本刊記者 胥苗苗

半個(gè)多世紀(jì)以來，科技的飛速發(fā)展，促進(jìn)了船舶工業(yè)生產(chǎn)方式由勞動(dòng)密集型轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)備密集型和信息密集型，并進(jìn)而向知識(shí)密集型方向發(fā)展。進(jìn)入新世紀(jì)以來，世界經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長，航運(yùn)業(yè)持續(xù)發(fā)展，世界造船市場呈現(xiàn)興旺勢頭從而帶動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，許多先進(jìn)制造技術(shù)在造船領(lǐng)域得到應(yīng)用，現(xiàn)代造船技術(shù)正朝著高度機(jī)械化、自動(dòng)化、集成化、模塊化、計(jì)算機(jī)化方向發(fā)展。在技術(shù)發(fā)展的長河中，2018年只是一個(gè)節(jié)點(diǎn)，本刊截取了2018年新造船技術(shù)的十大新動(dòng)向，呈現(xiàn)給讀者。

大宇造船打造船舶舾裝自動(dòng)化制造系統(tǒng)

韓國大宇造船與船舶設(shè)備生產(chǎn)商Fine Heavy Industries（FHI）聯(lián)合打造智能舾裝件制造工廠，建立自動(dòng)化制造系統(tǒng)，依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)在沒有藍(lán)圖的情況下生產(chǎn)舾裝材料。2月1日，大宇造船與FHI合作完成了自動(dòng)化系統(tǒng)的復(fù)核試驗(yàn)，這一系統(tǒng)用于生產(chǎn)管線、鐵舾裝件等船舶配套設(shè)備。

憑借這一自動(dòng)化系統(tǒng)，大宇造船與FHI可以大大減少船舶舾裝部件的生產(chǎn)時(shí)間和成本。通過大宇造船實(shí)時(shí)共享的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)信息，大幅降低了修復(fù)和返工作業(yè)，生產(chǎn)周期可從原先的3周縮減至一半。大宇造船稱，新系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，以3D模型為基礎(chǔ)，不需要物理設(shè)計(jì)圖紙；另外，自動(dòng)化系統(tǒng)還可以允許用戶實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)過程，最終帶來產(chǎn)品質(zhì)量的提高。

大宇造船打造船舶舾裝自動(dòng)化制造系統(tǒng)

中國首條船舶工業(yè)無人生產(chǎn)線在武船試運(yùn)行

4月19日，我國首條船舶工業(yè)智能無人生產(chǎn)線在武船集團(tuán)開始試運(yùn)行。這條生產(chǎn)線可年產(chǎn)3萬根被稱為“船舶血管”的特種管件，未來還將逐步升級(jí)到造船領(lǐng)域的更多環(huán)節(jié)和領(lǐng)域。通過依托智能生產(chǎn)線集控中心和視覺測量技術(shù)等先進(jìn)智能制造技術(shù)，智能無人生產(chǎn)線焊接機(jī)器人能夠在短時(shí)間內(nèi)將分處不同位置的半成品管子和法蘭零件精確地組合在一起，并實(shí)施高效自動(dòng)組對(duì)焊接，管子和法蘭組合精度達(dá)到亞毫米級(jí)。

為了實(shí)現(xiàn)該生產(chǎn)線多機(jī)器人的同步焊接，武船集團(tuán)首次在國內(nèi)管件制造上應(yīng)用企業(yè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的激光視覺系統(tǒng)。該視覺系統(tǒng)通過點(diǎn)激光傳感器和線激光輪廓儀進(jìn)行圖像采集、處理、特征提取、數(shù)據(jù)運(yùn)算、信息交互等一系列工作。該系統(tǒng)通過非接觸式的測量，在數(shù)秒時(shí)間內(nèi)測量結(jié)果的精度最高可達(dá)到微米級(jí)別，且基本不受現(xiàn)場光源光線的影響，完全可以勝任相關(guān)生產(chǎn)制造的要求。另外，本套視覺系統(tǒng)可以連續(xù)穩(wěn)定地在惡劣環(huán)境條件下長時(shí)間工作，大大解放了工人的工作強(qiáng)度。

