平地造船技术浅析摘要：本文结合国内外平地造船应用情况，介绍了平地造船技术基本概念和应用此技术应中做的准备工作，同时对平地造船下水方式及平地造船拖移装置和摩擦介质应用进行了分析，并列举了平地造船的技术应用实例。关键词：平地造船，下水方式，应用实例前言就国内传统的造船方法而言，船台或船坞是造船必需的最主要生产基础设施，如果没有船台或船坞，将无法承接船舶建造订单。近年来，国内造船总体设计和管理水平不断提高，建造周期不断缩短，要在现有的条件下扩大造船总量，需对建造技术进行创新突破。1、平地造船技术理念平地造船，与常规的工艺流程并无大变化，最重要的区别是：平地造船不遵循传统的造船模式，其主要是围绕船台或船坞的平地区域为中心，以船舶或海洋工程结构物的分段/总段为单元，进行整体的建造合拢和舾装工作；再通过专用拖移和滑动设备，结构半潜驳船、浮船坞等下水设施，完成下水工作。平地造船技术的开发和应用是一种很好的辅助手段。其核心目的是：投入相对船台或船坞来说较少的资金进行相关配套实施建设，在平地完成船舶或海洋工程结构物的建造、舾装和下水工作，从而达到投资少、见效快、提高造船总量和扩大造船能力的目标。2、应用平地造船技术的前期论证2.1结合产品特点和船厂企业自身情况，选择合理的建造方法不仅影响到整个企业的造船产能，同时对节约成本、增加效益也有非常重要的影响。企业管理层在决策应用平地造船技术前，需要综合考虑应用目标产品特点、企业在建及待建产品的计划线表和节点、船台/船坞内产品建造周期、各型吊车使用率、建造场地地基承载力、生产动能资源、码头及周边海域、起重和拖移设施等综合因素影响。2.2举例分析国内某企业应用平地造船技术的前期论证和实施效果： 2006年，在国内某企业承接的一座大型自升式钻井平台。结合该企业自身情况，船坞及船台复合已满，根据该企业计划线表安排，安插在船坞或船台建造既影响该平台交工，而且对企业其它产品生产链造成很大冲击。为节约建造船位资源，论证对该自升式钻井平台采用平地建造技术进行建造。该钻井平台特点和技术参数：型长71米、型宽75米、型深约10米、总重量约18000吨，形状为不规则结构物。前期论证确定平台分区域建造，即平台主体结构和悬臂梁结构分开，在不同区域平地建造。平台主体结构总重约12000吨，悬臂梁结构总重约2600吨。确定的基本工艺流程是：首先，平台主体结构和悬臂梁结构同时开工进行平地建造；平台主体结构完工后，平地拖移到倾斜水泥面区域，变更拖移滑道为下水滑道，完成下水，并系泊在悬臂梁结构平地建造场地码头；悬臂梁结构建造完工后，以平台主体结构为下水载体，悬臂梁结构整体拖移到平台上完成安装；而后在码头进行后续建造和舾装工作。基本流程工艺确定后，对平地建造区域进行工艺布置和相关生产资源的配置工作。首先，对吊车应用情况给予考虑，在不同生产建造区域配置合适吨位的吊车；建造场地的电、气、水、氧乙炔管道等相关动能设施资源的设计布置；对平台主体结构平地建造区域进行改造，在靠近海域一侧推砂土使平地地面变成倾斜状态，并在滑道区域进行夯实和灌浆，做水泥地面处理；在平地建造区域增加拖移设备和工装滑道设备等；对悬臂梁结构平地建造区域进行改造，增加拖移设备和工装滑道设备。该平台于2007年末成功实现了拖移和下水，之后悬臂梁成功拖移上平台。2008年初，该平台顺利交付使用。在此之后，该企业承接的两型自升式钻井平台共4座，相继采用平地造船技术完成建造和交船。该企业应用平地造船技术完成自升式钻井平台的建造，效益显而易见：虽然投入一定成本，但对比建造正规的船台或船坞，投入成本大大减低；在避免与船舶生产线相冲突的前提下，合理重复利用增配资源，形成了海洋工程自升式钻井平台批量建造的产品链，并能座到两座或更多座自升式钻井平台同时建造、分期下水；对比常规的船坞或船台的造船方式，缩短造船周期至少2个月。3、平地造船下水方式平地造船建造完工后，船舶或海洋工程结构物通用的下水方式主要有以下几种：3.1在平地建造区域整体滑移至半潜驳船，通过半潜驳船下潜完成下水。