年度十大技術創新

本刊記者 胥苗苗

半個多世紀以來，科技的飛速發展，促進了船舶工業生產方式由勞動密集型轉變為設備密集型和信息密集型，并進而向知識密集型方向發展。進入新世紀以來，世界經濟穩定增長，航運業持續發展，世界造船市場呈現興旺勢頭從而帶動了科學技術的飛速發展，許多先進制造技術在造船領域得到應用，現代造船技術正朝著高度機械化、自動化、集成化、模塊化、計算機化方向發展。在技術發展的長河中，2018年只是一個節點，本刊截取了2018年新造船技術的十大新動向，呈現給讀者。

大宇造船打造船舶舾裝自動化制造系統

韓國大宇造船與船舶設備生產商Fine Heavy Industries（FHI）聯合打造智能舾裝件制造工廠，建立自動化制造系統，依靠物聯網技術支持，實現在沒有藍圖的情況下生產舾裝材料。2月1日，大宇造船與FHI合作完成了自動化系統的復核試驗，這一系統用于生產管線、鐵舾裝件等船舶配套設備。

憑借這一自動化系統，大宇造船與FHI可以大大減少船舶舾裝部件的生產時間和成本。通過大宇造船實時共享的設計和生產信息，大幅降低了修復和返工作業，生產周期可從原先的3周縮減至一半。大宇造船稱，新系統可以實現自動化生產，以3D模型為基礎，不需要物理設計圖紙；另外，自動化系統還可以允許用戶實時監控生產過程，最終帶來產品質量的提高。

大宇造船打造船舶舾裝自動化制造系統

中國首條船舶工業無人生產線在武船試運行

4月19日，我國首條船舶工業智能無人生產線在武船集團開始試運行。這條生產線可年產3萬根被稱為“船舶血管”的特種管件，未來還將逐步升級到造船領域的更多環節和領域。通過依托智能生產線集控中心和視覺測量技術等先進智能制造技術，智能無人生產線焊接機器人能夠在短時間內將分處不同位置的半成品管子和法蘭零件精確地組合在一起，并實施高效自動組對焊接，管子和法蘭組合精度達到亞毫米級。

為了實現該生產線多機器人的同步焊接，武船集團首次在國內管件制造上應用企業具有自主知識產權的激光視覺系統。該視覺系統通過點激光傳感器和線激光輪廓儀進行圖像采集、處理、特征提取、數據運算、信息交互等一系列工作。該系統通過非接觸式的測量，在數秒時間內測量結果的精度最高可達到微米級別，且基本不受現場光源光線的影響，完全可以勝任相關生產制造的要求。另外，本套視覺系統可以連續穩定地在惡劣環境條件下長時間工作，大大解放了工人的工作強度。

3D打印全尺寸螺旋槳葉

6月，法國防務集團Naval Group和法國工程研發中心Centrale Nantes合作，成功完成了第一個完整的螺旋槳槳葉3D打印并將應用于批量生產。此次使用線弧增材制造（WAAM）工藝制造出的首個全尺寸螺旋槳葉片，具有復雜形狀，重量超過300千克。金屬3D打印可以突破傳統制造業設計的局限性，為海軍及軍事工業提供解決方案。該項目目前處在生產概念驗證階段，預計通過3D打印技術來增強其螺旋槳葉片的獨特性能，尤其是其中適用于大型復雜零件的WAAM工藝。WAAM工藝采用機器人焊接臂，在金屬絲材上使用電弧等離子束，使用鋁銅合金3D打印物體。制造過程中還能在現有物體（例如螺旋槳中心）表面進行打印。隨著項目的推進，Naval Group與Centrale Nantes的全尺寸螺旋槳葉片正式進入實際工業制造階段。

中國首條船舶工業無人生產線在武船試運行

3D打印全尺寸螺旋槳葉

沃爾沃遍達推出混合動力技術可幫助船舶實現零污染排放

沃爾沃遍達推出混合動力技術可實現零污染排放

沃爾沃遍達7月2日披露了一種混合動力的船內性能系統（IPS）概念的細節，該設計能幫助船舶實現零污染排放。據悉，這種混合動力的船內性能系統計劃在早期用于8-13 L系列發動機，適合用于渡船、巡邏船和供應船及游艇等船型。

沃爾沃遍達電遷移率業務總裁Niklas Thulin介紹說：“混合動力是一種靈活的方案，不僅能保持船內性能系統提供的高效，還能增加零污染排放的運行能力。由于電機能提供即刻的可用扭矩，船艇將能保持響應性和可控性，船內性能系統在這方面就是著名的純電動模式，并且能為船艇提供10～12節的航速。”

混合動力的船內性能系統目前正處于早期開發階段，系統只存在于沃爾沃遍達公司的瑞典哥德堡測試中心，預計一艘測試船將于2020年初投入海試，船內性能系統將于2021年投入商用。

Aker Solutions開發無人FPSO概念設計

2018年8月，挪威油服公司Aker Solutions推出新的無人浮式生產儲卸油船（FPSO）概念設計，只保留滿足基本生產需求的相關設備，從而減少油田開發成本。該Lean FPSO設計是Aker Solutions在為挪威國油巴倫支海Johan Castberg油田項目開發FPSO的過程中誕生的。

Aker Solutions的FPSO概念沒有配備直升機甲板和居住設施，每天能夠生產9萬桶石油，存儲能力為90萬桶，還可以將產生的氣體和水再注入油田。這一FPSO設計只需要最低限度的人工干預，每年僅需通過一艘系泊在FPSO旁邊的支援船登船一次，且維護工作可以每四年進行一次。

