2013年7月，外高橋造船和中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司第七〇八研究所以及中國船舶（香港）航運租賃有限公司結(jié)合國際航運市場的最新發(fā)展趨勢，精誠合作，致力打造新一代超大型集裝箱船。三方簽署3艘18000TEU集裝箱船建造合同，其承租運營方為國際航運界三大班輪公司之一法國達(dá)飛海運集團(tuán)。目前，經(jīng)過眾多船舶建造師、設(shè)計師的共同努力，這3艘18000TEU集裝箱船已經(jīng)在外高橋造船及其控股的上海江南長興重工有限責(zé)任公司廠區(qū)相繼交付。該型船的多項指標(biāo)創(chuàng)下了中國造船業(yè)新紀(jì)錄，并在多項關(guān)鍵技術(shù)上取得重大創(chuàng)新成果。相信在未來，超大型集裝箱船將成為外高橋造船的“拳頭產(chǎn)品”，通過不斷的研究、實踐，外高橋造船將開發(fā)出更多創(chuàng)新型超大型集裝箱船建造工法。
攻堅克難 迎接挑戰(zhàn)
當(dāng)前，國際航運市場已進(jìn)入“大船時代”，造船業(yè)也在不斷研發(fā)新型超大型船舶，國際知名船企之間展開了新一輪的角逐。超大型集裝箱船不僅是未來中歐航線的主力船型，而且是“海上絲綢之路”的關(guān)鍵裝備。長期以來，韓國造船企業(yè)憑借其研發(fā)和建造技術(shù)優(yōu)勢，壟斷了10000TEU以上集裝箱船這一船舶領(lǐng)域的高端技術(shù)，而在國內(nèi)，包括長興重工在內(nèi)的個別船企雖有過批量建造8530TEU、9400TEU等萬箱級大型集裝箱船的經(jīng)驗，但在18000 TEU級集裝箱船的建造領(lǐng)域卻從未有過嘗試。因此，合理設(shè)計、突破并掌握超大型集裝箱船的關(guān)鍵工藝，順利建造交付該型船，對企業(yè)來說仍是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，也受到了眾多專業(yè)人士的關(guān)注與期待。
“達(dá)飛·瓦斯科·達(dá)伽馬”號是18000TEU集裝箱船系列船中的首制船。這一海上“巨無霸”作為中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級、大力發(fā)展高端船型的突破口之一，將進(jìn)一步提升中船集團(tuán)的品牌影響力，提升外高橋造船的市場競爭力。這也讓參與該項目的每一位設(shè)計師及建造師都肩負(fù)著重大使命。
凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。外高橋造船及七〇八所的研發(fā)團(tuán)隊充分發(fā)揚敢打敢拼的精神，不斷優(yōu)化設(shè)計方案、狠抓建造精度與生產(chǎn)節(jié)點。研發(fā)團(tuán)隊調(diào)研了班輪公司對船型的各類需求后，在各設(shè)計專業(yè)間分專題、按難點進(jìn)行了多次協(xié)調(diào)，不斷優(yōu)化最初方案，以求達(dá)到該型船總體性能上的平衡和提升。在設(shè)計過程中，研發(fā)團(tuán)隊摒棄了閉門造車的做法，提出了專業(yè)化合作的思路，通過與船級社、船廠以及設(shè)備供應(yīng)商展開合作的方式，開展技術(shù)和系統(tǒng)集成，做到了出圖完備、修改少，為后續(xù)的建造打下了堅實的基礎(chǔ)。此外，研發(fā)團(tuán)隊在該船設(shè)計階段就對綠色環(huán)保問題作了諸多考慮，該型船不僅滿足MARPOL燃油艙保護(hù)的要求，在設(shè)備和材料的選型方面，還兼顧國際海事組織（IMO）的綠色拆船公約要求，合理地控制整個生命周期內(nèi)對環(huán)境的影響，達(dá)到環(huán)境友好型的綠色集裝箱船型標(biāo)準(zhǔn)。