3D打印全尺寸螺旋槳葉

6月，法國防務(wù)集團(tuán)Naval Group和法國工程研發(fā)中心Centrale Nantes合作，成功完成了第一個(gè)完整的螺旋槳槳葉3D打印并將應(yīng)用于批量生產(chǎn)。此次使用線弧增材制造（WAAM）工藝制造出的首個(gè)全尺寸螺旋槳葉片，具有復(fù)雜形狀，重量超過300千克。金屬3D打印可以突破傳統(tǒng)制造業(yè)設(shè)計(jì)的局限性，為海軍及軍事工業(yè)提供解決方案。該項(xiàng)目目前處在生產(chǎn)概念驗(yàn)證階段，預(yù)計(jì)通過3D打印技術(shù)來增強(qiáng)其螺旋槳葉片的獨(dú)特性能，尤其是其中適用于大型復(fù)雜零件的WAAM工藝。WAAM工藝采用機(jī)器人焊接臂，在金屬絲材上使用電弧等離子束，使用鋁銅合金3D打印物體。制造過程中還能在現(xiàn)有物體（例如螺旋槳中心）表面進(jìn)行打印。隨著項(xiàng)目的推進(jìn)，Naval Group與Centrale Nantes的全尺寸螺旋槳葉片正式進(jìn)入實(shí)際工業(yè)制造階段。

中國首條船舶工業(yè)無人生產(chǎn)線在武船試運(yùn)行

3D打印全尺寸螺旋槳葉

沃爾沃遍達(dá)推出混合動(dòng)力技術(shù)可幫助船舶實(shí)現(xiàn)零污染排放

沃爾沃遍達(dá)推出混合動(dòng)力技術(shù)可實(shí)現(xiàn)零污染排放

沃爾沃遍達(dá)7月2日披露了一種混合動(dòng)力的船內(nèi)性能系統(tǒng)（IPS）概念的細(xì)節(jié)，該設(shè)計(jì)能幫助船舶實(shí)現(xiàn)零污染排放。據(jù)悉，這種混合動(dòng)力的船內(nèi)性能系統(tǒng)計(jì)劃在早期用于8-13 L系列發(fā)動(dòng)機(jī)，適合用于渡船、巡邏船和供應(yīng)船及游艇等船型。

沃爾沃遍達(dá)電遷移率業(yè)務(wù)總裁Niklas Thulin介紹說：“混合動(dòng)力是一種靈活的方案，不僅能保持船內(nèi)性能系統(tǒng)提供的高效，還能增加零污染排放的運(yùn)行能力。由于電機(jī)能提供即刻的可用扭矩，船艇將能保持響應(yīng)性和可控性，船內(nèi)性能系統(tǒng)在這方面就是著名的純電動(dòng)模式，并且能為船艇提供10～12節(jié)的航速?！?/p>

混合動(dòng)力的船內(nèi)性能系統(tǒng)目前正處于早期開發(fā)階段，系統(tǒng)只存在于沃爾沃遍達(dá)公司的瑞典哥德堡測試中心，預(yù)計(jì)一艘測試船將于2020年初投入海試，船內(nèi)性能系統(tǒng)將于2021年投入商用。

Aker Solutions開發(fā)無人FPSO概念設(shè)計(jì)

2018年8月，挪威油服公司Aker Solutions推出新的無人浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油船（FPSO）概念設(shè)計(jì)，只保留滿足基本生產(chǎn)需求的相關(guān)設(shè)備，從而減少油田開發(fā)成本。該Lean FPSO設(shè)計(jì)是Aker Solutions在為挪威國油巴倫支海Johan Castberg油田項(xiàng)目開發(fā)FPSO的過程中誕生的。

Aker Solutions的FPSO概念沒有配備直升機(jī)甲板和居住設(shè)施，每天能夠生產(chǎn)9萬桶石油，存儲(chǔ)能力為90萬桶，還可以將產(chǎn)生的氣體和水再注入油田。這一FPSO設(shè)計(jì)只需要最低限度的人工干預(yù)，每年僅需通過一艘系泊在FPSO旁邊的支援船登船一次，且維護(hù)工作可以每四年進(jìn)行一次。

