lài)度和服務(wù)粘性。

船舶高質(zhì)量建造和安全運(yùn)營(yíng)需要設(shè)計(jì)、審圖、產(chǎn)品、建造、檢驗(yàn)、運(yùn)營(yíng)、管理等各環(huán)節(jié)通力合作，從全生命周期視角，將質(zhì)量目標(biāo)與安全、環(huán)保等目標(biāo)有效銜接則是CCS服務(wù)客戶的關(guān)鍵之一。CCS基于經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新，建立VLOC風(fēng)險(xiǎn)把控模式，將伴隨式服務(wù)植入全生命周期，具備在全生命周期把控VLOC本質(zhì)安全的能力，保證船岸有效溝通的同時(shí)持續(xù)監(jiān)控船舶營(yíng)運(yùn)狀態(tài)，融合CCS開(kāi)發(fā)的軟件系統(tǒng)提供技術(shù)支持與服務(wù)，助力客戶船隊(duì)營(yíng)運(yùn)績(jī)效表現(xiàn)始終處于行業(yè)前沿。相信未來(lái)，CCS還將同業(yè)界一道，進(jìn)一步發(fā)揮中國(guó)船級(jí)社在礦砂船型技術(shù)方面的引領(lǐng)作用，實(shí)現(xiàn)“為社會(huì)和客戶創(chuàng)造價(jià)值”的目標(biāo)，用使命和責(zé)任助力全球VLOC的高質(zhì)量發(fā)展。