引領(lǐng)深海“神經(jīng)”評(píng)測(cè)

文/楊俊彬 于 晶

海洋工程裝備用特種復(fù)合纜在海洋工程裝備和海底通信系統(tǒng)中起到了“神經(jīng)”和“血管”的作用，是海洋工程的重要配套產(chǎn)品。目前，國內(nèi)海洋工程裝備用特種復(fù)合纜主要依賴國外進(jìn)口，不僅價(jià)格昂貴而且交貨期長(zhǎng)，維修也要看人臉色。為了實(shí)現(xiàn)我國海洋戰(zhàn)略的偉大夢(mèng)想，這類高性能復(fù)合纜的產(chǎn)業(yè)化、國產(chǎn)化將是我們的必由之路。

“深海生命線”受制于人

作為海底油氣勘采領(lǐng)域的核心設(shè)備，臍帶纜可謂“國之重器”。它可以為深水油氣田的水面平臺(tái)設(shè)施和水下生產(chǎn)系統(tǒng)提供電力、通信、液壓動(dòng)力和化學(xué)藥劑通道等連接，如同母體和胎兒之間的“臍帶”，被稱為“深海生命線”。通過它，在鉆井平臺(tái)上，工作人員就能通過精確操控海面下的深海機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)勘采作業(yè)。臍帶纜對(duì)材料強(qiáng)度、柔韌性、抗腐蝕性和抗?jié)B透性要求極高，此前少數(shù)國外企業(yè)壟斷了臍帶纜核心技術(shù)。

60年前，國際石油巨頭荷蘭皇家殼牌集團(tuán)在墨西哥灣應(yīng)用了世界上第一根全液壓軟管臍帶纜。時(shí)至今日，歐美企業(yè)壟斷了深海油氣勘采領(lǐng)域核心裝備技術(shù)。我國使用的臍帶纜幾乎全部依賴進(jìn)口，主要購自美國、挪威、英國的4家臍帶纜制造商。以中海油荔枝灣3-1項(xiàng)目為例，進(jìn)口一根約70 km的臍帶纜需花費(fèi)5 億元人民幣。價(jià)格貴還在其次，維修也要看人臉色，如我國某海上鉆井平臺(tái)的進(jìn)口臍帶纜出現(xiàn)故障后，維修的日期竟然排在兩年之后，這期間平臺(tái)完全處于停產(chǎn)，造成巨大損失，其受制于人之狼狽，由此可見一斑。而ROV（無人水下機(jī)器人）用臍帶纜則是另一種“卡脖子”的海工特種復(fù)合纜。ROV是海洋科研、勘探、工程等領(lǐng)域必備的高技術(shù)工業(yè)產(chǎn)品，截至目前，我國絕大多數(shù)ROV均需要進(jìn)口。ROV用臍帶纜是聯(lián)系ROV和母船的“臍帶”，也幾乎全部依賴進(jìn)口。在采購、維修等方面均嚴(yán)重受制于國外供應(yīng)商。

同時(shí)，國際上能生產(chǎn)臍帶纜的企業(yè)多為全球性的線纜巨頭或極少數(shù)幾家專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)。出于商業(yè)利益的考量，所有的生產(chǎn)企業(yè)對(duì)這類利潤極高的線纜產(chǎn)品都不公開其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也極少申請(qǐng)專利，對(duì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測(cè)試技術(shù)采取了嚴(yán)格的保密措施。即使在僅有的一兩個(gè)公開標(biāo)準(zhǔn)中，他們也只是列出了一些常規(guī)測(cè)試條件和考核指標(biāo)，其中關(guān)鍵項(xiàng)目的測(cè)試條件和考核指標(biāo)則被刻意省略。

國外企業(yè)的這種緘默直接導(dǎo)致我國海洋油氣開采自主研制工作被緊緊扼住“咽喉”。我國企業(yè)在進(jìn)行相關(guān)研發(fā)的過程中困難重重，個(gè)別企業(yè)開始仿制國外產(chǎn)品，做到形似容易，而如何測(cè)試產(chǎn)品質(zhì)量就成為關(guān)鍵問題。測(cè)試方法和測(cè)試結(jié)果對(duì)于企業(yè)改進(jìn)設(shè)計(jì)、提高產(chǎn)品質(zhì)量、研發(fā)新產(chǎn)品、自主創(chuàng)新都是極為關(guān)鍵的。