在建造階段，為了滿足船東的需求，首先，在總體布置上，該船采用雙島式上層建筑，駕駛室和生活區(qū)位于船的前部，機(jī)艙位于船的后部，燃油艙布置在生活區(qū)下方。駕駛室位于前部，提升了船員的可視性。其次，由于該船航速較高，舵空泡及螺旋槳槳轂空泡都會對舵產(chǎn)生剝蝕。為有效降低空泡剝蝕的風(fēng)險，該船采用了全懸掛導(dǎo)邊扭曲舵，可以利用槳后的旋轉(zhuǎn)水流，在一定程度上降低功率消耗。同時，該船采用當(dāng)時最先進(jìn)、能耗最低的MAN B&W 11S90ME C10.2主機(jī)。主機(jī)的缸套水和汽缸油都采用了德國曼恩集團(tuán)（MAN）的最新技術(shù)，以降低主機(jī)運行時的能耗。設(shè)計方面還做到了充分利用主機(jī)的余熱，使船舶在正常航行中，在淡水的制造、燃油的加熱等方面能完全利用主機(jī)的余熱。
此外，船東、船檢對焊接技術(shù)和質(zhì)量的要求極為嚴(yán)格，18000TEU集裝箱船抗扭箱部位所使用的是長度達(dá)到17米多、厚度達(dá)到85毫米的高強(qiáng)度鋼板。面對這項前所未有的挑戰(zhàn)，外高橋造船及時開展了高強(qiáng)鋼焊接技術(shù)培訓(xùn)工作，對公司所有焊工崗位實行考核上崗制度。同時，外高橋造船還與中國船級社（CCS）開展技術(shù)合作，引進(jìn)了最新型的圖譜探傷儀器，對全船的焊接質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。通過大量的焊接試驗以及對高強(qiáng)度鋼大厚板的焊接性進(jìn)行研究，外高橋造船完成了全套WPQR、WPS的編制，并取得了船級社認(rèn)可，指導(dǎo)現(xiàn)場施工，并采用TOFD檢測技術(shù)解決其無損探傷難題。
上述總體布置、主機(jī)油耗優(yōu)化、高強(qiáng)度鋼大厚板焊接等技術(shù)均是外高橋造船在該船建造過程中自主創(chuàng)新的工法。通過攻堅克難、創(chuàng)新研發(fā)，外高橋造船全面掌握了超大型集裝箱船建造的關(guān)鍵技術(shù)，這些創(chuàng)新成果的取得為后續(xù)系列船乃至其他超大型集裝箱船的建造積累了寶貴的經(jīng)驗。
技術(shù)創(chuàng)新 打造精品
獨辟蹊徑，創(chuàng)新關(guān)鍵技術(shù)，以精益求精的工匠精神打造精品工程，是外高橋造船鑄造企業(yè)品牌形象過程中一直恪守的宗旨。外高橋造船是國內(nèi)18000TEU集裝箱船建造領(lǐng)域“第一個吃螃蟹的人”，在該船的建造過程中，外高橋造船研發(fā)出的多島建造及大型總段移位工法，綁扎橋立式總組、TOFD檢測技術(shù)、模擬吊箱試驗、數(shù)字化船塢及專用精度測量工具、橫艙壁導(dǎo)軌架反頂安裝小車等14個主要技術(shù)創(chuàng)新點在國內(nèi)同行中均屬首創(chuàng)。
在18000TEU集裝箱船建造過程中，外高橋造船研發(fā)團(tuán)隊和建造師們充分發(fā)揮自主創(chuàng)新精神，依靠技術(shù)進(jìn)步和工法創(chuàng)新，在確保質(zhì)量的同時，努力縮短建造周期。他們采用綁扎橋立式總組，突破“高空作業(yè)低空化”的束縛。18000TEU集裝箱船全船共設(shè)有27座綁扎橋，單個綁扎橋來貨為兩榀，采用綁扎橋立式總組，不僅少占用總組場地，而且總組可以在平臺上完成結(jié)構(gòu)對接、舾裝件安裝、涂裝等一系列作業(yè)，實現(xiàn)綁扎橋的快速搭載，在很大程度上解決了生產(chǎn)場地空間不足的問題，同時提高了生產(chǎn)效率。
