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1、- 1 -平 地 造 船 技 术 浅 析孙瑞雪 高真所 窦 钧（大连船舶重工集团有限公司）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。主题词 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技术和管理水平不断提高，船舶及海洋工程产品建造周期不断缩短，但对比国外先进的造船技术和管理水平，我国造船总量的提升往往伴随着基础设施和人力物力的加大
2、投入。在现有条件下，国内船厂在不增加船台或船坞等造船设施前提下，扩大造船总量、提高承接新船舶或海洋工程产品订单总量，需对建造技术进行创新突破。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设施建设，在平地完成船舶或海洋工程结构物的建造、舾装工作和下水工作，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 -本文结合国内外平地造船技术的应用情况，就其要研究和开发的内容进行归纳总结和介绍。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方式，即围绕船台或船坞为中心进行产品建造
3、和下水工作，相反，围绕除船台或船坞外的平地区域为中心，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，结合半潜驳船、浮船坞等下水设施，完成下水工作。平地造船的基本核心思想是：减少或不占用船台或船坞资源，利用新增平地造船的设备资源，结合整船、半船或海洋工程结构物的平地建造、高效建造和合拢技术的开发应用、拖移装备的合理选用和专用工装设计、半潜驳船的技术开发等，形成一整套平地造船技术，实现产品的分批、分区建造，提高造船效率和资源利用率，从而达到扩大造船总量、缩短造船周期的目的。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
4、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，对- 3 -平地造船技术在本企业的应用进行预研论证。这样，可在常规造船和平地造船这两种不同的造船模式下对比分析投入成本、产生效率和建造周期等。一旦决策采用平地造船技术，这种前期论证工作还可有效的规定工艺流程、合理利用工厂现有资源、及时改造和增加平地造船区域配套设施资源。2.2 举例分析国内
5、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，船坞及船台负荷已满，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：型长约 71 米、型宽约 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
6、：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。基本工艺流程确定后，对平地建造区域进行工艺布置和相关生- 4 -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
7、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，投入成本大大降低；在避免与船舶产品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，并能做到两座或更多座自升式钻井平台同时建造、
8、分期下水；对比常规在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。- 5 -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
9、水方式各有利弊，具体实施措施需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；在平地区域使用专用设施装备直接完成下水，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，载重量也需在 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型，驳船调载能力的大小成为关键因素；其它的下水方式对很多中小船厂较为实用，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
10、灵活，但需手动控制，拖移同步性需人工控制；后者需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。- 6 -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
11、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是对地面承载力要求较低、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
12、滑力完成下水。5.2 国内建造的某大型钻井平台上的悬臂梁结构。总重量达到约 2500吨，平地建造完成后，铺设滑道，利用履带滚轴设备铺设在滑道上，拖移设备选用卷扬机配合顶推油顶，整体拖移至母体钻井平台上，- 7 -完成安装工作。5.3 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材料，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。5.4 国内建造的某型散货船。分成两大段进行建造，最大重量约 4000吨，平地建造完成后，利用顶升气囊撤除支撑墩，而后铺设滚动气囊撤除顶升气囊，拖移设
13、备选用卷扬机及相关配套设施，利用半潜驳船作为下水载体，拖移半船至驳船上，而后转移到船坞内完成下水和两大段合拢工作。5.5 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。5.6 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
14、拖移至大型半潜驳船上，通过驳船下潜完成下水漂浮工作。结束语平地造船技术在国外很多造船企业应用较多，例如，作为世界- 8 -第一大造船企业的韩国现代重工，对平地造船技术研究较早也比较深入。他们将平地造船技术称之为“陆地总组装工法” ，对此投入大量研究力量，也有着较好的实施应用实例。现代重工现阶段平地造船技术应用的重点在海洋工程产品，但正逐渐转移到船舶产品的平地建造上。该企业有关专家指出了应用平地造船的两大优点，一是建造海洋工程产品过去要长期占用船坞或船台的问题得到了解决，从而提高了船坞和船台的使用效率；二是在陆地建造船舶产品，可以充分利用现代重工企业现有的在陆地上建造海洋工程产品的生产设备和资源
15、，采用平地造船技术可谓“一石两鸟”的创新。但平地造船技术在企业的应用仍存在一定争议，尤其在船舶产品的平地建造上。有持不同观点专家提出：所有船舶全部在陆地建造，从技术上讲是不可能的，也不值得一个企业长期推广使用；使用船坞、船台的传统造船方式，只要合理配置和利用资源、扩大总装范围，进而缩短占坞周期、提高船坞利用率，一样能提高产能、扩大造船总量，是一种潮流趋势，平地造船技术不会成为高效造船的代名词。放眼目前国内造船行业，仍然是一个劳动力密集、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，对缓解船厂企业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- 9 -船产能，经济效益非常客观。面向目前国内造船企业的生产实际，虽不能盲从信奉平地造船技术，但若想做大做强，必须紧跟现代造船的发展趋势，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效节约型造船技术，提高造船企业的竞争力。