現代重工發布雙曲面外板加工機器人

9月11日，韓國現代重工宣布，該公司開發出了一種能夠對各種復雜曲面外板進行自動加工成形的造船機器人。這種造船用機器人系統基于物聯網和自動化技術，配備了高頻感應加熱系統和多關節臂系統。現代重工稱該機器人已在實際的船廠條件下驗證了一年多，可以將加工效率提高3倍以上，從而節省大量成本。據悉，現代重工目前還在研發用于船舶焊接和噴漆自動化的智能機器人，可以自行識別復雜的工作環境并自行移動和工作。

滬東重機發布首套低壓SCR裝置

滬東重機發布首套低壓SCR裝置

9月18日，滬東重機/中船三井在臨港廠區舉行最新研制的具有自主知識產權的低壓SCR裝置發布會。相對于三年前研制的高壓SCR，低壓SCR的最大優勢是無需對主機進行任何改裝，靈活便捷，而且可以布置在機艙外，解決了產業化之路上長期因機艙空間有限而難以布置的難題。該低壓SCR產品采用低溫SCR催化劑，適用的運行溫度最低可達220°C，NOx轉化效率最高可達90%，解決了渦輪增壓器后廢氣溫度低導致NOx轉化效率低的難題；通過自主研發的尿素分解單元可延長尿素在高溫煙氣中的停留時間，促進尿素溶液蒸發分解，解決了低溫下尿素分解不完全的問題；利用CFD仿真技術設計了先進的混合單元，可在極短的距離內完成氨氣與煙氣的混合，有效解決了阻力損失的問題；主控操作界面中增加了催化劑再生運行模式，通過燃燒器加熱催化劑解決了低溫下硫酸氫氨沉積，堵塞催化劑問題。

大船集團為招商輪船建造的全球首艘安裝風帆裝置的30.8萬噸超大型原油船（VLCC）“凱力”輪成功交付。

風帆裝置首次應用到VLCC船舶

11月13日，大船集團為招商輪船建造的全球首艘安裝風帆裝置的30．8萬噸超大型原油船（VLCC）“凱力”輪成功交付。“風帆技術示范應用開發”項目是圍繞主力船型節能減排的創新性重點科研項目，標志著由大船集團牽頭的國內研發團隊成功掌握了翼型風帆研發、設計、制造與應用關鍵技術，高質量完成了風帆在超大型油船上的工程化應用，填補了國際空白。在全球節能減排的大背景下，風帆助推等節能技術將在更多的大型船舶上推廣應用。據了解，中國船級社組織編寫了《風帆裝置應用評估指南》，成為科研和樣機設計評估階段的技術標準和依據，促進和保證了實船樣機制作各階段工作。并先后開展了用于風帆裝置制作的重要材料和設備的檢驗和試驗、風帆結構現場制作檢驗、風帆裝置整體組裝后的試驗等，為樣機的陸基試驗成功提供了有力的技術支持和保障。

瓦錫蘭推出WST-24R可伸縮推進器

瓦錫蘭推出新型可伸縮式推進器

12月5日，瓦錫蘭推出WST-24R可伸縮推進器，該推進器采用8度傾斜螺旋槳軸結構，比前一代產品的有效推力增加23%，可以使用更少的燃料，并占用更少船上寶貴的空間。WST-24R是世界上第一個采用傾斜齒輪箱和電動回轉和伸縮的可伸縮式推進器。

與其前身LMT-FS1510一樣，WST-24R的開發是針對在海上作業時需要安全動力定位以及在航行中需要將其收回的船舶。它的額定功率為2400千瓦，與LMTFS1510相同，是穿梭油輪、海工支持船和工程船等船舶的理想選擇。另一方面，WST-24R與瓦錫蘭鉆井全回轉推進器系列一樣，整個吊艙、軸系、螺旋槳和導流罩都向下傾斜8度。這是研究表明的足以使噴射水流向下偏轉遠離船體而不顯著減小水平推力的傾角。典型情況下，在穿梭油輪或鋪管船中，兩到三個可伸縮式推進器將與兩到三個主推進器以及一到兩個側向推進器一起工作。WST-24R使用由領先制造商為瓦錫蘭開發的單一特殊形狀的密封件，以保護回轉和伸降機構。這意味著推進器與具有雙密封的LMT-FS1510相比少一道油-海水界面，從而減少漏油風險。

在河鋼舞鋼二軋鋼生產線上，成功軋制出厚度為20mm的船用LNG儲罐用低溫奧氏體型高錳鋼板，這是國內第一也是目前唯一成功實現工業化生產的低溫用高錳鋼板。

我國LNG低溫高錳鋼研發實現重大突破

12月7日，在河鋼舞鋼二軋鋼生產線上，成功軋制出厚度為20mm的船用LNG儲罐用低溫奧氏體型高錳鋼板，-196℃沖擊韌性優良，產品性能指標遠超IMO最新要求，達到國際先進水平，這是國內第一也是目前唯一成功實現工業化生產的低溫用高錳鋼板。

由于高錳鋼具有錳合金含量高、澆注溫度低、易偏析、低溫變形抗力大等特點，冶煉、軋制生產難度非常大，目前只有極少數國家掌握其生產技術。近年來，LNG儲罐用高錳鋼因其低廉的價格和優異的塑韌性而備受矚目。與目前廣泛應用的9%Ni鋼相比，船用LNG儲罐用高錳鋼的低溫強度、韌性、耐疲勞性、耐腐蝕性等性能均相差不大，且其塑性遠優于9%Ni鋼。在成本上，金屬錳的價格僅為鎳價格的1/10左右，LNG儲罐采用高錳鋼可大幅降低制造成本，業界普遍認為它將是傳統LNG儲罐低溫材料的最好替代者，具有較好的應用前景。