CCS:超大型集装箱船的坚强技术支撑

本刊记者 胥苗苗

2018年1月17日，我国第一艘自主设计建造的20000箱级超大型集装箱船“中远海运白羊座”在南通正式命名交船，该船由南通中远海运川崎船舶工程有限公司为中远海运集团建造，标志着我国造船业正式加入20000箱级超大型集装箱轮的行列，具有里程碑式的意义。紧接着，1月29日，载箱量达20119TEU“中远海运金牛座”轮在上海外高桥造船厂成功命名交付；3月22日，“中远海运狮子座”在南通中远海运川崎船舶工程有限公司码头正式命名；4月10日，“中远海运双子座”在大连船舶重工命名交付……，随着一系列20000箱级大型集装箱船的陆续交付，彰显了中国在超大型集装箱船建造领域取得了突破性进展达到世界先进水平。与此同时，作为船舶建造入级的船级社——中国船级社（CCS）也在对船舶提供全面建造检验入级服务的具体实践中全方位展示和提升了技术实力和入级服务能力，为建设国际一流船级社奠定了坚实的基础。

服务能力全方位提升

高技术、高附加值船舶一直是各造船国家和造船企业最为关注的竞争高地。20世纪60年代,日本作为世界第一造船大国,逐渐开发建造冷藏船、LPG船等高附加值船舶，与欧美展开竞争。20世纪70～80年代,韩国造船业异军突起,并将高附加值船舶的研发建造作为重中之重, 成为市场竞争的又一主力。中国从上世纪90年代开始承建冷藏船、滚装船等船型, 近年来在大型集装箱船和大型LNG船建造领域也逐渐拥有了一席之地，特别是随着近期一系列20000箱级超大型集装箱船的成功建造和交付，中国在超大型集装箱船舶设计和建造领域中将逐步实现由技术跟随者到创新领跑者的转变，成为真正的世界造船强国，助推中国制造走向世界。

伴随中国造船业在集装箱船舶建造领域的快速发展，CCS的技术服务能力也在不断增强，有力地支撑了中国造船业竞争力的提升。据CCS超大型集装箱船总项目负责人介绍，CCS集装箱船舶检验服务能力大致经历了学习、合作到独立三个发展阶段。从初期的学习到中期的合作，相互学习借鉴、互相促进提高，从而实现了船舶审图和检验人才队伍的培养和积累，再到现在的独立阶段，CCS已经实现了在船舶审图、产品检验到建造检验全方位达到国际一流水平，尤其在集装箱绑扎、智能船舶等领域甚至已经达到国际领先地位。随着检验技术的提升，CCS在超大型集装箱船舶建造检验的多个专业方向组建起自己的专家队伍，主要包括止裂钢和超厚板材料及焊接认可、结构强度校核、长轴系校中、TOFD及PAUT先进探伤技术应用、智能船舶等领域。

图1 货舱段有限元分析

目前，CCS船队现有集装箱船200余艘， CCS在建超过10000标箱的超大型集装箱船的数量为31艘，在国际船级社协会（IACS）成员中的占比超过20%。近年来，在现有超大型集装箱船规范科研成果和建造入级的经验基础上，CCS完善了集装箱船规范和指南，并针对性开展了专项研发工作，如舱段结构有限元强度分析、货舱区域热点应力疲劳分析全船有限元分析、舱口角隅疲劳分析、波激振动和砰击颤振计算等核心技术。根据客户在安全、节能、环保、舒适性及新船型开发方面的需求，CCS还可以提供诸如振动与噪声控制、排放控制解决方案、船舶能效技术、特定航线的系固与绑扎、船体监测系统、纵倾优化——OTA等专项技术及服务产品。同时，CCS在2018年陆续交付的20000箱级系列超大型集装箱船的建造入级检验中进一步丰富了经验。可以说，CCS在超大型集装箱船舶领域的入级服务能力得到了跨越式提升。