此外，超大型集裝箱船需搭載并安置上萬個集裝箱，其精度控制成為最大的建造難點，尤其是分段艙容、導(dǎo)軌架尺寸等，稍有差池就會影響到整船的質(zhì)量和作業(yè)安全。外高橋造船在生產(chǎn)準(zhǔn)備階段就組織開展了大量的技術(shù)調(diào)研，通過前期策劃梳理出精度控制要點，明確精度控制標(biāo)準(zhǔn)；在建造過程中不斷加強(qiáng)控制，保證控制措施得到嚴(yán)格落實，測量操作規(guī)范；對分段加工精度進(jìn)行認(rèn)真的計算和推導(dǎo)，研究制定了嚴(yán)格的控制手段。該船開工之后，從鋼板切割到部件加工，再到小組立、大總組都有專人進(jìn)行記錄、跟蹤，外高橋造船針對全船近400個分段的各道工序，努力減少誤差積累，確保精度控制。在該船入塢搭載后，外高橋造船采用全站儀測量與計算機(jī)模擬相結(jié)合的先進(jìn)方法，在國內(nèi)造船業(yè)中首次實現(xiàn)了數(shù)字化試箱技術(shù)，經(jīng)船東實箱抽檢，合格率達(dá)100%，全船導(dǎo)軌架開刀修正數(shù)量僅為個位數(shù)，達(dá)到了國內(nèi)集裝箱船建造領(lǐng)域的最先進(jìn)水平。
該型船數(shù)字化船塢及專用精度測量工具的使用是一大創(chuàng)新亮點，不僅提高了精度測量的效率及準(zhǔn)確性，而且完善了精度管理系統(tǒng)。首先，通過建立起規(guī)范化的數(shù)字化船塢技術(shù)搭載網(wǎng)絡(luò)體系，旋轉(zhuǎn)標(biāo)靶等硬件設(shè)施逐步完成了標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，實現(xiàn)了坐標(biāo)系固化并能長期利用。其次，依托高精度測量的全站儀和先進(jìn)的精度管理軟件，通過船塢實測作業(yè)坐標(biāo)系集裝箱船本體理論坐標(biāo)系的有效轉(zhuǎn)換，統(tǒng)一基準(zhǔn)控制所有定位數(shù)據(jù)，借助全站儀中精度軟件在現(xiàn)場自動得出偏差值，使總段搭載定位能夠更加精確、迅速。再次，持續(xù)從積累數(shù)據(jù)中分析并優(yōu)化設(shè)計下料尺寸，減少分段制作及總段搭載過程中的無謂修割，確定精確的精度補(bǔ)償量來指導(dǎo)現(xiàn)場作業(yè)，提高了生產(chǎn)效率。此外，模型堆箱試驗、模擬吊箱試驗，減少了船塢、碼頭試箱試驗工作量；圓心測量工具等一系列專用工藝裝備的開發(fā)，降低了作業(yè)難度，提升了作業(yè)效率，提高了作業(yè)安全性；有限元模擬吊裝分析，促進(jìn)吊裝及加強(qiáng)方案最優(yōu)化，排除安全隱患及設(shè)計冗余等，保障了作業(yè)安全及建造精度。在18000TEU超大型集裝箱船的建造過程中，這些關(guān)鍵技術(shù)共被授權(quán)實用新型專利13項，受理實用新型專利4項、發(fā)明專利2項，此外還有14篇專業(yè)相關(guān)論文發(fā)表。
18000TEU超大型集裝箱船的研究攻關(guān)、建造交付，使外高橋造船掌握了超大型集裝箱船建造的核心技術(shù)，形成了一整套圖紙及工藝文件，打造了國內(nèi)超大型集裝箱船建造基地，培養(yǎng)和造就了一支攻堅克難的技術(shù)團(tuán)隊，進(jìn)一步推動了我國在超大型集裝箱船領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)集成和技術(shù)創(chuàng)新。該系列船的順利交付表明，外高橋造船在建造超大型集裝箱船的管理能力上已進(jìn)入世界造船業(yè)的第一方陣，其在質(zhì)量、效率、安全、環(huán)境以及現(xiàn)場管理方面的水平已得到國際一流船東的認(rèn)可，這為中船集團(tuán)旗下企業(yè)乃至中國船企承接超大型集裝箱船訂單創(chuàng)造了有利條件。
