2012到2013年，江南造船累計承接了11艘VLGC訂單，并在此基礎(chǔ)上繼續(xù)研發(fā)出升級版VLGC MkⅡ。得益于江南造船專利技術(shù)的應(yīng)用，該船型綜合能效指標可以直達三階段水平，相比前一代產(chǎn)品，VLGC MkⅡ更為高效、環(huán)保和安全。

      化蝶之美 成果是十多年積累和耕耘的蝶變

      此前，VLGC的設(shè)計和建造技術(shù)一直被日、韓壟斷，江南造船在進軍該領(lǐng)域之后，積極開展各項預(yù)研和技術(shù)攻關(guān)。從1999年開始，逐漸取得重大技術(shù)進展，先后研發(fā)出78500立方米VLGC、82000立方米VLGC，和83000立方米VLGC等多型產(chǎn)品。

      在這一過程中，江南造船經(jīng)歷了國際船舶市場的“過山車”。2007～2008年，在船市高峰期，江南造船整體搬遷到長興島，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)營的統(tǒng)一部署，長興島三條造船生產(chǎn)線主要以當時市場火爆的超大型油船、大型集裝箱船和大型散貨船等船型為主。不過，研發(fā)團隊并未因此停止LPG船的技術(shù)開發(fā)研究工作，而是利用船市火爆、接單壓力有所減輕的機遇，投入大量資源，集中全力完善VLGC研發(fā)。在2012年前后，航運市場陷入低谷，常規(guī)造船訂單嚴重下滑，但是市場對清潔能源的需求卻在不斷攀升，LPG船建造市場反而顯得異?；钴S。正是得益于之前的準備，2012到2013年，江南造船累計承接了11艘VLGC訂單，填補了中國造船界在該領(lǐng)域的空白。

       基于對VLGC建造市場發(fā)展前景和競爭格局的預(yù)判，在首批訂單承接后不久，江南造船便部署了新一代VLGC MkII的研發(fā)工作，并于日前順利將其推向了市場。該船型在設(shè)計方面具有更高效、更環(huán)保和更安全三大特點。

       從“高效”的角度看，盡管液化氣船營運收益較好，船東對于油耗和航速指標并不像常規(guī)船型那樣敏感。但是為提高船型競爭力，江南造船還是通過運用自主研發(fā)的專利技術(shù)，使新船型的綜合能效指標直達三階段水平，而且還有效降低了船東非常關(guān)注的實際運營中的能耗損失。

       就“環(huán)保”來講，為適應(yīng)將來歐洲、美國等地區(qū)更為嚴格的排放標準，研發(fā)團隊設(shè)計開發(fā)了三燃料推進、脫硫系統(tǒng)等備選方案，使得VLGC MkII成為綠色航運理念下的一款代表性產(chǎn)品。從“安全”的角度而言，VLGC對于液艙維護系統(tǒng)的要求非常高。研發(fā)團隊結(jié)合自身在VLGC研發(fā)、設(shè)計和建造上積累的經(jīng)驗，在“液艙維護系統(tǒng)”這一關(guān)鍵核心技術(shù)上展開了針對性研究，開發(fā)出一種新型液艙維護系統(tǒng)。目前該技術(shù)已獲得國際知名船級社的設(shè)計認證，未來在通過最終的功能檢驗之后，還可以應(yīng)用到大型液化乙烯（LEG）船、液化天然氣（LNG）船等船型，這對于江南液化氣船系列產(chǎn)品的研發(fā)，將起到重大的推動作用。

       鑒于美國頁巖油氣資源開發(fā)對于全球能源格局帶來的革命性影響，預(yù)計未來數(shù)年包括LPG在內(nèi)的伴生液化氣運輸市場將會異?；鸨?，有數(shù)據(jù)分析認為，到2017年前后，全球市場的VLGC運力供應(yīng)將出現(xiàn)明顯的缺口。江南造船此次推出的VLGC MkII和今后還將繼續(xù)研發(fā)的具有新型“液艙維護系統(tǒng)”的“中國江南型”LPG系列船型，無疑將為江南造船參與國際市場競爭增添砝碼。

       菱形液貨艙的外形設(shè)計需要考慮充分利用船體貨艙內(nèi)的有效空間。這使得船體線型要根據(jù)液貨艙的容積需求來設(shè)計。而由于獨立的A型液艙自支撐的特性，導致VLGC的結(jié)構(gòu)分析非常復(fù)雜，需要進行大量迭代分析以便真實模擬實際載荷。