图2 纵倾优化-OTA

以精进的技术服务作支撑

近些年，CCS在大型集装箱船领域建立起了完整的服务能力，同时，在该领域CCS又推出了自己的“拳头”产品。据CCS超大型集装箱船总项目组陈路介绍，超大型集装箱船舶结构优化服务就是其中之一，具体包括关键节点及优化、双岛型集装箱船重油舱结构优化等。CCS还为顺应集装箱船大型化发展新需求以及国内船东用户特殊服务需求，为超大型集装箱船舶装箱系固及绑扎提供计算优化服务，并推出集装箱绑扎规范软件系列升级服务产品配合授予CLC(V)的入级符号。该产品研究了东南亚、亚洲到南美东、亚洲到澳大利亚等多条特定航线要求，为船东提供更灵活的甲板上集装箱配载绑扎计划，较大幅度提高集装箱的装载量或平均堆重，全面提升集装箱船运营操作效率和船东经营效益，优化的集装箱装载方案可以帮助船东增加船舶租赁机会。

轴系校中及防止尾轴高温技术是CCS在大型船舶轴系安装方面的一项重要服务内容。目前，CCS轴系较中技术服务能力包括指导业界进行轴系校中计算与设计的规范、指南、审图与检验须知、技术提示等规范体系；已开发用于轴系校中设计、评估和故障分析的COMPASS轴系校中计算软件；对大型船舶或尾轴承使用环保润滑油的轴系校中实施加强型的现场检验质量控制，对营运船舶尾密封改造成空气密封实施审图、现场检验或技术咨询等。下一阶段，CCS还将开展在船舶大舵角回转下螺旋桨水动力特性和尾轴承动态压力分布的计算研究，以及在其对轴系校中的影响下，为船舶轴系设计提供参考；通过应变片法测量及分析，对轴系校中状态实施静态评估，对艉轴承后端负荷进行计算和评估；通过对环保润滑油的边界润滑、抗剪切稳定性等性能的分析，对尾轴承选用环保润滑油提供技术咨询等等。

推动各种新技术在大型集装箱船上的应用也是CCS技术能力的重要体现。目前在建的万箱级大型集装箱船上已经成功应用的特色技术主要有船舶智能化管理、止裂钢特殊材料、先进无损检测技术等。CCS智能船舶附加标志在集装箱船上的授予首次在中远海运集装箱船实现。在CCS与中远海运集团以及沪东中华造船集团的通力合作下，14500TEU“COSCO SHIPPING KILIMANJIARO”轮成为全球首艘获得CCS智能船舶附加标志i-ship（E）的超大型集装箱船舶。该轮的顺利交付，标志着CCS在超大型集装箱船舶建造、智能船舶技术规范制定和实船应用上走在了行业的最前端；高强度止裂钢首次在国内大型集装箱船上应用也是一大亮点，在大连、上海、江苏的多个大箱船项目上都广泛地采用了止裂钢。在止裂钢应用方面，CCS早期参与了IACS的标准制定工作，详尽地掌握了止裂钢施工的要素，随着产品阶段的材料认可及现场焊接工艺认可工作的深入推进，CCS有效地指导和推动钢厂、船厂形成了专项的止裂钢产品验证流程，现场施工工艺等，协助船厂全力把控止裂钢施工过程，保障施工质量，积累了丰富的止裂钢施工控制经验。还有，针对超厚板、止裂钢等在超大型集装箱船上的应用日益广泛，CCS开始着力推广最新无损检测TOFD/PAUT（衍射时差技术及相控阵超声技术）技术在大型集装箱船建造质量控制和检验上的应用，该技术对厚板止裂钢进行检测可以实现100%的焊缝覆盖，同时实现检测数据的100%记录留存。CCS积极推动该两项技术在大箱船上的应用，促成了TOFT和PAUT先进无损检测技术在上海、江苏、大连等地区多个大箱船项目上的实际运用，取得了良好的效果。

