2015年10月27日,沪东中华造船(集团)有限公司成功交付全球首艘G4型4.5万吨集装箱滚装船“大西洋之星”号。该船全长296米,型宽37.6米,型深22.95米,设计吃水10.25米,设计航速达18节,其汽车甲板面积达2.89万平方米,最大搭载集装箱数为3807个标准箱,不论是可搭载车辆的种类、数量,还是集装箱的载运量,都远胜于国际航运业目前普遍使用的G3型集滚船。该船型由沪东中华自主优化设计和建造,不仅是该公司加快转型发展的重大成果,也是“十二五”期间中国船舶工业集团公司高技术船舶研发领域的标志性产品,并为中国船舶工业开辟了新的市场领域。
船型创新 拥有集滚船领域7项世界之最
2012年7月,沪东中华与瑞典大西洋货柜航运公司(ACL)签订了5艘G4型4.5万吨集装箱滚装船建造合同。该船东在全球远洋运输界尤其是北大西洋贸易领域极负盛名,在选择船厂时有着极为严格的要求。然而,作为全球首创的G4型集滚船,该船型新颖独特,没有母型船可供参考,设计周期仅有短短的11个月,沪东中华面临着设计难度大、设计周期紧、质量控制难等一系列难题。中船集团领导高度关注该型产品,并给予了大力支持。沪东中华按照“爬坡过坎,务求必胜”的要求,在设计和建造中奋力攻克技术难关,取得了一系列技术进步及成果。
该公司G4型集滚船项目组通过加强对国际新规范、新要求的研究,完善了相应的生产技术工作检查机制,做好建造方针编制工作,特别是优化了设计流程,使合同设计、详细设计及生产设计能更好地结合起来。项目组还开展了20多个大项的设计研究,逐一突破关键性技术难点,并联合欧洲设计公司麦基嘉等行业巨头最终实现了7项“世界第一”的设计和建造目标,使该型船达到了国际最先进水平。
大西洋系列G4型集滚船拥有最大载重吨位。目前世界上运营的集滚船载重吨基本为2万~3万吨,而“大西洋之星”号载货量可达4.5万多吨。该船型将滚装区域布置在船体中部,集装箱货舱布置在艏艉,大大提高了船体空间利用率,并可以减少压载水舱容,从而达到了增加载货量、配货更灵活的效果。
G4型集滚船可装载车型最多。常规滚装船载车种类较为单一,大多为小型私家车。“大西洋之星”号则可装载卡车、半挂拖车、平板拖车、叉车、货车等9种车型。该船配有11层滚装甲板,其中4层活动甲板用于装载小型汽车,其余7层固定甲板中,底下3层是重型车辆甲板,可以装载超高超大超重的工程机械车辆,可以装载最长35米的特种车辆,甚至可以装载类似于C919大型商用飞机的机身分段。在当前航运市场极为萧条的情况下,G4型集滚船既能装载集装箱和多种车辆,还可装运其他超大件货物的优点,将给船东选择更具弹性的运营模式创造条件,有利于增强其市场竞争能力。
G4型集滚船是世界上最环保的集滚船。“大西洋之星”号投放于地中海-大西洋-美洲航线,将停靠利物浦港、汉堡港等世界著名港口,因此,必须符合欧美最新环保要求。为此,该船专门配备了废气洗涤塔系统,用于清除主机废气中的硫氧化物和颗粒物。按照国际惯例,该船交付前,英国海事海岸警备队管理局对该船机舱、滚装区域和货舱区域进行了质量和环保检查,认为“大西洋之星”号完全符合绿色环保要求,对检查结果十分满意。
G4型集滚船采用了世界最先进的滚装设备。“大西洋之星”号的艉跳板,展开后总长50.73米、宽21.6米、重达330吨,安装如此巨大的艉跳板在世界上属于首次。该船在滚装通道内还配备了目前全球最大的单片侧开式水密门,宽8.42米、高4.9米、重达12吨。沪东中华设计二所对原设计进行了多项改动,并制定出全套施工工艺,获得意大利船级社(RINA)和船东的高度称赞。
G4型集滚船具有最多的绑扎点。“大西洋之星”号滚装区域用于固定车辆及集装箱的各种类型的绑扎点有10160个,既要用于装载651TEU的集装箱,还要绑扎9大类滚装车辆,对于安装精度的要求非常高。沪东中华大胆改进工艺流程,加强精度管理控制,在分段制造阶段就高质量地完成了箱脚安装工作,加快了生产建造进度。
G4型集滚船应用了最新技术的导轨架。“大西洋之星”号集装箱区域的连续超高无绑扎导轨架最长约为39米,是全球造船界第一次工程化应用。与普通集装箱船上的导轨架相比,该类型导轨架可以提高装载效率,减轻码头工人的劳动强度,优势明显。但其设计和安装难度极高,既要确保与船体结构的安装契合,又要使其整体垂直度、平面度、舱容等符合设计要求。沪东中华科技人员不断优化工艺方案,选择修割挡雨盖角钢以增大理论间隙,降低了施工难度,得到了设备商和船级社的一致认可。
