“超级”跨越—— 记中国船级社超大型矿砂船队发展

赵 博

当前，我国在超大型矿砂船（VLOC）建造方面有着卓越的综合实力，这其中，中国船级社（CCS）为推动我国VLOC的高速发展提供了强大技术支撑，发挥了不可替代的重要作用。

CCS紧紧围绕“建设国际一流中国船级社”的目标，紧紧跟住船舶大型化发展趋势，不断提升大型船舶的入级服务能力和服务品质，在各类超大型船舶方面均取得了显著的进步，而在VLOC检验技术发展和入级服务船队规模的快速增长正是这一发展的缩影。

不积跬步，无以至千里

据克拉克森（Clarksons）统计，截至2021年3月9日 ，全球VLOC数量总计249艘（约3951万总吨），其中67艘（约1169万总吨）入CCS级，总吨占比约29.6%，船队规模居全球首位。事实上，数据显示入级CCS的VLOC船队早在2019年中期已经达到930万总吨，以25%的全球占比居于全球首位。克拉克森的最新数据表明，时隔一年多，入级CCS的VLOC船队规模占比增幅高达4.6%，第一的位置已经被CCS牢牢占据。

20世纪80年代，矿砂船基本由日本和韩国船厂建造，相关技术一直被国外船厂掌握。进入21世纪，随着中国经济的快速发展，国内经济建设对钢铁的需求和钢铁产能迅速并长期占据世界第一，铁矿石进口需求急速扩大。CCS敏锐洞察到了这一发展趋势和需求，为服务于国家战略能源海运运输发展，迎难而上，陆续开展了一系列关于矿砂船建造规范和船型技术的研发工作。

回顾这一发展历程，可以说CCS大型矿砂船船型技术的发展是从世界首例大型单壳油轮（VLCC）改装为VLOC起步发力的，不能不说这为CCS的VLOC技术发展宏图抹上了一笔传奇色彩，这就是著名的“河北创新”轮。

2004年初，CCS召开“单壳超大型油船（VLCC）改造为专用矿砂船技术研讨会”，吹响了CCS冲击和突破大型矿砂船船型技术的“冲锋号”。随后，河北远洋运输集团股份有限公司旗下一艘单壳超大型油轮于当年6月进厂改造。在CCS从规范计算、审图到现场改建工艺等全方位支持下，于2005年2月完成改造，经华丽转身的VLOC“河北创新”轮以新生姿态再度回到蔚蓝海洋。正如其名，这个改造项目的关键就是“创新”：这是全球第一艘由大型单壳油轮改造成为大型矿砂船，“她”既为面临强制淘汰的大量单壳油轮创出了一条重生之路，又迎合了我国矿砂海运需求迅猛增长的需要；而对CCS而言，更为重要的是，“她”开启了CCS在矿砂船船型技术全面发展的序章。自此，CCS的VLOC船型技术和船队规模发展一步步走上了快车道。

2005年，CCS联合中国造船工程学会、中国船舶工业行业协会、原中国船舶工业集团公司、原中国船舶重工集团公司、原中国远洋运输集团总公司等单位承担《超大型矿砂船船型开发项目》，开发了多个载重吨级矿砂船船型，在技术上缩小了与日本和韩国船厂之间的差距。

2008年，南通中远川崎船舶工程有限公司交付了我国首艘30万吨级VLOC“合恒”轮，显示我国具备了自主开发设计国际先进水平VLOC的能力。

2010年初，我国自主开发的具有完全知识产权的第一艘23万载重吨级“中海兴旺”轮交付并入CCS级。

2014年，25万吨级矿砂船“山东和谐”轮交付并加入CCS单一船级，CCS在矿砂船领域的服务能力得到进一步印证。而随后交付的同型船“山东政通”轮则入选了由英国皇家造船工程师学会主办的世界精品船型杂志《SIGNIFICANT SHIPS》评出的“2015年世界最佳50船”。

2015年，CCS一次性获得30艘40万吨级VLOC入级项目，是CCS在VLOC领域新建船迄今最大的订单，且CCS还是其中唯一拥有单一船级订单的船级社。40万吨级VLOC是当前全球最大载重量的矿砂船船型，也是最大载重量运输船船型之一。作为第二代40万吨级VLOC的代表船型，其结构安全在第一代船型基础上进行设计优化，采用多种结构高级计算方法校核，满足单舱快速装载及矿物全液化要求；在绿色环保方面，配备超长冲程电喷主机、装设消涡鳍和非对称前置导流罩、高压岸电系统、压载水处理装置、舱柜节能装置，使用LNG-Ready方案并加装了脱硫装置，充分适合当前船舶的技术发展趋势。2018年1月，首制船“远河海”轮在上海外高桥造船有限公司建造交付，其能效较之第一代VLOC有大幅度的提高，单位海里油耗降低约30%。同年11月28日，随着CCS进行独立审图及检验服务的首艘单一船级40万吨级VLOC（“ORE SHANGHAI”轮）顺利交付，CCS向业界展示了中国船级社在矿砂船全系船舶方面的审图和检验能力。2020年初，“远千海”轮的交付标志着“中国矿运40万吨系列矿砂船项目”圆满收官，也意味着CCS已建立全面完整的技术能力和服务体系，走向世界先进水平。