       成繭之難 設(shè)計研發(fā)是取得成果的成繭階段

       像大型液化天然氣（LNG）船一樣，VLGC的進入門檻也很高。但是與大型LNG船的液艙維護系統(tǒng)等核心技術(shù)都是從國外引進專利不同，江南造船建造的VLGC是完全自主研發(fā)。建造某些復(fù)雜船型是可以通過購買成熟技術(shù)和專利跨過技術(shù)和建造門檻，但江南造船仍然選擇依靠自身的力量通過自主研發(fā)來實現(xiàn)VLGC設(shè)計能力的突破。

       當然，自主研發(fā)需要超強的技術(shù)實力和底蘊作為保證，其難度也不言而喻。為此，江南造船花費較長時間開始了技術(shù)和人才的儲備。不但設(shè)立了國家級技術(shù)中心，建立起強大的研發(fā)部門和高水平的博士后工作站，而且在研發(fā)上不斷投入大量的人力、物力、財力，持續(xù)提升基礎(chǔ)和前沿研發(fā)能力，并通過長期積累取得了重大技術(shù)突破，從而保持并擴大了在技術(shù)創(chuàng)新上的優(yōu)勢領(lǐng)先地位。為了使產(chǎn)品研發(fā)更加高效，江南造船組建了自己的研發(fā)團隊，由總工程師、全國政協(xié)委員、船舶設(shè)計大師胡可一擔任總設(shè)計師，以開發(fā)研究部為主體，從各部門選取一批銳意進取、勇于創(chuàng)新的骨干研發(fā)人員，以精益求精的工作態(tài)度參與到VLGC的研發(fā)中。為了打破國外技術(shù)壟斷，破解缺乏參考資料的困局，研發(fā)人員通過多方努力，深入了解研發(fā)過程中的重點、難點，有針對性地對關(guān)鍵技術(shù)進行攻關(guān)。

       在船體線型開發(fā)方面，由于菱形液貨艙的外形設(shè)計需要考慮充分利用船體貨艙內(nèi)的有效空間，船體的線型要根據(jù)液貨艙的容積需求來設(shè)計并兼顧快速性、浮態(tài)，否則就會對船體設(shè)計造成影響，而這正是VLGC線型研發(fā)的一個重大挑戰(zhàn)。在沒有母型船參考情況下，研發(fā)團隊依托博士后工作站，應(yīng)用先進的計算流體力學（CFD）分析軟件進行了大量的仿真計算、分析和優(yōu)化工作，并通過最新引進的線型快速變換軟件，對船體推進性能進行了全方位的優(yōu)化提升，使整船的能耗指標比日、韓同期的VLGC降低5%～10%。實際上該指標若能與擁有超過20～40年經(jīng)驗的日韓水平相當就已實屬不易，但最后其明顯優(yōu)于日韓，這也是增強船東在江南訂造VLGC信心的一個重要原因。

       由于完整次屏蔽的設(shè)置，船體鋼材在低溫條件下的承載能力會迅速下降，并易產(chǎn)生脆性裂痕。從已營運LPG船的報告來看，因操作不當導致局部鋼結(jié)構(gòu)溫度過低而產(chǎn)生裂紋的情況并不鮮見，因此在設(shè)計階段必須進行船體鋼結(jié)構(gòu)的溫度場分析。為了提高研發(fā)效率，江南自己開發(fā)了專用的溫度場計算軟件，經(jīng)檢驗使用效果良好。

       A型液貨艙和船體結(jié)構(gòu)相互獨立，兩者之間由支座結(jié)構(gòu)相支撐，支座承受壓力但不傳遞拉力。船舶在海上航行時，會產(chǎn)生各個方向的加速度，因此在開發(fā)設(shè)計階段要通過大量的仿真計算，對各關(guān)鍵部位都要做精準的強度評估，以確保A型維護液艙和支座不因船體運動而出現(xiàn)裂紋。由于獨立的A型液艙自支撐的特性，導致VLGC的結(jié)構(gòu)分析過程比包括LNG船在內(nèi)的其他船型都要復(fù)雜，需要進行大量迭代分析以便真實模擬實際載荷。這包括粗、細網(wǎng)格分析、精細網(wǎng)格疲勞分析、基于直接波浪載荷的譜分析疲勞等計算、全船的振動分析和液艙晃蕩計算分析，通過投入巨大的技術(shù)力量，江南造船圓滿完成了VLGC的所有結(jié)構(gòu)分析工作。

       在液貨艙和船體建造方面，存在低溫鋼焊接控制難度大、液貨艙絕緣施工要求高、液艙吊裝和精度控制要求高等挑戰(zhàn)。江南造船建造了1：1尺度的模擬艙，使用鋼材超過1600噸。通過該模擬艙的建造，江南造船掌握了VLGC的建造工藝工法。#p#分頁標題#e#

