南海大浮标“母船”诞生记

作者:本报记者 秦 昕  来源:中国海洋报   发布时间:2018-11-05 10:01:58   [打印本页] [关闭窗口]

  10月30日上午,湖北武汉武船重工总部汽笛长鸣。“向阳红31”船缓缓驶向长江水道,这标志着南海首艘3000吨级新型海洋浮标作业船完成主体建造,顺利下水。

等待下水的“向阳红31”船 。蔡兵 申继泽 摄 

  “向阳红31”船是“向阳红22”船(9月29日下水,执行东海区浮标观测网的管理维护任务)的姐妹船,属我国首批专业海洋浮标作业船,它们具备全天候海上浮标作业能力,适用于各类浮标、潜标和水下调查设备的海上布放、维护和回收。

  该船的建造由自然资源部所属南海分局组织实施,中国船舶重工集团公司第七O一研究所设计,武昌船舶重工集团有限责任公司生产。

  全船使用EH36低温高强钢建造,配有全回转舵桨一体、无极变速的电力推进系统,艏部设置两台侧推,DP2级动力定位,完全满足浮标海上作业要求。

  该船实现了造船史上的多个“首次”:首次安装了专门为海上布放、回收、维护10米大型浮标的超级A型吊架,并具备浮标收放作业过程中的止荡能力;6000米缆绳收放装置首次实现了一次性连续不间断完成回收、布放、保养超长锚系工作;首次应用回转式登标装置,将大大提高人员在登标作业过程中的安全性……

  南海新型海洋浮标船是如何诞生的?

  应需而生

  南海是国际航运的重要通道,也是我国面积最大、平均水深最深、海洋灾害最频繁的海域。

  “在南海开展浮标观测,意义重大,然而运营成本和难度也是巨大的。”南海分局预报减灾处处长罗一丹表示,“此前世界上没有用于浮标运维的专业船舶。如今我国自行设计、建造了世界上首艘浮标运维的专业船,同时兼顾了海洋科学调查和生态监测功能。”

  那么,为什么要建造海洋浮标专业船?南海调查技术中心浮标工程室主任刘愉强告诉记者,南海浮标管理基地位于广州市长洲岛,交通繁忙、航道狭窄的珠江口水域是通往南海的必经之路。传统的大浮标拖航方式存在一定的安全隐患。“拖航分为尾拖和旁拖。尾拖时,船不好控制方向,浮标容易撞上船体;旁拖则对船舶性能要求高,需要的费用也很高。因此,能够船载运输直径10米的浮标,是我们对浮标作业船提出的首要需求。”

  在南海布放、维护、回收浮标,一直都是一件苦差事。海况复杂多变,大船难以精确定位,工作人员要靠乘坐小艇“跳邦”登标。“能让工作人员直接从船上登标,并将直径6米及以下浮标吊回船上进行维护,是我们对新浮标船的期盼。”

  “收放超长锚系也是浮标运维的难点。”刘愉强说,“南海最深处达到5000米,需要使用的锚系缆绳在6000米以上,其体积和重量巨大。收放缆绳只能依靠人力加上部分机械辅助,分段进行。作业劳动强度大,危险系数高而效率低下。所以,我们希望新的浮标船具备自动连续回收布放超长锚系的功能。”

  量身订制

  建造一艘3000吨级的专业浮标船,并无先例可循。10月29日,记者参观了下水前的新船,听项目总建造师管禹讲述“向阳红31”船从“纸上谈兵”到“脚踏实地”的落地成果。

  “A型架吊放系统、6000米缆绳收放系统两套设备为研发型产品,也是本船最关键的两大设备。”管禹介绍。

  “向阳红31”船为浮标作业量身定制了A型吊架系统,可满足10米浮标的布放回收。A型架高22.9米,宽14.5米,静态安全负荷75吨,可轻松吊起50多吨的大型浮标。

