今年上半年,国内船企在大型LNG运输船领域全球市场份额跃升至35%大型LNG运输船驶向产业深海(一线调研)(2)
“舱壁所需的大部分殷瓦钢只有0.7毫米厚,薄如纸张,又极易生锈,在焊接中哪怕一个针眼大小的漏点,都有可能造成整船LNG泄漏爆炸。”秦毅说,“我们在焊接时,必须佩戴吸汗手套,如果有汗水滴在殷瓦钢上,20多小时后就会生锈。”
“看,那个在焊接的是我徒弟。”顺着秦毅手指的方向,只见一名头戴防护面具的焊工手持焊枪,正专注地躬身作业。
3米的长度,走路只需要几秒钟,可焊完这条搭接处的殷瓦钢焊缝,需要一个技术娴熟的工人全神贯注操作5小时以上。“焊接殷瓦钢,可以说比绣花还要精细。速度过慢,容易焊穿,导致绝缘箱等材料起火;速度过快,焊缝深度不够,容易出现漏点,一个漏点就是LNG泄漏的一个致命风险点。”秦毅说。
在“大鹏昊”上,全船焊缝长达130公里,虽然其中九成可以使用自动焊机作业,但剩下的角落只能由人工焊接,每一次操作都要确保“天衣无缝”。
“我那时被派到国外学习焊接技术,白天细心揣摩同行的动作、手势、速率、电流调节,晚上躺到床上,还经常用手比划,心里太着急了,就想早点学完回来。”当时只有25岁的秦毅,恨不得把一分钟当两分钟用,中国舆情网,仅仅4周就通过了法国GTT公司的专业考核。
勤学苦练之下,殷瓦钢焊接难题终于被秦毅和他的徒弟们攻克了。然而,还有更多的工艺建造难题,如一座座大山横亘在时任围护系统管理科副科长黄华兵的心间。
“一艘大型LNG运输船,有特殊的液货舱围护系统、特殊的液货操控系统和特殊的推进系统等。特别是液货舱围护系统,有约50万个零件,是整个船体关键中的关键。”如今已是沪东中华总装二部党委书记的黄华兵告诉记者。
当时,虽然有国外船厂提供的全英文图纸和资料,但经常语焉不详,大家想照着操作如同老虎吃天,无处下口。
“我们成立了多个课题组,重新消化吸收所有图纸,从编制工艺开始一点点做起。”黄华兵感慨,“每一步都很难,每遇到一个难题,就要停下解决,两周能解决已经算快的。但每解决一个难题,就像中了大奖般高兴。”
2006年12月的一天,“大鹏昊”进入吊泵塔的关键环节,要将30多米高的泵塔垂直吊入液货舱内。为此,黄华兵和同事连续作战几周,才编制出一整套吊泵塔工艺方案。
按国外船厂要求,泵塔的起吊高度要达到60多米。但是沪东中华船厂的吊机吊臂限位高度仅56米,必须赶在黄浦江最低潮位的平潮期完成吊装,而这个时间窗口只有约1小时。
经过前期准备,早晨8点半,吊装工作开始。当泵塔从水平状态逐渐竖立起来后,大家发现,由于重心不在中心位置,泵塔并不垂直,无法正常吊入。黄华兵回忆:“当时国外的技术指导也在,但也想不到什么好办法。”甲板上站了不少人,但都鸦雀无声,焦灼的情绪在人群中蔓延。
窗口期只剩20分钟,第三次尝试开始。这次,泵塔的下端还是距离液货舱底中心大概半米。
“眼看着潮位就要涨上来,情急之下,当时的指挥长当机立断,直接吊进去,派人去舱底辅助。于是,我和十来个同事一起下到舱底,小心翼翼地将泵塔下端推到中心位置。推好后,吊臂还没松钩,潮位已经开始明显上涨,幸好有惊无险。有了这次经历,我们重新修改了工艺,为之后的类似操作蹚平了路。”黄华兵说,当年艰难探索出的各种工艺流程,后来也为国内其他船企建造大型LNG运输船提供了借鉴,推动了整个行业发展。
2008年4月3日,为广东LNG项目配套的“大鹏昊”正式交付。至此,被国外船企垄断多年的大型LNG运输船制造,终于由沪东中华破局。
一场没有退路的较量
“巴布亚”出口,中国大型LNG运输船驶入国际市场
2012年6月,正值梅雨天的上海,闷热难耐,让人止不住心烦意乱。
沪东中华时任LNG运输船主任设计师宋炜和团队在双艉鳍推进系统轴承问题上已经“卡壳”3个多月,厂里决定独立研发设计第二代17万立方米LNG运输船也已经过去快4年。
2008年10月,“大鹏昊”成功交付的喜悦刚过半年,宋炜看到一则新闻。“韩国建造出了第二代大型LNG运输船,不但船体容积从14.7万立方米一下子提升到17万立方米级别,推进功率和蒸发率也都更低。船上装备的新型低速机推进和再液化装置,是我之前见都没见过的。”他不禁心头一沉。
“不直面这场国际较量,费尽千辛万苦才落地的第一代船,恐怕很快会被市场淘汰,我们没有退路。”自主研发设计第二代大型LNG运输船的重任落到了当时34岁的宋炜肩上。
第二代船为什么能“吃得更少、跑得更快”?船体的心脏系统——推进系统升级换代很关键。为了提高LNG运输船大型化后的推进效率,韩国船企将第一代船的单艉推进改为双艉鳍推进设计。
“从单艉推进到双艉推进,并非技术上简单的一加一。双艉鳍线型艉鳍片体呈倾斜布置,完全不同于对称布置的单艉线型,两种类型推进的设计难度不可同日而语。由于两个艉鳍片体之间内侧、外侧的流场完全不对称,双艉鳍推进会造成两个螺旋桨之间的受力状态十分复杂,进而导致轴系的运行轨迹飘忽不定,容易引起轴承高温甚至轴系咬死的故障。一旦失去推进能力,发生海上事故,17万立方米满载的LNG运输船,就成了漂浮的海上炸弹。”宋炜深知,确保推进系统的高可靠性是新一代大型LNG运输船研发成功的基础。
究竟什么样的轴承设计结构才能保障轴系在复杂受力情况下安全运行?宋炜带着团队久攻不破。
然而,机会往往留给有准备的人。
有一天,不知是谁说了一句:“看,喇叭花开花了。”一筹莫展之际的宋炜抬头一看:“正好有一朵盛开在我眼前,花开的喇叭形状让我一瞬间联想到轴承的一部分可以另类设计的形状,立刻眼前一亮,随即召集团队进行设计。”
看似妙手偶得的背后,其实是无数的积累和反复的推倒重来。记者观察到宋炜别在左胳膊上的一支笔,他说:“习惯了,一有灵感,随时记下,说不定什么时候就能解决一个大问题。”
经过一系列计算分析和推敲论证,“喇叭口”式双斜坡轴承设计方案产生了。这样的形状可以让轴承适应不同载荷下可能出现的轨迹形状,最终形成涵盖各种极端恶劣情况下安全推进的双轴系推进方案。
攻克双艉鳍推进系统难题后,宋炜又带领团队攻克了第二代船蒸发气处理系统、液货处理系统等诸多难题。被问到有什么秘诀,宋炜笑了笑说:“就是专心致志、坚持到底去做,没有迈不过去的坎。”