大型单壳VLCC改装专用矿砂船前后

　　近年来，单船壳油轮发生海难和海洋污染事件屡见不鲜，促使国际海事组织（IMO）加速了淘汰单船壳油轮的进程，海上环境保护委员会于2003年12月在英国伦敦召开的第50届会议，讨论通过了单船壳油轮的淘汰时间表，使大批单船壳油轮从2005年4月起陆续被强制停止营运。

　　河北远洋运输股份有限公司分析了当前世界和中国的经济形势、国际航运市场的格局和发展前景、中国各大型钢铁企业对进口铁矿石的需求等各方面的因素后，抓住单船壳油轮被强制报废这一契机凯时kb88国际娱乐，适时提出了“单船壳VLCC改装专用矿砂船”的构想，并积极组织有关单位的专家进行可行性论证。

　　基于多方面的可行性论证凯时kb88国际娱乐，2004年1月河北远洋运输股份有限公司与希腊船东KING TANKERS INC签定了MT Galaxy轮的《船舶购买合同》，2004年5月中旬接管了该轮，重新命名为“河北创新”。

　　此后，河北远洋运输股份有限公司以《民用船舶修理合同》（范本）为基础，结合船舶改装工程的施工性质、质量要求、风险控制等特点，在公司律师和香港北方船务控股有限公司法律部的协助下，最终与山海关船厂签订了《河北创新大型矿砂船改装合同》。合同规定了船舶改装的质量标准、界定了船东和船厂在船舶改造过程中的责任和义务等。

　　河北远洋运输公司在船舶进厂前组织了多次船舶改装技术研讨会，包括中国船级社、上海交通大学、武汉理工大学、上海船舶研究设计院、中国船级社上海规范研究所、中国船舶工业集团船舶工艺研究所、中船重工集团大连造船厂、中国船舶工业集团澄西船厂、中国船舶工业集团上海船厂、中船重工山海关船厂等多家科研院所、船舶设计和建造单位的专家和代表参加了船舶改装工程的技术研讨，对船舶改装的设计方案进行了反复优化，在船舶进厂前对改装工程进行了充分的技术准备。

　　2004年2月在上海召开了“河北远洋油轮改造方案咨询暨专家评审会”，通过本次会议凯时kb88国际娱乐，河北远洋运输公司凯时kb88国际娱乐凯时kb88国际娱乐、中国船级社总部、中国船级社上海规范研究所/上海审图中心、上海船舶设计院、山海关船厂、大连海安公司等参与船舶改装工作的单位成立了船舶改装领导小组，建立定期协调和通报制度。各协调单位定期召开协调会，相互通报工作进展，讨论所遇到的问题等。

　　2004年4月在北京召开了“油轮改造施工工艺专家评审会”，与会专家对改装施工过程中的焊接顺序、施工工艺等进行了深入讨论，形成了下列会议纪要：

　　1.否定了施工单位提出的船体结构“背水焊接”的施工工艺。考虑到本船改装的主体工程在漂浮状态下完成，焊接工作量大。为缩短施工周期，山海关船厂提出了“背水焊接”工艺，即船舶处于漂浮状态，实施中货舱新加双层底结构与船体外底板的焊接，山海关船厂提供了背水焊接焊缝的硬度数据以及与在空气介质中焊接的硬度数据。与会专家普遍认为不能以“焊缝硬度”作为衡准焊缝性能的唯一指标,还应进行其它如拉力、弯曲和冲击等试验，并进行金相分析凯时kb88国际娱乐，来了解焊缝的材料和理化性能，最终才能判定此工艺是否可行。由于目前尚不能证明“背水焊接”工艺是安全可靠的，所以建议双层底内新加结构与船底板的焊缝均应在坞内进行。

　　2.明确中货舱内新加双层底纵桁与原船实肋板连接形式与焊接工艺。根据“上海船舶研究设计院”的设计方案凯时kb88国际娱乐，新加内底纵桁在原船实肋板处断开、在新加实肋板处连续。考虑到新老结构在钢板等级方面的差异，以及原船实肋板“Z”向性能可能对新加桁材的连续性产生影响，专家要求在实施焊接前对原船实肋板在与新桁材的焊接区域进行必要无损探伤检测，以检查是否存在夹层或内在裂纹。

　　3.由于货舱新加桁材在横舱壁处的应力比较集中，必须保证新加桁材在横舱壁两侧一定区域内具有良好的连续性，因此要求新加纵桁材在横舱壁区域内连续凯时kb88国际娱乐凯时kb88国际娱乐凯时kb88国际娱乐。由上海船舶设计院对该区域的受力情况进行详细计算，根据计算结果确定桁材的连续形式和施工方案。

　　4.原船结构基本数据的测定，对整个船舶改造的施工具有重要的意义。在主体工程开工前，测量并确定原船结构的基准数据，包括船底板和主甲板的基准线和中心线，在主甲板上做出永久性标识凯时kb88国际娱乐，便于在施工过程中对船舶的变形情况进行监控，特别是在船进出坞前后和主体构件的焊接前后要重点监测。

　　5.“水火校正”工艺的应用标准。与会专家普遍认为在掌握好加热温度和水火距离的前提下，可以在一般性区域内对高强度钢使用水火工艺弯板或结构校正，而在重要区域或节点不允许采用水火校正工艺。

　　2004年4月河北远洋运输股份有限公司在秦皇岛召开了“VLCC改造设计和审图总结会暨改造施工准备会”，会议重点对详细设计图纸的审批情况进行了总结，并对山海关船厂编制的《生产设计和施工方案进行》进行了评审。会议讨论并通过了以下几点：