3.2在平地建造区域整体滑移至浮船坞内，在浮船坞进行后续建造或漂浮出坞完成下水。3.3在平地建造区域整体滑移至临时修建的倾斜水泥地面，变更拖移滑道为下水滑道，利用重力产生的下滑力完成下水。3.4在平地建造区域使用气囊整体拖移至临时修建的倾斜水泥地面，使用专用拖移装备，直接拖移入水完成下水。3.5在平地建造区域使用专用下水设施装备，直接完成下水。这几种下水方式各有利弊，具体实施措施需要结合船厂自身情况而定。由于浮船坞造价较高，国内船厂未大范围应用；在平地区域适用专用设备装备直接完成下水，目标产品仅面向小型船舶或海洋工程结构物；平地造船常规应用半潜驳船，载重量也在5000吨以上，这样的半潜驳船造价也较高，同时需要根据平地造船的目标船型进行驳船选用，驳船调载能力的大小成为关键因素；其它的下水方式对本厂现有资源利用较为实用，但往往针对专船进行平地造船的方案设计，不易形成大规模批量建造。4、平地造船拖移装备和摩擦介质的研究和应用4.1平地造船拖移装备常用包括：电动卷扬机及配套设备、跟进式液压顶推及配套设备。这两种装备各有优缺点，前者造价相对低，布置灵活，但需要手动控制，拖移同步性需人工控制；后者需要专用工装或滑道进行布置，拖移操作简单安全，同步性较好。选用时，可根据船厂当时的具体情况和产品特点以及产品平地建造的延续性综合考虑选择。4.2 平地造船拖移采用的摩擦方式包括滑动摩擦和滚动摩擦两种。滑动摩擦式拖移常用的摩擦介质包括：滑油、高分子材料板等。船舶产品下水滑油的静摩擦系数通常在0.150.35之间，采用滑油拖移，造价较低，但是受到天气、滑道压力等外界因素影响较大，且易污染周边环境；高分子材料是近年来采用纳米技术设计的复合材料，摩擦系数较小，通常与滑油摩擦系数相近，可循环使用，但市场价较高，且需要专门放置保养。滚动式拖移常用的摩擦介质包括：滚轴式工装滑道、滚珠、气囊等。滚轴式工装滑道和滚珠式拖移方式，优点是滚动摩擦系数相对滑动摩擦系数较小，可循环使用，但通常需设计专用拖移滑道，拖移过程中易受力不均导致损坏；而应用气囊式拖移方式作为平地造船的拖移方式，国内部分船厂已有较为成熟的应用。气囊拖移方式需要有顶升气囊和滚动气囊两种。气囊式拖移方式优点时对面载力要求较低、且经济安全，但是对目标产品要求底部结构平整，且重量不能过大。5、平地造船国内外应用实例5.1国内建造的某型自升式钻井平台。总重达到约12000吨，平地建造完成后利用滑油滑道整体拖移至临时修建的倾斜水泥地面区域，拖移设备选用卷扬机及配套设备，利用重力产生的下滑力完成下水。5.2国内建造的某型FSO船。分两大段进行平地建造，最大重量约8000吨。自制工装滑道，摩擦介质购买高分子聚乙烯，拖移设备选用卷扬机及相关配套装备，利用半潜驳船作为下水载体，转移到船坞内完成下水和两大段合拢工作。5.3国外建造的某型大型半潜平台。底部几大浮体总重量约5000吨，平地建造完成后，利用卷扬设备、履带滚轴滑道整体拖移至半潜驳船，运输至船坞内漂浮，而后排水定位座墩；平台上甲板平面结构总重量约5300吨，提前在船坞一端平地整体建造，而后利用跟进式液压推动设备、履带滚轴式工装滑道，将甲板平面结构整体拖移进坞，与提前座墩的底部浮体进行对位，全部完成后，整体漂浮出坞。5.4韩国某船厂建造的34万吨级FPSO和半潜式海上石油勘探船，在平地整体建造，使用滚动式滑行装置，整体拖移至大型半潜驳船上，通过驳船下潜完成下水漂浮工作。结论 放眼目前的国内造船行业，仍然时一个劳动力密集、建造成本消耗较大、同时建造资源利用率较低的行业。要保证中国造船行业稳中有升、持续健康的发展，为提高造船总量和企业效益，盲目投资增加船台和船坞设施的做法很不明智。在国内，平地造船技术的开发和应用，在基本不增加船坞、船台的情况下，对缓解船厂日益紧张的船位资源问题起着非常重要的辅助作用，较大幅度提高造船产能，经济效益非常可观。因地制宜的对平地造船技术展开研究，并通过不断创新和完善，发展具有完全自主知识产权的高校节约型造船技术，提高造船企业的竞争力。