海上“超級(jí)帶貨王”是如何煉成的

金鳳

萬里長江經(jīng)過江蘇南通時(shí)，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(bào)記者走進(jìn)長江邊的南通中遠(yuǎn)海運(yùn)川崎船舶工程有限公司（以下簡稱南通川崎），在50萬噸級(jí)的船塢內(nèi)，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(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，滿載后可達(dá)24層樓高，船長399.99米，甲板面積相當(dāng)于3.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場大……這就是目前世界最大級(jí)別的“24188標(biāo)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(shè)計(jì)建造的同系列船型中的第五艘船“東方澤布呂赫”號(hào)（OOCL ZEEBRUGGE）在大連如期交付。

24188標(biāo)箱系列船是目前全球市場上設(shè)計(jì)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(dāng)今船舶建造領(lǐng)域的前沿技術(shù)，多項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到世界領(lǐng)先水平，為國家高技術(shù)船舶名錄產(chǎn)品和江蘇省重大科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目，堪稱船舶設(shè)計(jì)與建造領(lǐng)域的“明珠”。

“大型船舶在海上航行時(shí)，艙口圍、主甲板部位的強(qiáng)度和剛度很重要，這些部位受到的應(yīng)力最大。根據(jù)事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，裂紋往往從艙口圍、主甲板區(qū)域產(chǎn)生，因?yàn)樨浥搮^(qū)域開口很大，角隅處應(yīng)力集中，為了確保船舶足夠堅(jiān)固，同時(shí)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(dá)90毫米的極厚止裂鋼板。”南通川崎黨委書記、副總經(jīng)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(yàn)時(shí)達(dá)到100%的合格率，持有特殊焊接資質(zhì)的人員方可操作，難度之大、工藝要求之高可想而知。

在高應(yīng)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(jié)構(gòu)安全，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新鋼板的開孔工藝和強(qiáng)度補(bǔ)償方法，以信息化技術(shù)為支撐，實(shí)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(chǎn)品質(zhì)量。甲板開孔成果的應(yīng)用，不僅實(shí)現(xiàn)了管路布置方式、貫穿形式在箱船設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新和優(yōu)化，也實(shí)現(xiàn)了管路數(shù)量的進(jìn)一步優(yōu)化。

集裝箱綁扎系統(tǒng)是集裝箱船舾裝設(shè)計(jì)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(nèi)外綁兼用的四層橋雙綁綁扎系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)標(biāo)箱、高箱無限制裝載；同時(shí)，45英尺集裝箱專用箱位采用業(yè)內(nèi)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(shí)的綁扎需求。這些先進(jìn)的設(shè)計(jì)極大地增強(qiáng)了該系列船的裝箱能力和靈活性。

精度控制是綁扎橋設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一，面對萬余只綁扎橋眼板空間測量難題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)深入研究后引進(jìn)全新的空間測量設(shè)備裝置。該團(tuán)隊(duì)通過三維建模，模擬真實(shí)裝載情況，經(jīng)過數(shù)據(jù)測量、分析、演算后得出結(jié)果，讓難題迎刃而解。

“只有堅(jiān)持自主創(chuàng)新，不斷提升自主設(shè)計(jì)能力，才能在國際競爭中掌握主動(dòng)權(quán)。”徐文宇說。

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(dòng)化的綜合駕駛臺(tái)，配備船岸數(shù)據(jù)平臺(tái)等多種智能系統(tǒng)，具備航線優(yōu)化、主機(jī)監(jiān)測等多種功能，可實(shí)現(xiàn)智能化船舶管理。

“就航線優(yōu)化來說，智能系統(tǒng)會(huì)在船舶遭遇臺(tái)風(fēng)或者在航線上遇到其他船舶時(shí)，幫助駕駛員決策，設(shè)計(jì)新的航線和合適的航速等。”徐文宇說。

此外，技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過對理論知識(shí)、船級(jí)規(guī)范深入研究，創(chuàng)造性地拓展了技術(shù)路線方案，實(shí)現(xiàn)對船體結(jié)構(gòu)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(rèn)可。

一系列創(chuàng)新設(shè)計(jì)，使24188箱船成功獲得美國船級(jí)社的智能船舶符號(hào)。

向綠色低碳轉(zhuǎn)型是我國船舶工業(yè)新的發(fā)力點(diǎn)。徐文宇介紹，該船從設(shè)計(jì)之初，就秉持綠色環(huán)保理念。技術(shù)團(tuán)隊(duì)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(jí)社綠色船舶符號(hào)。

“我們還為該船配備了超長沖程主機(jī)和世界最大容量永磁軸帶發(fā)電機(jī)，并通過船體低阻線型優(yōu)化，結(jié)合高效節(jié)能系統(tǒng)，該船的整體油耗和單箱油耗在同級(jí)別船型中處于世界領(lǐng)先水平，能效指數(shù)EEDI優(yōu)于基準(zhǔn)值50%以上，這遠(yuǎn)超國際海事組織（IMO）Phase3階段要求?！毙煳挠钫f。