倪 磊

（大連中遠海運重工有限公司，遼寧大連 116113）

0 引言

深水海洋工程船（SSV）是中國船廠出口的首艘同類型船舶及首次承接的馬士基海工項目，該船長137.6 m，型寬27 m，吃水8 m，載員120 人，載重量9 788 t，艏艉各有兩套月池結構，設計預留直徑19 m 的電纜轉盤和立式鋪纜器；配有國際領先的帶波浪補償功能的新型折臂海工吊，配有工作級水下機器人兩臺；該船要求的節(jié)能、環(huán)保、舒適性能極高，各項性能指標和建造技術難度均為同類型船舶國際頂尖水平。

本文以馬士基SSV 項目為依托，介紹在設計過程中遇到的技術問題及改善措施，在項目執(zhí)行過程中，研究和采用了關鍵性新工藝、新技術，可以提高效率、降低成本，解決施工中遇到的難題，確保項目的順利實施及交付。作為經(jīng)驗積累，為后續(xù)項目的設計和建造打下了堅實的基礎。

1 技術問題及改進方法

本項目在設計初期考慮不周全，隨著對項目的不斷深入，同時對技術難點的研究也初步摸索了一套解決方案，簡單介紹幾個在設計過程中遇到的技術問題及改善措施。

1.1 臨時工裝件干涉檢查

在首制船現(xiàn)場施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)分（總）段吊運眼板、加強材和運輸支撐等臨時工裝件的安裝位置與舾裝件（包括船體結構）位置沖突產(chǎn)生干涉情況，現(xiàn)場隨意切割，導致施工返修影響生產(chǎn)效率。針對此問題，編制工法專業(yè)工裝模型干涉檢查管理基準，首次組織開展分（總）段吊運眼板、加強材和運輸支撐等臨時工裝件使用AM 軟件建模工作，如圖1 所示，避免后續(xù)現(xiàn)場安裝與舾裝件發(fā)生干涉造成返工修改，進而提高生產(chǎn)效率。

圖1 建模檢查

1.2 吊運翻身工裝設計

中間甲板片狀分段由于工序前移，舾裝件在分段階段安裝完畢，導致本來很薄的分段，會加上1.4 m高度的舾裝。經(jīng)過對現(xiàn)場的多次勘查，發(fā)現(xiàn)設計吊點在分段翻身階段鋼絲繩勢必會刮碰舾裝件。為了避免此問題，設計工裝將吊點高于突出舾裝件，確保在工裝強度變形都符合要求的前提下優(yōu)化工裝型式以減少現(xiàn)場的工作量，確保分段順利完成吊裝翻身搭載作業(yè)。

1.3 生活區(qū)吊裝加強優(yōu)化

針對生活區(qū)板薄、結構較弱、總段外形尺寸及重量大等特點，根據(jù)強度校核結果及考慮現(xiàn)場吊裝可能發(fā)生的風險，在生活區(qū)總段上增設臨時吊裝加強，確保生活區(qū)總段順利安全的吊裝?，F(xiàn)場安裝加強工作量較大，加強安裝位置與舾裝干涉，為方便現(xiàn)場施工，降低總段吊裝成本，組織開會仔細研究分析生活區(qū)總段吊裝方案及強度分析報告，對每處加強的規(guī)格及型式進行優(yōu)化。總計完成優(yōu)化項16項，加強工裝減少約10 t，提高總段預舾裝率和保護涂裝的完整性，并提升工法和結構計算設計技術能力，使生活區(qū)吊裝和加強方案更加安全化、規(guī)范化、科學化[1]。

1.4 船舶拖移方式優(yōu)化

在SSV 項目2#船船舶拖移進塢階段及3#船船臺拖移階段發(fā)生船舶與拖移箱型梁之間發(fā)生相對位移現(xiàn)象，支撐墩傾倒，船體艉部支撐產(chǎn)生傾斜而導致局部外板受力極大產(chǎn)生變形，嚴重影響船舶下水安全性。將傳統(tǒng)拖移方式變更，改造箱型梁，在箱型梁上設置牽引眼板，采用拖移箱型梁方式拖移船舶。此方式提高船舶拖移下水安全性能，避免船舶與木墩產(chǎn)生相對滑動，降低特氟龍滑板長期使用摩擦系數(shù)增大產(chǎn)生的安全隱患。避免牽引眼板設置在船體外板上，減少切割及修復工作，重復利用牽引工裝，降低建造成本[2]。