現(xiàn)代重工發(fā)布雙曲面外板加工機(jī)器人

9月11日，韓國現(xiàn)代重工宣布，該公司開發(fā)出了一種能夠?qū)Ω鞣N復(fù)雜曲面外板進(jìn)行自動(dòng)加工成形的造船機(jī)器人。這種造船用機(jī)器人系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)化技術(shù)，配備了高頻感應(yīng)加熱系統(tǒng)和多關(guān)節(jié)臂系統(tǒng)。現(xiàn)代重工稱該機(jī)器人已在實(shí)際的船廠條件下驗(yàn)證了一年多，可以將加工效率提高3倍以上，從而節(jié)省大量成本。據(jù)悉，現(xiàn)代重工目前還在研發(fā)用于船舶焊接和噴漆自動(dòng)化的智能機(jī)器人，可以自行識(shí)別復(fù)雜的工作環(huán)境并自行移動(dòng)和工作。

滬東重機(jī)發(fā)布首套低壓SCR裝置

滬東重機(jī)發(fā)布首套低壓SCR裝置

9月18日，滬東重機(jī)/中船三井在臨港廠區(qū)舉行最新研制的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的低壓SCR裝置發(fā)布會(huì)。相對(duì)于三年前研制的高壓SCR，低壓SCR的最大優(yōu)勢是無需對(duì)主機(jī)進(jìn)行任何改裝，靈活便捷，而且可以布置在機(jī)艙外，解決了產(chǎn)業(yè)化之路上長期因機(jī)艙空間有限而難以布置的難題。該低壓SCR產(chǎn)品采用低溫SCR催化劑，適用的運(yùn)行溫度最低可達(dá)220°C，NOx轉(zhuǎn)化效率最高可達(dá)90%，解決了渦輪增壓器后廢氣溫度低導(dǎo)致NOx轉(zhuǎn)化效率低的難題；通過自主研發(fā)的尿素分解單元可延長尿素在高溫?zé)煔庵械耐Ａ魰r(shí)間，促進(jìn)尿素溶液蒸發(fā)分解，解決了低溫下尿素分解不完全的問題；利用CFD仿真技術(shù)設(shè)計(jì)了先進(jìn)的混合單元，可在極短的距離內(nèi)完成氨氣與煙氣的混合，有效解決了阻力損失的問題；主控操作界面中增加了催化劑再生運(yùn)行模式，通過燃燒器加熱催化劑解決了低溫下硫酸氫氨沉積，堵塞催化劑問題。

大船集團(tuán)為招商輪船建造的全球首艘安裝風(fēng)帆裝置的30.8萬噸超大型原油船（VLCC）“凱力”輪成功交付。

風(fēng)帆裝置首次應(yīng)用到VLCC船舶

11月13日，大船集團(tuán)為招商輪船建造的全球首艘安裝風(fēng)帆裝置的30．8萬噸超大型原油船（VLCC）“凱力”輪成功交付。“風(fēng)帆技術(shù)示范應(yīng)用開發(fā)”項(xiàng)目是圍繞主力船型節(jié)能減排的創(chuàng)新性重點(diǎn)科研項(xiàng)目，標(biāo)志著由大船集團(tuán)牽頭的國內(nèi)研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功掌握了翼型風(fēng)帆研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造與應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，高質(zhì)量完成了風(fēng)帆在超大型油船上的工程化應(yīng)用，填補(bǔ)了國際空白。在全球節(jié)能減排的大背景下，風(fēng)帆助推等節(jié)能技術(shù)將在更多的大型船舶上推廣應(yīng)用。據(jù)了解，中國船級(jí)社組織編寫了《風(fēng)帆裝置應(yīng)用評(píng)估指南》，成為科研和樣機(jī)設(shè)計(jì)評(píng)估階段的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)，促進(jìn)和保證了實(shí)船樣機(jī)制作各階段工作。并先后開展了用于風(fēng)帆裝置制作的重要材料和設(shè)備的檢驗(yàn)和試驗(yàn)、風(fēng)帆結(jié)構(gòu)現(xiàn)場制作檢驗(yàn)、風(fēng)帆裝置整體組裝后的試驗(yàn)等，為樣機(jī)的陸基試驗(yàn)成功提供了有力的技術(shù)支持和保障。

