“超級”跨越
—— 記中國船級社超大型礦砂船隊發展

趙 博

當前，我國在超大型礦砂船（VLOC）建造方面有著卓越的綜合實力，這其中，中國船級社（CCS）為推動我國VLOC的高速發展提供了強大技術支撐，發揮了不可替代的重要作用。

CCS緊緊圍繞“建設國際一流中國船級社”的目標，緊緊跟住船舶大型化發展趨勢，不斷提升大型船舶的入級服務能力和服務品質，在各類超大型船舶方面均取得了顯著的進步，而在VLOC檢驗技術發展和入級服務船隊規模的快速增長正是這一發展的縮影。

不積跬步，無以至千里

據克拉克森（Clarksons）統計，截至2021年3月9日 ，全球VLOC數量總計249艘（約3951萬總噸），其中67艘（約1169萬總噸）入CCS級，總噸占比約29.6%，船隊規模居全球首位。事實上，數據顯示入級CCS的VLOC船隊早在2019年中期已經達到930萬總噸，以25%的全球占比居于全球首位。克拉克森的最新數據表明，時隔一年多，入級CCS的VLOC船隊規模占比增幅高達4.6%，第一的位置已經被CCS牢牢占據。

20世紀80年代，礦砂船基本由日本和韓國船廠建造，相關技術一直被國外船廠掌握。進入21世紀，隨著中國經濟的快速發展，國內經濟建設對鋼鐵的需求和鋼鐵產能迅速并長期占據世界第一，鐵礦石進口需求急速擴大。CCS敏銳洞察到了這一發展趨勢和需求，為服務于國家戰略能源海運運輸發展，迎難而上，陸續開展了一系列關于礦砂船建造規范和船型技術的研發工作。

回顧這一發展歷程，可以說CCS大型礦砂船船型技術的發展是從世界首例大型單殼油輪（VLCC）改裝為VLOC起步發力的，不能不說這為CCS的VLOC技術發展宏圖抹上了一筆傳奇色彩，這就是著名的“河北創新”輪。

2004年初，CCS召開“單殼超大型油船（VLCC）改造為專用礦砂船技術研討會”，吹響了CCS沖擊和突破大型礦砂船船型技術的“沖鋒號”。隨后，河北遠洋運輸集團股份有限公司旗下一艘單殼超大型油輪于當年6月進廠改造。在CCS從規范計算、審圖到現場改建工藝等全方位支持下，于2005年2月完成改造，經華麗轉身的VLOC“河北創新”輪以新生姿態再度回到蔚藍海洋。正如其名，這個改造項目的關鍵就是“創新”：這是全球第一艘由大型單殼油輪改造成為大型礦砂船，“她”既為面臨強制淘汰的大量單殼油輪創出了一條重生之路，又迎合了我國礦砂海運需求迅猛增長的需要；而對CCS而言，更為重要的是，“她”開啟了CCS在礦砂船船型技術全面發展的序章。自此，CCS的VLOC船型技術和船隊規模發展一步步走上了快車道。

2005年，CCS聯合中國造船工程學會、中國船舶工業行業協會、原中國船舶工業集團公司、原中國船舶重工集團公司、原中國遠洋運輸集團總公司等單位承擔《超大型礦砂船船型開發項目》，開發了多個載重噸級礦砂船船型，在技術上縮小了與日本和韓國船廠之間的差距。

2008年，南通中遠川崎船舶工程有限公司交付了我國首艘30萬噸級VLOC“合恒”輪，顯示我國具備了自主開發設計國際先進水平VLOC的能力。

2010年初，我國自主開發的具有完全知識產權的第一艘23萬載重噸級“中海興旺”輪交付并入CCS級。

2014年，25萬噸級礦砂船“山東和諧”輪交付并加入CCS單一船級，CCS在礦砂船領域的服務能力得到進一步印證。而隨后交付的同型船“山東政通”輪則入選了由英國皇家造船工程師學會主辦的世界精品船型雜志《SIGNIFICANT SHIPS》評出的“2015年世界最佳50船”。

2015年，CCS一次性獲得30艘40萬噸級VLOC入級項目，是CCS在VLOC領域新建船迄今最大的訂單，且CCS還是其中唯一擁有單一船級訂單的船級社。40萬噸級VLOC是當前全球最大載重量的礦砂船船型，也是最大載重量運輸船船型之一。作為第二代40萬噸級VLOC的代表船型，其結構安全在第一代船型基礎上進行設計優化，采用多種結構高級計算方法校核，滿足單艙快速裝載及礦物全液化要求；在綠色環保方面，配備超長沖程電噴主機、裝設消渦鰭和非對稱前置導流罩、高壓岸電系統、壓載水處理裝置、艙柜節能裝置，使用LNG-Ready方案并加裝了脫硫裝置，充分適合當前船舶的技術發展趨勢。2018年1月，首制船“遠河海”輪在上海外高橋造船有限公司建造交付，其能效較之第一代VLOC有大幅度的提高，單位海里油耗降低約30%。同年11月28日，隨著CCS進行獨立審圖及檢驗服務的首艘單一船級40萬噸級VLOC（“ORE SHANGHAI”輪）順利交付，CCS向業界展示了中國船級社在礦砂船全系船舶方面的審圖和檢驗能力。2020年初，“遠千海”輪的交付標志著“中國礦運40萬噸系列礦砂船項目”圓滿收官，也意味著CCS已建立全面完整的技術能力和服務體系，走向世界先進水平。