2 建造新工藝的應用

通過不斷的理解和利用，為了保證該產(chǎn)品成功交付該項目在建造過程中自主研發(fā)多項建造新技術，具體如下。

2.1 WSD 建造設計新方法應用

如圖2 所示，殼舾涂一體化作業(yè)指導書（WSD-working sequence diagram）是按公司生產(chǎn)流程來指導生產(chǎn)設計，推行以船體為基礎，舾裝為中心的殼舾涂一體化的設計準則。依據(jù)該設計指導書，可以較全面的對船舶生產(chǎn)設計、建造的全過程進行策劃。對設計來說，可以在各專業(yè)托盤安裝階段進行有效規(guī)劃，減少專業(yè)間的干涉現(xiàn)象，進而提高預舾裝率和保護涂裝的完整性。對于生產(chǎn)管理，可以根據(jù)WSD 的設計內(nèi)容檢查和控制生產(chǎn)物量、生產(chǎn)進度，以及各階段安全生產(chǎn)注意事項，從而為高效地進行生產(chǎn)策劃和生產(chǎn)管理提供有效依據(jù)。推進WSD 符合精益設計的要求以及舾裝作業(yè)階段前移的精益化生產(chǎn)的要求，持續(xù)地推進WSD 將為公司起到縮短造船周期，降本增效等應有的作用。

圖2 作業(yè)指導書

2.2 新式區(qū)域模塊化建造法

如圖3 所示，根據(jù)該船型功能區(qū)域特點，將該船分成尾部區(qū)域模塊、泵艙及月池區(qū)域模塊、轉盤區(qū)域模塊、機艙區(qū)域模塊、首部區(qū)域模塊和烏斯坦式生活區(qū)模塊6 大模塊，分別進行建造，然后使用SPMT 進行船臺合攏。此種新式模塊式建造方法相比原有分段搭載方式可極大提高功能區(qū)域舾裝件完整性和施工安全性，并便于通風、人員進出等操作，還可以減少船臺占用時間，提高船臺產(chǎn)能。

2.3 模擬仿真搭載干涉檢查技術應用

如圖4 所示，采用三維仿真軟件對搭載、合攏、吊裝過程進行模擬，提前進行干涉檢查，在真正船臺合攏之前將所有建造使用工裝、吊耳、腳手架、加強材、運輸支撐等臨時工裝件進行建模干涉檢查。發(fā)現(xiàn)干涉情況進行提前規(guī)避，從而避免現(xiàn)場返工現(xiàn)象的發(fā)生，提高生產(chǎn)效率，確保現(xiàn)場施工安全。

圖3 功能區(qū)域劃分

圖4 三維軟件模型

2.4 船臺布置新技術

該項目在我司東區(qū)水平船臺3 號線建造，為了提高東區(qū)船臺建造效率，大膽采用半拖串聯(lián)式建造新方法[3]：在1 號船下水后將2 號船（未建造完成）采用半拖滑移方式拖移到1 號船原始建造位置，然后將2 號船進行定位固定繼續(xù)建造，在原1 號船位置開始進行3 號船建造，半拖串聯(lián)式建造方法成功實施，將我司在特種船建造方面年交付能力及船臺的使用效率提高30%。

2.5 烏斯坦式生活區(qū)建造技術

烏斯坦式生活區(qū)自重約為3 000 t，重量遠大于常規(guī)船舶，該生活區(qū)為全封閉式與舷側外板直接相連，前部為鴨嘴式結構，外板厚度在6 mm～8 mm左右，建造與安裝難度極大。對于該生活區(qū)，我司采用雙總段建造法，即先將每個總段各劃分為上下4 層，然后合攏成總重3 000 t 的整體生活區(qū)模塊。整個生活區(qū)從板材處理、加工、小組、中組、分段及總段建造過程中均采用大數(shù)據(jù)分析控制技術，嚴格控制薄板焊接與加工變形，并取得良好效果。生活區(qū)整體吊裝采用國際先進有限元分析強度與穩(wěn)定性分析方法，自主研發(fā)3 000 t 吊運工裝，其中單個吊耳設計重量達到600 t，在國內(nèi)首次實現(xiàn)生活區(qū)安全吊裝與合攏。

3 結論

此艘交付船舶（SSV）為目前世界最新型超深水海工作業(yè)船，作業(yè)深度可達3 000 m，是中國船廠出口的首艘同類型船舶和首次承接的馬士基海工項目，每條船創(chuàng)造產(chǎn)值1 億多美金。它的成功交付，進一步提高了中國海工裝備制造業(yè)在國際市場的知名度和品牌形象，對中國船廠持續(xù)開拓國際主流超深水海工作業(yè)船舶市場，具有重要意義和推動作用。