成绩源于技术、检验及创新

船队规模全球第一，是对CCS在VLOC船队入级检验服务综合能力的最好肯定，其背后则是CCS抓住和紧跟国家能源运输战略发展要求，践行国家赋予的“船检国家队”使命和在这一领域长期坚持船型技术研究、创新检验、提高服务能力的辛勤耕耘和不懈努力。

VLOC“河北创新”轮

我国自主开发的具有完全知识产权的第一艘23万载重吨级“中海兴旺”轮

在规范技术方面，为适应大型矿砂船的开发和设计需要，配合国家开展大型矿砂船船型开发研究的计划，CCS先后研发、颁布了《矿砂船船体结构高级屈曲评估指南》《矿砂船船体结构强度直接计算指南》等规范性文件，并结合实船设计与审图应用情况及反馈，不断修订完善。CCS还在液态矿砂货品研究、快速装载等特殊技术研究方面建立了一套独特体系。如今，CCS已经全面掌握VLOC船型特点，并能够根据船东和矿商具体需求进行船型定制化开发，确保结构安全风险和成本的最优匹配。

在软件技术方面，CCS自主开发全船有限元和舱段有限元计算、疲劳计算及振动噪声预报软件，并可进行结构节点优化和相关计算服务，构建了在大型矿砂船领域的结构计算能力。对VLOC的船体结构而言，机舱结构尤为复杂，常规规范校核方法不能完全保证对结构强度的充分验证，CCS从建模准则、边界条件载荷及载荷组合和船体梁目标载荷调整方法，以及强度评估衡准等方面，制定和开发了VLOC机舱有限元直接计算方法/软件，应用于该类型船舶的结构强度关键技术研究和实船计算，在VLOC结构强度有限元计算方面形成了完整的技术和服务能力。为获得安全经济、环保的船体结构，尤其保证新型、大型船舶的结构安全，需尽可能精确地对船体结构在复杂载荷作用下的屈曲能力和极限承载能力进行分析，为此，CCS与中国船舶科学研究中心合作开发了具有更高计算分析精度的高级屈曲评估软件（COMPASS-ABA），这对船舶关键区域结构设计的安全起到了重要的技术保障作用。

在专用技术应用方面，CCS也是行业的积极推动者，力求推动船舶工业在环保方面的创新与革命。CCS就40万吨级VLOC的船舶废气清洁系统改装进行深入研究，与船东和租家对改装必要性、经济性及改装方案进行充分交流，为船东决策提供了有效的技术支持；在压载水管理技术方面，CCS基于矿砂船航线、加装及排放压载水港口、压载水处理能力、处理方式和操作限制、安装面积、空间及布局、重量、电力配置和相关设备等要求，梳理了不同压载水处理装置安装过程注意要点，并基于取样总结进行压载水管理系统安装调试取样技术标准研究；在排放控制方面，结合矿砂船实际布置情况，CCS从脱硫塔体及排气管布置、烟囱的设计、消防、洗涤水供应/排出和闭式循环预留等方面，对营运矿砂船提出一套经济可行的脱硫系统改装方案并成功实践。CCS还对LNG动力技术在矿砂船的实船应用进行持续跟踪研究，并从船舶运营实际需求和布置的角度出发，对部分LNGReady型VLOC燃料舱改装货舱进行论证，在技术上系统性地解决了因该型船货物区域整体前移造成的一些问题（如浮态调整、液舱布置和货舱装载量巨大变化导致船型满载中垂超大<约40mm>、满载总纵弯矩增大<68%>，以至空船重量加大、无法满载），以求全力为客户提供丰富、优质的服务。

25万吨级矿砂船“山东和谐”轮

“山东政通”轮

CCS进行独立审图及检验服务的首艘单一船级40万吨级VLOC“ORE SHANGHAI”轮

CCS的优质服务还体现在现场检验和创新项目管理方面，以“40万吨级VLOC项目”检验实例为例，项目组编写了“40万吨级VLOC新造船项目策划要求”“第二代40万吨级VLOC结构要点”“40万吨级VLOC建造关键问题介绍”“40万吨级VLOC法定技术要点”和“新生效公约规范介绍”等材料，另结合审图、建造检验经验，编写发布《矿砂船结构检验指南》，对VLOC船舶现场检验起到了有效的指导作用。同时，CCS以提高服务效率和服务一致性为目标创新性地推出总项目管理模式，并在40万VLOC项目上首次应用。新的项目管理模式对三个省区、五家船厂的项目实施集中管理，项目间在技术、检验、服务组织等方面实现全方位的顺畅交流和协同合作，极大地提升了客户对CCS服务的满意度。以此为基础，总项目管理模式得以在其他大型船舶项目上进一步扩大应用，CCS及时总结提炼项目管理经验，推出了首部《新造船项目管理指南》。