成績源于技術、檢驗及創新

船隊規模全球第一，是對CCS在VLOC船隊入級檢驗服務綜合能力的最好肯定，其背后則是CCS抓住和緊跟國家能源運輸戰略發展要求，踐行國家賦予的“船檢國家隊”使命和在這一領域長期堅持船型技術研究、創新檢驗、提高服務能力的辛勤耕耘和不懈努力。

VLOC“河北創新”輪

我國自主開發的具有完全知識產權的第一艘23萬載重噸級“中海興旺”輪

在規范技術方面，為適應大型礦砂船的開發和設計需要，配合國家開展大型礦砂船船型開發研究的計劃，CCS先后研發、頒布了《礦砂船船體結構高級屈曲評估指南》《礦砂船船體結構強度直接計算指南》等規范性文件，并結合實船設計與審圖應用情況及反饋，不斷修訂完善。CCS還在液態礦砂貨品研究、快速裝載等特殊技術研究方面建立了一套獨特體系。如今，CCS已經全面掌握VLOC船型特點，并能夠根據船東和礦商具體需求進行船型定制化開發，確保結構安全風險和成本的最優匹配。

在軟件技術方面，CCS自主開發全船有限元和艙段有限元計算、疲勞計算及振動噪聲預報軟件，并可進行結構節點優化和相關計算服務，構建了在大型礦砂船領域的結構計算能力。對VLOC的船體結構而言，機艙結構尤為復雜，常規規范校核方法不能完全保證對結構強度的充分驗證，CCS從建模準則、邊界條件載荷及載荷組合和船體梁目標載荷調整方法，以及強度評估衡準等方面，制定和開發了VLOC機艙有限元直接計算方法/軟件，應用于該類型船舶的結構強度關鍵技術研究和實船計算，在VLOC結構強度有限元計算方面形成了完整的技術和服務能力。為獲得安全經濟、環保的船體結構，尤其保證新型、大型船舶的結構安全，需盡可能精確地對船體結構在復雜載荷作用下的屈曲能力和極限承載能力進行分析，為此，CCS與中國船舶科學研究中心合作開發了具有更高計算分析精度的高級屈曲評估軟件（COMPASS-ABA），這對船舶關鍵區域結構設計的安全起到了重要的技術保障作用。

在專用技術應用方面，CCS也是行業的積極推動者，力求推動船舶工業在環保方面的創新與革命。CCS就40萬噸級VLOC的船舶廢氣清潔系統改裝進行深入研究，與船東和租家對改裝必要性、經濟性及改裝方案進行充分交流，為船東決策提供了有效的技術支持；在壓載水管理技術方面，CCS基于礦砂船航線、加裝及排放壓載水港口、壓載水處理能力、處理方式和操作限制、安裝面積、空間及布局、重量、電力配置和相關設備等要求，梳理了不同壓載水處理裝置安裝過程注意要點，并基于取樣總結進行壓載水管理系統安裝調試取樣技術標準研究；在排放控制方面，結合礦砂船實際布置情況，CCS從脫硫塔體及排氣管布置、煙囪的設計、消防、洗滌水供應/排出和閉式循環預留等方面，對營運礦砂船提出一套經濟可行的脫硫系統改裝方案并成功實踐。CCS還對LNG動力技術在礦砂船的實船應用進行持續跟蹤研究，并從船舶運營實際需求和布置的角度出發，對部分LNGReady型VLOC燃料艙改裝貨艙進行論證，在技術上系統性地解決了因該型船貨物區域整體前移造成的一些問題（如浮態調整、液艙布置和貨艙裝載量巨大變化導致船型滿載中垂超大<約40mm>、滿載總縱彎矩增大<68%>，以至空船重量加大、無法滿載），以求全力為客戶提供豐富、優質的服務。

25萬噸級礦砂船“山東和諧”輪

“山東政通”輪

CCS進行獨立審圖及檢驗服務的首艘單一船級40萬噸級VLOC“ORE SHANGHAI”輪

CCS的優質服務還體現在現場檢驗和創新項目管理方面，以“40萬噸級VLOC項目”檢驗實例為例，項目組編寫了“40萬噸級VLOC新造船項目策劃要求”“第二代40萬噸級VLOC結構要點”“40萬噸級VLOC建造關鍵問題介紹”“40萬噸級VLOC法定技術要點”和“新生效公約規范介紹”等材料，另結合審圖、建造檢驗經驗，編寫發布《礦砂船結構檢驗指南》，對VLOC船舶現場檢驗起到了有效的指導作用。同時，CCS以提高服務效率和服務一致性為目標創新性地推出總項目管理模式，并在40萬VLOC項目上首次應用。新的項目管理模式對三個省區、五家船廠的項目實施集中管理，項目間在技術、檢驗、服務組織等方面實現全方位的順暢交流和協同合作，極大地提升了客戶對CCS服務的滿意度。以此為基礎，總項目管理模式得以在其他大型船舶項目上進一步擴大應用，CCS及時總結提煉項目管理經驗，推出了首部《新造船項目管理指南》。