除此以外，CCS还致力于完善最新整船结构强度计算软件，确保计算的准确性。基于MSC.Patran平台，CCS采用PCL开发了集装箱船整船结构强度计算软件，实现波浪面修正、水动力调平、载荷自动加载、工况合成，屈服校核、屈曲校核、疲劳谱分析以及后处理，简化了操作过程，提高设计与审图效率，保证结果的准确性。

以严谨的管理服务作保障

为全面提升CCS服务能力，除了需要精进的技术服务作支撑，还需要严谨的管理服务作保障。为了更好地服务于大型集装箱船领域，CCS在2017年7月成立了超大型集装箱船总项目组。据总项目组于得会介绍，总项目组十分注重技术管理工作。在项目成立之初，便设定了一个中长期的技术管理模式，以集中—分散—集中的方式开展技术管理工作，组建树状技术管理小组，通过项目分别上报，总组集中梳理，分解指派分析的方式，对各类过程中的技术问题进行梳理、归类，并提醒应用。这个过程将有助于逐步形成丰富的检验案例资料，同时对提升验船师队伍整体技术能力水平和安全质量效果明显。对于疑难问题，总项目组成立了专家支持组，由系统内各专业指导验船师组成，对大箱船项目组提供专业技术支持。于得会介绍，为了更好地完成技术支持工作和技术积累，总项目组专门建立了KC解答平台，其主要为重要疑难技术问题的交互平台，该系统内纳入了多名系统及业界专家，各位专家将对平台提出的疑难技术给出及时、专业的解答，同时还会根据情况给出一些综合分析和处理建议，这些建议能够给验船师在现场检验时以准确指导。目前在KC平台已经完成了近数十项疑难问题的解答，这些答疑都已形成案例，全部纳入项目技术总结。可以说，以上措施的实施在技术资料的收集，关键问题的解决上起到了十分重要的作用。

在安全质量管理方面，CCS一直以来都将安全质量视为大箱船项目管理工作的重中之重，保证各项目均有一个较好的安全质量保证是总项目组最基本的管理目标。由于超大型集装箱船的建造检验特点鲜明，特别是重要的结构施工贯穿在整个结构施工阶段。为保证各阶段的质量控制符合要求，总项目组强化过程质量控制管理，针对不同的建造阶段编制了详细检验控制清单，使得现场项目组有针对性地进行现场项目管理。在过程管理中，总项目组将定期检查、阶段性检查和过程测量三个监控手段相结合，各司其用。除此以外，总项目组还推行统一模式的审图意见跟踪制度、审图、建造项目经理面对面工作、重点产品状态跟踪制度、结对项目的定期交流检查、关键问题的及时沟通协调解决等实用、创新的管理模式来确保项目的安全性。

不论是高质量的技术服务还是管理服务都离不开一支专业技术过硬的大箱船检验队伍。培养一支稳定可持续发展的、专业技术过硬的大箱船验船师队伍一直是CCS的重要工作目标。总项目组在CCS总部的指导和各分社大力支持下，在人力资源预估、组内人员协调，定制培训等方面，进行了系统性策划和落实，确保了检验队伍建设目标的推进。为保证安全质量，推进专业化人才培养，总项目组在开展对常规大箱船培训工作的同时，还重视推进新技术或专业技术的内部培训，这些技术的培训一方面帮助验船师更加专业全面地了解大箱船附有的高新技术，同时也对指导现场检验工作也有很大帮助。

一直以来，CCS秉承“安全、环保，为客户和社会创造价值”的宗旨，并以海洋强国建设为己任。随着中国从“制造”向“智造”的转型升级，中国还将承接更多的高质量高附加值船舶，作为船舶安全的忠诚卫士，CCS将坚持不懈、不断创新，用扎实过硬的技术服务能力助力我国的交通强国、制造强国、海洋强国建设。