G4型集滚船配置了最高效的舵桨系统。“大西洋之星”号最大航速为18节,采用了最新型的舵桨一体化设计,并安装了世界最先进的高效舵,具有全悬挂型、扭曲型、带联动襟叶、带舵球等特点,其舵球与螺旋桨桨帽达到了完美配合,间隙仅70毫米。业界评价,“大西洋之星”号集中体现了目前世界上最先进高效舵的所有特性,从而大大提高了推进效率,节能效果可提高3%左右,且具有更稳定的操纵性。
技术闯关 高质量交付赢得市场赞誉
船型技术世界领先,意味着更加严苛的质量要求。“大西洋之星”号的船东要求船舶噪音符合挂英国旗船舶的要求,在一些特定区域还提出了更高的要求,例如,该型船货舱出风口2米处及距离露天甲板通风窗1米处噪音不得超过85分贝。此外,该型船集装箱区域具备无舱口盖、无绑扎、装有连续超高导轨架等特点,与普通集滚船相比,无论是在集装箱区域结构设计、导轨架设计与强度分析方面,还是在导轨架施工精度方面,都带来更高的技术难度。对此,沪东中华与船东、RINA进行了大量的技术沟通,并多次邀请RINA专家来厂授课,针对薄板大跨距结构设计与变形控制技术,无舱盖、无绑扎、连续超高导轨架结构设计技术等关键技术,进行了重点攻关。同时,该公司还梳理了国际相关环保要求,列出了有害物质清单,并根据清单进行设备采购,确保该船达到“绿色造船”要求。此外,该公司提前开展了焊接工艺评定工作,明确了滚装设备的报验模式,开辟了RINA质量检验快速通道。
船型功能新颖,在设计和建造中无疑将带来更大的难度。船东为了追求滚装区域装载面积最大化,将1~4层双壳船体的空间几乎压缩到极限,使得车辆甲板支撑、结构加强、喷淋管凹槽、绑扎件、风道和各类管系、通道布置非常困难。在原设计中布置这些结构已经不易,而船东提出的新要求,使空间变得更为狭小。沪东中华设计二所甲装室主任王忠强从业20多年,头一次遇见如此棘手的情况。他带领团队连续奋战几个月,精心设计、反复优化各类部件的布置,最终出色地解决了难题。结构室副主任沈朝晖也同样深有体会,据他介绍,G4型集滚船在结构设计方面的复杂性难于想象,其结构相较散货船、集装箱船来说,既不连续,又不规整,加之要配备较多滚装设备,而且滚装设备又要与船体高度契合,从结构设计要求看,比设计初期的精度要求有大幅提升。
该船上层建筑区域层高低、面积大,支撑的立柱又较其他类型船舶少。为了完成上层建筑区域的生产设计,结构设计人员花费了大量心血,其工作量与万箱级集装箱船相比,仅送船级社审核的图纸数量就是万箱船的两倍。该船滚装区域甲板间的立柱既起着结构支撑作用,又是日后使用中活动汽车甲板上下移动的导轨。因此,该立柱的建造对垂直度要求尤其高,安装精度必须控制在1.5毫米内。沪东中华建造技术团队采用上下立柱同胎建造,立柱实船焊接时用槽钢在四周固定防止变形,将上下立柱对接时错位控制在3毫米内,以保证整体受力,并结合设计临时支撑工装等多种措施,有效控制了立柱的整体直线度与同面度。完工测量结果表明,立柱建造完全符合设计要求。
2015年9月4日,沪东中华首制G4型4.5万吨集滚船完成试航任务,返抵长兴基地码头。经过连续8个昼夜的努力,全船设备经过调试后操纵性能较佳,运行状况良好,船东表示非常满意。
“大西洋之星”号自交付以来,一直受到世界各大航运公司及媒体的广泛关注。去年年底,该船首航抵达德国汉堡港之后,当地媒体刊文《“大西洋之星”为北大西洋带来新气象》,详细介绍了该船的主尺度、装载量以及优越的经济性设计等,盛赞沪东中华作为该船的制造商,出色完成了该船的建造任务,为船东大西洋货柜航运公司进一步增强国际市场竞争力打下了坚实的基础。
今年3月31日,沪东中华为ACL航运公司建造的第二艘4.5万吨集滚船“大西洋扬帆”号顺利交付。6月30日,该系列船的第三艘“大西洋海洋”号也完工交付。船东称赞说,沪东中华交付了一艘艘令他们满意的集滚船,并期待后续船尽快交付。
近年来,沪东中华积极拓展高端船型市场,在大型液化天然气(LNG)运输船、G4型集滚船等领域,创造了中国乃至世界船舶工业的多个“第一”。该公司有关负责人表示,将坚持创新驱动发展战略,继续攻克高技术船舶的设计建造难关,不断填补国内造船行业的空白,使沪东中华在国际市场上的竞争力再上一个新台阶。