CCS还开展特色检验，在相关场景扮演着先行者的角色。例如，根据大型矿砂船结构特点探索并推广使用了TOFT和PAUT等先进无损探伤技术，并在40万吨级VLOC上首次授予专用附加标志。40万吨级VLOC上超厚钢板被大量使用(仅49mmEH36的面积就近9000平方米)，这对焊接质量的控制提出了更高要求。CCS大力推动可以以图像化的形式反映焊接缺陷TOFT和PAUT探伤技术的应用。这是“TOFD和PAUT”联合检测技术在国内船舶行业的首次应用，CCS为此投入专业技术研发人员和高尖端设备进行工艺开发和试块设计，在现场检测过程中克服多种难题，积累了经验，填补了新技术联合检测的空白，强化了对VLOC及大型船舶重点区域的质量控制能力。

CCS还注重项目服务的多样性、个性化和创新推动，开展系列特色服务。例如，使用软件进行3D建模是现代造船模式的一个组成，各方共同对3D模型进行检查和评审，能够保证船舶在建造施工之前发现并解决大部分技术问题。CCS策划推动的船东、船级社和船厂评审3D模型模式，通过评审，各方不仅在开工前就完成了船舶机电设备的生产设计审查，船东对维护保养和使用等修改意见在各家船厂也得以统一落实，避免了船厂后期建造过程的较大改造，为确保船舶建造质量和周期打下了基础。

另外，CCS组织创新对厂区生产设计图纸审查，对发现的问题进行提前沟通解决，避免后续建造过程中的结构改动；针对在建矿砂船提供全流程的轴系安装服务；针对造船厂镗孔、轴承压装、轴系校中及轴系试航，提供分阶段的技术审核，帮助船厂完成了多项技术分析和处理工作；针对大型矿砂船EL100快速装载、智能船舶附加标志和LNG-Ready要求提供专项服务。多样化的服务满足了船东、船厂个性化的服务需求，极大地提升了客户享有CCS入级服务的获得感，帮助了CCS在VLOC入级服务方面获得了更多的认可与肯定。

发力前沿，瞄准未来

作为一家世界知名的船级社，CCS深刻认识到，要保持超大型矿砂船队的第一要求在技术研发、服务创新等方面更上层楼，始终坚持科技创新在发展全局中的核心地位，将科技创新作为战略引领。

CCS决心在三个方面树立“技术精湛，担当作为”的优质品牌形象。首先，针对目前智能、绿色环保等技术的发展动态，优化集成CCS系统内资源，结合VLOC船型开展以客户实质性需求为导向的差别性技术服务研究，跟进深入新能源的使用，特别是LNG动力技术的使用，为客户提供最优化的LNG舱室布置方案。其次，持续全面开展VLOC关键技术及相关技术和标准的深化和优化研究，进行专项结构轻量化和节点优化研究，以32万吨级VLOC为突破，向业界推出“中国船型品牌”。同时，选定系统内的矿砂船技术专家组建一支“矿砂船船型工作组”，集中在VLOC领域经验丰富的规范、审图、现场检验资深技术人员，不断积累总结、提炼近年来对VLOC的建造检验和审图经验及船舶技术应用情况，形成矿砂船船型服务报告，进一步体现CCS在VLOC审图和建造检验方面的优势服务能力，为后续新造船图纸审核和现场检验以及VLOC营运提供全面、及时、到位的技术支持，进一步提升入级CCS的VLOC船东、船厂和设计公司的服务满意度和获得感，提高客户依赖度和服务粘性。

船舶高质量建造和安全运营需要设计、审图、产品、建造、检验、运营、管理等各环节通力合作，从全生命周期视角，将质量目标与安全、环保等目标有效衔接则是CCS服务客户的关键之一。CCS基于经验和创新，建立VLOC风险把控模式，将伴随式服务植入全生命周期，具备在全生命周期把控VLOC本质安全的能力，保证船岸有效沟通的同时持续监控船舶营运状态，融合CCS开发的软件系统提供技术支持与服务，助力客户船队营运绩效表现始终处于行业前沿。相信未来，CCS还将同业界一道，进一步发挥中国船级社在矿砂船型技术方面的引领作用，实现“为社会和客户创造价值”的目标，用使命和责任助力全球VLOC的高质量发展。