搭建國產(chǎn)評(píng)測(cè)研究平臺(tái)

事關(guān)國之重器，在國家相關(guān)政策支持、引導(dǎo)下，我國電線電纜制造企業(yè)紛紛投入力量進(jìn)行研發(fā)。例如，重點(diǎn)發(fā)展勘探、開發(fā)、生產(chǎn)、加工和儲(chǔ)運(yùn)裝備，扶持海洋可再生能源利用裝備、海底礦產(chǎn)資源裝備、海洋監(jiān)測(cè)設(shè)備的研發(fā)和創(chuàng)新等。但是，目前中國電線電纜制造企業(yè)在測(cè)試研發(fā)方面存在較大短板，在高端復(fù)合纜的測(cè)試技術(shù)研究、檢測(cè)能力、研發(fā)能力、工程應(yīng)用等方面迫切需要社會(huì)“支援”。

上海電纜研究所及其下屬上海國纜檢測(cè)股份有限公司通過多個(gè)科研項(xiàng)目及歷年技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)的積累，總結(jié)得出：雖然不同的海洋工程裝備用特種復(fù)合纜差異很大，但是也有許多共性。圍繞這些共性同時(shí)兼顧不同纜的特點(diǎn)，上海國纜檢測(cè)股份有限公司采用不同的測(cè)試手段，配合技術(shù)研發(fā)、檢測(cè)服務(wù)、信息會(huì)展、技術(shù)交流與合作、標(biāo)準(zhǔn)化、知識(shí)產(chǎn)權(quán)和人才培養(yǎng)與服務(wù)等板塊的建設(shè)，最終建成海洋工程裝備用特種復(fù)合纜測(cè)試服務(wù)平臺(tái)。

該平臺(tái)是全國唯一的圍繞海洋工程裝備用特種復(fù)合纜的綜合性技術(shù)服務(wù)平臺(tái)，在國際上也罕有先例。該平臺(tái)主要圍繞海洋工程與裝備所應(yīng)用需求，以海洋工程裝備用特種復(fù)合纜測(cè)試技術(shù)為核心，重點(diǎn)開展光電復(fù)合測(cè)試、張力疲勞測(cè)試、張力彎曲測(cè)試、張力卷繞測(cè)試、功能項(xiàng)測(cè)試、靜態(tài)力學(xué)參數(shù)測(cè)試、復(fù)合纜中光纖測(cè)試評(píng)估、復(fù)合纜及組件附件的縱向/徑向水密測(cè)試等關(guān)鍵測(cè)試技術(shù)研發(fā)，建立國內(nèi)第一個(gè)專業(yè)的海洋工程裝備用特種復(fù)合纜測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，形成海洋工程裝備用特種復(fù)合纜測(cè)試服務(wù)平臺(tái)服務(wù)能力。該平臺(tái)在專業(yè)技術(shù)和檢測(cè)能力上具有新穎性，且達(dá)到國際領(lǐng)先水平。特別是在建設(shè)海洋工程裝備用特種復(fù)合纜專用測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的同時(shí)，平臺(tái)項(xiàng)目組始終秉持技術(shù)創(chuàng)新成果與未來應(yīng)用推廣緊密結(jié)合的理念，在形成服務(wù)能力后，經(jīng)過多次實(shí)踐驗(yàn)證，總結(jié)研制經(jīng)驗(yàn)，編撰完成了《深海ROV、拖體等設(shè)備用鎧裝纜 第1部分：非金屬鎧裝纜》和《深海ROV、拖體等設(shè)備用鎧裝纜 第2部分：金屬鎧裝纜》兩項(xiàng)關(guān)鍵的海洋工程裝備用特種復(fù)合纜領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)草案。這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)（草案）除了規(guī)范深海ROV、拖體等設(shè)備用鎧裝纜的術(shù)語、定義、命名、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、包裝、標(biāo)志、運(yùn)輸和貯存這些產(chǎn)品制造、應(yīng)用必要的要素外，還就標(biāo)準(zhǔn)的適用性進(jìn)行了必要的說明，最主要的是將適用范圍拓展到拖曳聲吶、溫鹽深儀（CTD）等海洋調(diào)查和測(cè)量系統(tǒng)，以及水下作業(yè)裝備系統(tǒng)中氣壓的金屬（或非金屬）鎧裝纜產(chǎn)品。同時(shí)，這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)（草案）還針對(duì)此類產(chǎn)品的應(yīng)用特點(diǎn)，在檢測(cè)技術(shù)要求中特別編寫了4個(gè)規(guī)范性附錄，對(duì)鎧裝纜的拉伸負(fù)荷試驗(yàn)、過滑輪試驗(yàn)、耐靜水壓試驗(yàn)和水密試驗(yàn)等這些特定試驗(yàn)有針對(duì)性地提出了詳細(xì)的試驗(yàn)要求和判定依據(jù)。