　　1.进一步强调了船舶改装的设计原则，在尽量保证原船结构不变的情况下使改装工程达到较好的实用性和较高的安全性。

　　2.船中0.4L区域内的纵向和横向结构有限元分析以及总纵强度计算的结果表明总体的改装设计方案是可靠的凯时kb88国际娱乐。

　　3.上海船舶研究设计院介绍了船体结构有限元模型中的主要热点的疲劳分析结果，包括纵壁&强框架&内底板、横舱壁&内底板、横壁下凳斜板&内底板，以上各点的累积疲劳破坏系数均在0.12-0.614之间，远远小于安全寿命为15年时的校核系数0.98,结论为至少可以使用15年。

　　4.上海船舶研究设计院对货舱内实肋板的有限元分析表明，在货舱中间区域内，实肋板靠近纵舱壁的部分受到的应力较大，相应的肋板应进行加强。

　　5.根据中国船级社（CCS）《船体结构有限元分析指导文件》的要求，主甲板需进行局部加强，以满足局部强度校核的要求。

　　6.建议对原船结构各钢级进行试验，以了解是否会出现因理化性能不均而造成焊缝的机械性能损失凯时kb88国际娱乐，并评估这种损失的大小。

　　同时，中国船级社上海规范研究所和上海船舶研究设计院对船体结构设计方案均进行了大量的直接计算，通过建立有限元模型来验证上海船舶研究设计院的详细设计方案的可靠性。上海船舶研究设计院依据法国船级社（BV）的结构计算软件建立了两个货舱段的有限元模型，分析了货舱区域的高应力区的分布情况，中国船级社上海规范研究所使用“海虹之彩”结构计算软件对详细设计方案进行了校核。两家单位的计算结果表明凯时kb88国际娱乐，船舶改装设计方案是合理的，为船舶改造进入实施阶段提供了有力的技术保证。

　　1.原船主甲板上货油管路、洗舱管路及洗舱机、惰性气体管路、电缆管、消防管路、货油吊杆及绞车、甲板桅房、安全通道等在船舶进厂后拆除，为开货舱口做准备；货舱内的货油管路、阀件等拆除。

　　2.船舶进坞，测量船体结构的原始数据和原船结构的建造理论线。对船体的基准线进行测量凯时kb88国际娱乐，确定各方向的理论线位置；同时在船体结构上作出永久性定位标杆，做为改装过程中测量和施工的基准凯时kb88国际娱乐。在施工过程中对船体结构的变形情况进行监控，同时作为完工后核准船体是否变形的主要依据。

　　3.原船设有五个中货油舱，宽度为20.68m，单底结构，外底板纵骨为T型组合型材，纵骨间距940mm、横向强肋板高度为3790mm、间距5300mm。改装过程需要对原船强肋板进行切割，切除肋板上端与纵舱壁放大过度部分，保留高度为3639mm，在中舱内新加五根纵向连续的双层底纵桁。货舱区域内加装连续的内底板以及内底纵骨（贯穿所有横舱壁）。

　　4.为了弥补甲板开货舱口后所损失的甲板剖面模数，在中货舱顶部左右各新加一斜边柜。自货舱开口线）向外至左右纵舱壁（BL11）之间加设由斜底板和舱口纵桁组成的货舱上边柜，作为干隔舱。

　　5.边舱强框架结构加强。由于船舶改装成专用矿砂船后，装载工况下存在横向不均匀载荷，导致船舶产生沿船宽方向的中垂，致使原船边舱框架上的水平桁失稳凯时kb88国际娱乐，因此需要对边舱强框架结构进行加强，即在原边舱强框架的基础上，加高腹板高度，重新加装面板和扶强材。H.为满足澳大利亚劳工组织对散货船货舱梯的要求，需要在货舱后舱壁上安装澳大利亚货舱梯和梯道，在货舱的前舱壁上加装直梯和休息平台。

　　自2005年2月改装完工至2008年2月底，“河北创新”轮共完成了南非或南美至中国港口的13个航次载货任务，运输铁矿石数量为279.3万吨，完成货物周转量277亿吨海里。2008年2月中国船级社对船舶改装后的船体结构进行了全面检查，整体状况良好，未发现任何结构性缺陷。

　　“河北创新”的成功改装凯时kb88国际娱乐，使河北远洋运输公司通过对单一船舶的改装取得了良好经济效益凯时kb88国际娱乐，更为重要的是，在世界航运史上开创了超大型船舶改造的先河，填补了世界上超大吨位船舶重大改建项目的空白，为面临淘汰的VLCC单壳油轮找到了新的出路。同时“河北创新”改装项目推动了中国船级社在大型矿砂船改装和建造领域的研究，促进了中国船级社对《专用矿砂船的入级与建造规范》的编写过程凯时kb88国际娱乐，将会对中国的造船业和航运业产生重大影响。

　　2007年国际油轮运输市场长期处于低位徘徊凯时kb88国际娱乐，而作为干散货运输市场风向标的波罗的海干散货运价指数则不断创出历史新高，这使得众多船东纷纷购买单船壳VLCC用以改装成专用矿砂船（VLOC），截止到2008年将有超过30艘由单船壳VLCC改装的大型矿砂船（VLOC）完成改装投入到世界铁矿石运输市场。凯时kb88国际娱乐圆形波导双层底顶纵骨电压敏感器燃油溢油舱