  A型架设有止荡装置,也是研发设计的一大亮点。在海况3级情况下,A型架若不能将吊起来的浮标稳定住,50多吨重的浮标就像个晃来晃去的“大铁锤”。

  新船A型架内,设置了两个止荡头。无论在风平浪静的码头,还是波涛起伏的海面,浮标都能稳稳当当地放到指定位置。

  长6000米,直径60毫米的缆绳盘起来有多大?在“向阳红31”船上,有一个近100平方米的舱室,专门用来收纳缆绳。盘起来的缆绳可占满整个屋子。

  缆绳每500米分成一段,每段缆绳之间用卸扣链接。卸扣的直径是缆绳的2倍~3倍。缆绳回收时要经过一个挤压装置,将海水及附着在缆绳上的海洋生物挤压掉。

  如何能让缆绳及卸扣顺利通过挤压装置?管禹介绍:“我们的挤压装置具备自适应功能,可使锚系缆绳安全通过,实现一次性连续不间断回收、布放6000米锚系。”

  将浮标及其锚泊系统布放到海上预定的浮标站位,需要船不偏不倚地停到站位,并较长时间固定位置。“向阳红31”船具备动力定位功能,利用自身动力来抵消风和洋流的影响,在3级海况下能满足浮标的定位收放要求。

  回转式登标装置也在该船上首次应用。它设在船的右侧,是一道5米长的可旋转的舷梯。作业人员可以通过舷梯直接从船登上浮标,不需要再像之前那样“跳邦”,登标风险大大降低。

  精准建造

  从2017年9月开始,南海调查技术中心温广文、姜峰正式进驻武船,作为船东派驻的代表,负责“向阳红31”的监造,见证了新船从第一块钢板下料切割,到船体成型。

  “向阳红31”使用了低温高强钢,这种材料经过高温烧焊后容易形变。“若船体分段形变、不断累积,达到一定程度时,主船体将无法校正,导致整船报废。”监造组配合船厂,对焊接过程进行实时监测和记录,焊接材料采取专船专用管理,保证了全船结构的焊接质量。

  该船所配备超大型浮标作业A型架吊放系统,约8层楼高,重达150吨,在同吨位船舶中是最大的。按照安装要求,门框两端基座水平误差在2毫米范围内。

  “要确保宠然大物的毫米级误差,余量切割、水平度控制、焊接时机都非常重要。”姜峰介绍,经过风险评估、专项攻关、精度控制,基座安装的最终误差为1毫米,完全满足工艺要求。

  令姜峰印象深刻的还有吊舱的安装过程。船艉部的两个吊舱集推进和回转装置于一体,可实现船舶原地回转、横向移动、急速后退和微速操舵等功能,是控制船舶走向的关键部件。吊舱分为水上转舵和水下吊舱两部分。“吊舱每边有100颗螺丝,为确保安全可靠,每颗螺丝都需要重复安装3次,每颗螺丝的扭矩达到1400多牛/米,多一分少一分都不行,这些工序一点都不能含糊。”

  “向阳红31”船建成下水后,还要进行舾装、系泊试验、海试等步骤。“相当于建好了一个毛坯房,我们还要在里面装修。”姜峰说,在完成上述工作后,“向阳红31”船将正式交付使用,执行南海海洋浮标观测网的业务化运行维护任务。

  在今后5年规划中,南海区浮标观测网的大、中、小型浮标、海啸浮标、潜标、石油平台海洋站将达29个站位,Argo浮标和漂流浮标将布放240个。可以预见,随着海洋资源开发走向深海,南海浮标数量和种类将会大量增加,巡检距离也会大大加长,各种布放、回收、应急抢修、维护任务将十分繁重。

  南海分局副局长陈怀北表示:“‘向阳红31’船将大幅提升我国在南海的海洋观测保障能力和调查能力,对南海通航安全、渔业生产安全、实现全球海洋观测网建设具有重大意义。”