復(fù)雜的“雪龍2”號和高精度建造

自2016年11月同船東簽訂新船建造合同開始，江南造船當(dāng)即從極地破冰、大洋科考以及總體要求三個方面進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)分解，組建冰區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計建造、低溫服役鋼材加工及焊接工藝研究、電磁兼容與抗諧波干擾工藝研究等17個關(guān)鍵技術(shù)團(tuán)隊，開展技術(shù)攻關(guān)、精準(zhǔn)設(shè)計，制定解決方案，保障生產(chǎn)建造有序運行。

“雪龍2”號采用總段建造法，將船體分為131個分段，再將分段總組成11個總段，11個總段按照從艉向艏、從下往上的順序進(jìn)行合攏。趙振華所在的團(tuán)隊通過數(shù)字樣船的構(gòu)建、人機(jī)工學(xué)體驗設(shè)計和艙室VR體驗設(shè)計等先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)計理念，融合基本設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計方案，在三維生產(chǎn)設(shè)計過程中逐步細(xì)化落實，同時在船舶建造過程中時刻跟進(jìn)，確保圖紙落實到實物過程中毫無失誤。回顧整個建造歷程，趙振華表示：“可以說，每位團(tuán)隊成員都將創(chuàng)新、嚴(yán)謹(jǐn)融入設(shè)計和建造的工序中。通過無數(shù)個不眠的日夜，完成了本船17項關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用，完成7891份設(shè)計圖紙編制、287份技術(shù)協(xié)議與70多份專項工藝材料撰寫。”

“雪龍2”號滿足PC3要求，能在1.5米厚冰層上以2～3節(jié)的破冰速度作業(yè)，配備全回轉(zhuǎn)電力推進(jìn)系統(tǒng)，具有艏艉雙向破冰能力。為滿足上述破冰能力，“雪龍2”號配備了國內(nèi)最大功率的電力推進(jìn)系統(tǒng)，采用兩套全回轉(zhuǎn)吊艙式推進(jìn)器，每臺推進(jìn)電機(jī)功率7500千瓦。同時配備4臺中速主發(fā)電機(jī)和1臺停泊發(fā)電機(jī)，為極地破冰狀況下提供了良好的動力輸出。“破冰型全回轉(zhuǎn)機(jī)艙是當(dāng)前國際最先進(jìn)的設(shè)備，我還是頭回接觸感到非常興奮，這兩年的工作主要就撲它身上了。”“雪龍2”號副總建造師張文龍說。

要破1.5米厚冰層， “雪龍2”號底盤一定得穩(wěn)，這需要過硬的結(jié)構(gòu)、鋼板及焊接質(zhì)量。根據(jù)“雪龍2”號船體強度要求，該船在船艏、船艉和船底內(nèi)部都需要進(jìn)行冰區(qū)結(jié)構(gòu)加強；為滿足破冰需要，船艏冰刀、船艉2個分水舯都與冰區(qū)結(jié)構(gòu)相連；為保證重要聲學(xué)設(shè)備使用，船底還采用了箱型龍骨設(shè)計。“雪龍2”號冰區(qū)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)密度非常高，肋位距離僅350毫米左右，僅為一般船舶的一半，該船冰區(qū)結(jié)構(gòu)使用的鋼材板厚、線性曲率大，加上焊材的特殊性，對焊接工藝要求極高。據(jù)介紹，該船艏部冰刀區(qū)域板厚達(dá)到了100毫米，相比之下，21000TEU超大型集裝箱船最厚的板也就85毫米。“這艘船冰區(qū)結(jié)構(gòu)的特點導(dǎo)致現(xiàn)場施工難度極大，而這又可能會影響施工質(zhì)量。”“雪龍2”號總質(zhì)量師杜曄浩說。

在低溫鋼焊接方面，江南造船雖然通過建造超大型液化氣船（VLGC）已積累了豐富經(jīng)驗，但該公司對低氣溫環(huán)境下服役鋼材的焊材適配、焊接技術(shù)應(yīng)用并無基礎(chǔ)。“雪龍2”號總建造師陳建新介紹，為保障焊縫低溫沖擊韌性和力學(xué)性能，江南造船突破常規(guī)及船級社規(guī)范要求，選用更高等級焊材去適配；通過參考特種鋼焊接工藝研究方法，進(jìn)行42項焊接摸底試驗，遴選出適配焊材；通過46項覆蓋全船焊接方法和節(jié)點的正式焊接工藝評定試驗，形成WPS工藝文件指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn)；在跟蹤現(xiàn)場生產(chǎn)過程中補充8項工藝文件（吊艙焊接工藝、吊艙角焊縫大間隙處理工藝、返修、艏柱冰刀打磨等）后，最終形成了一套完整的焊接指導(dǎo)工藝文件。

“雪龍2”號建造團(tuán)隊

隨著“雪龍2”號正式交付，“雪龍2”號與“雪龍”號并肩南征北戰(zhàn)的情景仿佛就在眼前，即將創(chuàng)造一個又一個奇跡。值得一提的是，目前我國極地重型破冰船項目正緊密推進(jìn)中，未來，“中國紅”將在南北極的茫茫冰雪中更加絢麗奪目。