       蛻變之痛 建造是將設(shè)計轉(zhuǎn)化為成果的蛻變過程

       雖然VLGC的設(shè)計研發(fā)難度遠大于常規(guī)船型，但是掌握了設(shè)計并不意味著就掌握了建造。日、韓在建造VLGC初期的痛苦經(jīng)歷早已證明VLGC的建造難度大于設(shè)計難度。江南VLGC研發(fā)團隊很早就意識到這一點，并在船型設(shè)計研發(fā)過程中將研發(fā)攻關(guān)范圍推廣到建造技術(shù)研究。

       江南造船首先對VLGC建造的難點和關(guān)鍵點進行了識別，列舉了100余條需要重點攻關(guān)的難題，在低溫鋼材焊接操作工藝標準、絕緣敷設(shè)工藝、支承系統(tǒng)的制作和安裝、液貨艙吊裝、精度控制以及低溫鋼舾裝件的制作安裝等方面進行逐項攻關(guān)，并制作了模擬艙。通過多年的不懈努力，江南造船終于攻克難關(guān)，掌握了VLGC的建造工藝工法。

       而在液貨艙和船體建造方面，低溫鋼焊接的控制難度非常大。建造VLGC的鋼材比較特殊，并且國內(nèi)還沒有合格的供應(yīng)商，因此都需要從日、韓或歐洲進口。由于低溫鋼晶粒很細，因此要求嚴格控制焊接過程中的各種參數(shù)和環(huán)境條件，需要對操作工人進行專門培訓。與建造LNG船有專利商的明確指導標準不同，建造VLGC必須靠自身摸索、建立相應(yīng)的標準，以確保質(zhì)量穩(wěn)定，否則任何瑕疵都將導致災(zāi)難性的返工。江南造船以技術(shù)中心焊接研究所為載體，自籌資金，提前進行大量的有針對性的低溫鋼焊接試驗，積累了寶貴的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗，由此制定了一套完整的低溫鋼焊接工藝標準，獲得國際一流船級社的認可。

       VLGC的液貨艙絕緣敷設(shè)面積非常大，絕緣施工要求很高。江南造船提前做好對液艙絕緣系統(tǒng)的技術(shù)方案、施工工藝、環(huán)境控制、質(zhì)量檢驗等方面的研究，制定了一套完整的液艙絕緣施工、檢測、管理工藝。建造過程中的“液艙吊裝和精度控制”也是一個難點。因為每個液貨艙下部有40個左右的支座需要與船體上的支座安裝匹配。支座數(shù)量多且精度要求高，在將液貨艙安裝到船體結(jié)構(gòu)上時每個支座都需要調(diào)平、對正。計算分析表明，底部支座安裝誤差1毫米，局部應(yīng)力將增大20%，其精度控制難度可見一斑。如果不控制好精度，之前精準的計算分析將前功盡棄，同樣會導致返工。為此，江南造船充分利用自身強大的工法和精度研究能力進行攻關(guān)，并結(jié)合模擬艙的建造，制定了周詳?shù)木裙芾碛媱澓途瓤刂乒に囄募?/p>

       VLGC單個液艙重量超過一千多噸，并且由于吊裝精度要求高、難度大，對于工廠的建造設(shè)施而言也是一個挑戰(zhàn)。研發(fā)團隊在前期對于液艙吊裝也進行了詳細的研究和策劃，對于設(shè)備能力、吊裝方案、吊馬布置、吊索配置、局部強度評估等方面均進行了仔細地論證和計算分析，確保萬無一失。

       為了更直觀、全面地研究、掌握VLGC的建造技術(shù)，江南造船自籌資金建造了1：1尺度的模擬艙，使用鋼材超過1600噸。材料、尺寸均與實船一致。通過該模擬艙的建造，總結(jié)形成了100多份工藝、管理指導文件，并用于指導實船生產(chǎn)。

       VLGC的獨立液艙在建造完成后需要進行強度試驗，要盡可能真實地模擬其設(shè)計載荷，并且需要測試液艙支座的強度。由于液艙裝載的液化氣體比重均小于1.0，故一般采用壓水壓氣來進行液艙強度試驗。液艙強度試驗是建造過程中重要的一環(huán)，由于用水量巨大，為確保船只安全，需精心設(shè)計試驗方案，以準確模擬設(shè)計載荷，同時要避免超載。江南造船在研發(fā)過程中對整個試驗流程和周期進行詳細策劃，制定了相應(yīng)試驗方案，并獲得船級社認可。

       正是得益于提前分析和人、財、物的投入，研發(fā)團隊攻克了VLGC建造技術(shù)難點，并通過模擬艙得到有效驗證。國外船東基于對VLGC這一復(fù)雜船型的建造難度的認識，在下訂單前組織了數(shù)次船廠審計（Yard Audit），江南造船以先進的船型指標，全面、周密、經(jīng)過實踐檢驗的建造工藝流程，給船東下單建造以極大的信心和鼓舞，最終實現(xiàn)了雙方的共贏。