瓦錫蘭推出WST-24R可伸縮推進(jìn)器

瓦錫蘭推出新型可伸縮式推進(jìn)器

12月5日，瓦錫蘭推出WST-24R可伸縮推進(jìn)器，該推進(jìn)器采用8度傾斜螺旋槳軸結(jié)構(gòu)，比前一代產(chǎn)品的有效推力增加23%，可以使用更少的燃料，并占用更少船上寶貴的空間。WST-24R是世界上第一個(gè)采用傾斜齒輪箱和電動(dòng)回轉(zhuǎn)和伸縮的可伸縮式推進(jìn)器。

與其前身LMT-FS1510一樣，WST-24R的開發(fā)是針對(duì)在海上作業(yè)時(shí)需要安全動(dòng)力定位以及在航行中需要將其收回的船舶。它的額定功率為2400千瓦，與LMTFS1510相同，是穿梭油輪、海工支持船和工程船等船舶的理想選擇。另一方面，WST-24R與瓦錫蘭鉆井全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器系列一樣，整個(gè)吊艙、軸系、螺旋槳和導(dǎo)流罩都向下傾斜8度。這是研究表明的足以使噴射水流向下偏轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離船體而不顯著減小水平推力的傾角。典型情況下，在穿梭油輪或鋪管船中，兩到三個(gè)可伸縮式推進(jìn)器將與兩到三個(gè)主推進(jìn)器以及一到兩個(gè)側(cè)向推進(jìn)器一起工作。WST-24R使用由領(lǐng)先制造商為瓦錫蘭開發(fā)的單一特殊形狀的密封件，以保護(hù)回轉(zhuǎn)和伸降機(jī)構(gòu)。這意味著推進(jìn)器與具有雙密封的LMT-FS1510相比少一道油-海水界面，從而減少漏油風(fēng)險(xiǎn)。

在河鋼舞鋼二軋鋼生產(chǎn)線上，成功軋制出厚度為20mm的船用LNG儲(chǔ)罐用低溫奧氏體型高錳鋼板，這是國內(nèi)第一也是目前唯一成功實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的低溫用高錳鋼板。

我國LNG低溫高錳鋼研發(fā)實(shí)現(xiàn)重大突破

12月7日，在河鋼舞鋼二軋鋼生產(chǎn)線上，成功軋制出厚度為20mm的船用LNG儲(chǔ)罐用低溫奧氏體型高錳鋼板，-196℃沖擊韌性優(yōu)良，產(chǎn)品性能指標(biāo)遠(yuǎn)超IMO最新要求，達(dá)到國際先進(jìn)水平，這是國內(nèi)第一也是目前唯一成功實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的低溫用高錳鋼板。

由于高錳鋼具有錳合金含量高、澆注溫度低、易偏析、低溫變形抗力大等特點(diǎn)，冶煉、軋制生產(chǎn)難度非常大，目前只有極少數(shù)國家掌握其生產(chǎn)技術(shù)。近年來，LNG儲(chǔ)罐用高錳鋼因其低廉的價(jià)格和優(yōu)異的塑韌性而備受矚目。與目前廣泛應(yīng)用的9%Ni鋼相比，船用LNG儲(chǔ)罐用高錳鋼的低溫強(qiáng)度、韌性、耐疲勞性、耐腐蝕性等性能均相差不大，且其塑性遠(yuǎn)優(yōu)于9%Ni鋼。在成本上，金屬錳的價(jià)格僅為鎳價(jià)格的1/10左右，LNG儲(chǔ)罐采用高錳鋼可大幅降低制造成本，業(yè)界普遍認(rèn)為它將是傳統(tǒng)LNG儲(chǔ)罐低溫材料的最好替代者，具有較好的應(yīng)用前景。