CCS還開展特色檢驗，在相關場景扮演著先行者的角色。例如，根據大型礦砂船結構特點探索并推廣使用了TOFT和PAUT等先進無損探傷技術，并在40萬噸級VLOC上首次授予專用附加標志。40萬噸級VLOC上超厚鋼板被大量使用(僅49mmEH36的面積就近9000平方米)，這對焊接質量的控制提出了更高要求。CCS大力推動可以以圖像化的形式反映焊接缺陷TOFT和PAUT探傷技術的應用。這是“TOFD和PAUT”聯合檢測技術在國內船舶行業的首次應用，CCS為此投入專業技術研發人員和高尖端設備進行工藝開發和試塊設計，在現場檢測過程中克服多種難題，積累了經驗，填補了新技術聯合檢測的空白，強化了對VLOC及大型船舶重點區域的質量控制能力。

CCS還注重項目服務的多樣性、個性化和創新推動，開展系列特色服務。例如，使用軟件進行3D建模是現代造船模式的一個組成，各方共同對3D模型進行檢查和評審，能夠保證船舶在建造施工之前發現并解決大部分技術問題。CCS策劃推動的船東、船級社和船廠評審3D模型模式，通過評審，各方不僅在開工前就完成了船舶機電設備的生產設計審查，船東對維護保養和使用等修改意見在各家船廠也得以統一落實，避免了船廠后期建造過程的較大改造，為確保船舶建造質量和周期打下了基礎。

另外，CCS組織創新對廠區生產設計圖紙審查，對發現的問題進行提前溝通解決，避免后續建造過程中的結構改動；針對在建礦砂船提供全流程的軸系安裝服務；針對造船廠鏜孔、軸承壓裝、軸系校中及軸系試航，提供分階段的技術審核，幫助船廠完成了多項技術分析和處理工作；針對大型礦砂船EL100快速裝載、智能船舶附加標志和LNG-Ready要求提供專項服務。多樣化的服務滿足了船東、船廠個性化的服務需求，極大地提升了客戶享有CCS入級服務的獲得感，幫助了CCS在VLOC入級服務方面獲得了更多的認可與肯定。

發力前沿，瞄準未來

作為一家世界知名的船級社，CCS深刻認識到，要保持超大型礦砂船隊的第一要求在技術研發、服務創新等方面更上層樓，始終堅持科技創新在發展全局中的核心地位，將科技創新作為戰略引領。

CCS決心在三個方面樹立“技術精湛，擔當作為”的優質品牌形象。首先，針對目前智能、綠色環保等技術的發展動態，優化集成CCS系統內資源，結合VLOC船型開展以客戶實質性需求為導向的差別性技術服務研究，跟進深入新能源的使用，特別是LNG動力技術的使用，為客戶提供最優化的LNG艙室布置方案。其次，持續全面開展VLOC關鍵技術及相關技術和標準的深化和優化研究，進行專項結構輕量化和節點優化研究，以32萬噸級VLOC為突破，向業界推出“中國船型品牌”。同時，選定系統內的礦砂船技術專家組建一支“礦砂船船型工作組”，集中在VLOC領域經驗豐富的規范、審圖、現場檢驗資深技術人員，不斷積累總結、提煉近年來對VLOC的建造檢驗和審圖經驗及船舶技術應用情況，形成礦砂船船型服務報告，進一步體現CCS在VLOC審圖和建造檢驗方面的優勢服務能力，為后續新造船圖紙審核和現場檢驗以及VLOC營運提供全面、及時、到位的技術支持，進一步提升入級CCS的VLOC船東、船廠和設計公司的服務滿意度和獲得感，提高客戶依賴度和服務粘性。

船舶高質量建造和安全運營需要設計、審圖、產品、建造、檢驗、運營、管理等各環節通力合作，從全生命周期視角，將質量目標與安全、環保等目標有效銜接則是CCS服務客戶的關鍵之一。CCS基于經驗和創新，建立VLOC風險把控模式，將伴隨式服務植入全生命周期，具備在全生命周期把控VLOC本質安全的能力，保證船岸有效溝通的同時持續監控船舶營運狀態，融合CCS開發的軟件系統提供技術支持與服務，助力客戶船隊營運績效表現始終處于行業前沿。相信未來，CCS還將同業界一道，進一步發揮中國船級社在礦砂船型技術方面的引領作用，實現“為社會和客戶創造價值”的目標，用使命和責任助力全球VLOC的高質量發展。