隨著建設(shè)的逐步完善，該平臺(tái)最終將形成涵蓋所有海洋工程裝備用特種復(fù)合纜的全方位服務(wù)能力，為行業(yè)破除國外壟斷提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)；同時(shí)，基于共性技術(shù)的研究，還可以將服務(wù)延伸到其他陸上或架空類型的特種復(fù)合纜種類。

規(guī)范和引領(lǐng)國產(chǎn)“神經(jīng)”

海洋工程裝備用特種復(fù)合纜測(cè)試服務(wù)平臺(tái)是我國線纜行業(yè)向高端發(fā)展的基石，也是我國海洋事業(yè)發(fā)展必不可少的條件之一。該平臺(tái)將運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化工具，規(guī)范和引領(lǐng)我國海洋工程領(lǐng)域復(fù)合纜技術(shù)復(fù)制、發(fā)展和推廣，著力解決基礎(chǔ)、重大、關(guān)鍵及共性測(cè)試技術(shù)，以支持和引領(lǐng)海洋工程線纜行業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，對(duì)加快促進(jìn)我國海工線纜工業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新與進(jìn)步、提高我國海洋工程線纜工業(yè)自主創(chuàng)新能力和技術(shù)能級(jí)具有重要意義。

測(cè)試儀器設(shè)備種類繁多、價(jià)格昂貴，系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，專業(yè)程度高，對(duì)于單個(gè)電線電纜制造企業(yè)來說，利用率并不高，若每家電線電纜制造企業(yè)都自行建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，會(huì)浪費(fèi)大量資源。而測(cè)試服務(wù)平臺(tái)適合集中建設(shè)，可面向我國整個(gè)線纜行業(yè)提供服務(wù)，這樣既可以集中資源建設(shè)高水平的平臺(tái)，又可以提高利用率，提升整個(gè)行業(yè)的技術(shù)水平。

標(biāo)準(zhǔn)化工作與平臺(tái)建設(shè)雙管齊下，未來將對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、企業(yè)創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)和孵化以及學(xué)科發(fā)展起到重大的作用。海洋工程裝備用特種復(fù)合纜測(cè)試服務(wù)平臺(tái)將研發(fā)力量、檢測(cè)能力、研發(fā)信息、人力資源培訓(xùn)、標(biāo)準(zhǔn)檢索等深度融合，并為迫切需要進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的電線電纜制造企業(yè)提供開放共享，這有助于快速提升我國電線電纜制造企業(yè)的產(chǎn)品升級(jí)換代能力，引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，也能更好地服務(wù)國家海洋戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的實(shí)施。

結(jié) 語

當(dāng)前，我國在海洋工程裝備用線纜領(lǐng)域的話語權(quán)還很弱小，現(xiàn)在所取得的一點(diǎn)成果也只是突破國外封鎖的一束微光，但我們相信，當(dāng)這些微光不斷匯聚，一定會(huì)迎來陽光燦爛的一天。