2012到2013年，江南造船累計承接了11艘VLGC訂單，並在此基礎上繼續研發出升級版VLGC MkⅡ。得益於(yu) 江南造船專(zhuan) 利技術的應用，該船型綜合能效指標可以直達三階段水平，相比前一代產(chan) 品，VLGC MkⅡ更為(wei) 高效、環保和安全。

      化蝶之美 成果是十多年積累和耕耘的蝶變

      此前，VLGC的設計和建造技術一直被日、韓壟斷，江南造船在進軍(jun) 該領域之後，積極開展各項預研和技術攻關(guan) 。從(cong) 1999年開始，逐漸取得重大技術進展，先後研發出78500立方米VLGC、82000立方米VLGC，和83000立方米VLGC等多型產(chan) 品。

      在這一過程中，江南造船經曆了國際船舶市場的“過山車”。2007～2008年，在船市高峰期，江南造船整體(ti) 搬遷到長興(xing) 島，根據生產(chan) 經營的統一部署，長興(xing) 島三條造船生產(chan) 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(wei) 主。不過，研發團隊並未因此停止LPG船的技術開發研究工作，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。在2012年前後，航運市場陷入低穀，常規造船訂單嚴(yan) 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常活躍。正是得益於(yu) 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域的空白。

       基於(yu) 對VLGC建造市場發展前景和競爭(zheng) 格局的預判，在首批訂單承接後不久，江南造船便部署了新一代VLGC MkII的研發工作，並於(yu) 日前順利將其推向了市場。該船型在設計方麵具有更高效、更環保和更安全三大特點。

       從(cong) “高效”的角度看，盡管液化氣船營運收益較好，船東(dong) 對於(yu) 油耗和航速指標並不像常規船型那樣敏感。但是為(wei) 提高船型競爭(zheng) 力，江南造船還是通過運用自主研發的專(zhuan) 利技術，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(dong) 非常關(guan) 注的實際運營中的能耗損失。

       就“環保”來講，為(wei) 適應將來歐洲、美國等地區更為(wei) 嚴(yan) 格的排放標準，研發團隊設計開發了三燃料推進、脫硫係統等備選方案，使得VLGC MkII成為(wei) 綠色航運理念下的一款代表性產(chan) 品。從(cong) “安全”的角度而言，VLGC對於(yu) 液艙維護係統的要求非常高。研發團隊結合自身在VLGC研發、設計和建造上積累的經驗，在“液艙維護係統”這一關(guan) 鍵核心技術上展開了針對性研究，開發出一種新型液艙維護係統。目前該技術已獲得國際知名船級社的設計認證，未來在通過最終的功能檢驗之後，還可以應用到大型液化乙烯（LEG）船、液化天然氣（LNG）船等船型，這對於(yu) 江南液化氣船係列產(chan) 品的研發，將起到重大的推動作用。

       鑒於(yu) 美國頁岩油氣資源開發對於(yu) 全球能源格局帶來的革命性影響，預計未來數年包括LPG在內(nei) 的伴生液化氣運輸市場將會(hui) 異常火爆，有數據分析認為(wei) ，到2017年前後，全球市場的VLGC運力供應將出現明顯的缺口。江南造船此次推出的VLGC MkII和今後還將繼續研發的具有新型“液艙維護係統”的“中國江南型”LPG係列船型，無疑將為(wei) 江南造船參與(yu) 國際市場競爭(zheng) 增添砝碼。

       菱形液貨艙的外形設計需要考慮充分利用船體(ti) 貨艙內(nei) 的有效空間。這使得船體(ti) 線型要根據液貨艙的容積需求來設計。而由於(yu) 獨立的A型液艙自支撐的特性，導致VLGC的結構分析非常複雜，需要進行大量迭代分析以便真實模擬實際載荷。

       成繭之難 設計研發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(yu) 大型LNG船的液艙維護係統等核心技術都是從(cong) 國外引進專(zhuan) 利不同，江南造船建造的VLGC是完全自主研發。建造某些複雜船型是可以通過購買(mai) 成熟技術和專(zhuan) 利跨過技術和建造門檻，但江南造船仍然選擇依靠自身的力量通過自主研發來實現VLGC設計能力的突破。

       當然，自主研發需要超強的技術實力和底蘊作為(wei) 保證，其難度也不言而喻。為(wei) 此，江南造船花費較長時間開始了技術和人才的儲(chu) 備。不但設立了國家級技術中心，建立起強大的研發部門和高水平的博士後工作站，而且在研發上不斷投入大量的人力、物力、財力，持續提升基礎和前沿研發能力，並通過長期積累取得了重大技術突破，從(cong) 而保持並擴大了在技術創新上的優(you) 勢領先地位。為(wei) 了使產(chan) 品研發更加高效，江南造船組建了自己的研發團隊，由總工程師、全國政協委員、船舶設計大師胡可一擔任總設計師，以開發研究部為(wei) 主體(ti) ，從(cong) 各部門選取一批銳意進取、勇於(yu) 創新的骨幹研發人員，以精益求精的工作態度參與(yu) 到VLGC的研發中。為(wei) 了打破國外技術壟斷，破解缺乏參考資料的困局，研發人員通過多方努力，深入了解研發過程中的重點、難點，有針對性地對關(guan) 鍵技術進行攻關(guan) 。

       在船體(ti) 線型開發方麵，由於(yu) 菱形液貨艙的外形設計需要考慮充分利用船體(ti) 貨艙內(nei) 的有效空間，船體(ti) 的線型要根據液貨艙的容積需求來設計並兼顧快速性、浮態，否則就會(hui) 對船體(ti) 設計造成影響，而這正是VLGC線型研發的一個(ge) 重大挑戰。在沒有母型船參考情況下，研發團隊依托博士後工作站，應用先進的計算流體(ti) 力學（CFD）分析軟件進行了大量的仿真計算、分析和優(you) 化工作，並通過最新引進的線型快速變換軟件，對船體(ti) 推進性能進行了全方位的優(you) 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(yu) 擁有超過20～40年經驗的日韓水平相當就已實屬不易，但最後其明顯優(you) 於(yu) 日韓，這也是增強船東(dong) 在江南訂造VLGC信心的一個(ge) 重要原因。

       由於(yu) 完整次屏蔽的設置，船體(ti) 鋼材在低溫條件下的承載能力會(hui) 迅速下降，並易產(chan) 生脆性裂痕。從(cong) 已營運LPG船的報告來看，因操作不當導致局部鋼結構溫度過低而產(chan) 生裂紋的情況並不鮮見，因此在設計階段必須進行船體(ti) 鋼結構的溫度場分析。為(wei) 了提高研發效率，江南自己開發了專(zhuan) 用的溫度場計算軟件，經檢驗使用效果良好。

       A型液貨艙和船體(ti) 結構相互獨立，兩(liang) 者之間由支座結構相支撐，支座承受壓力但不傳(chuan) 遞拉力。船舶在海上航行時，會(hui) 產(chan) 生各個(ge) 方向的加速度，因此在開發設計階段要通過大量的仿真計算，對各關(guan) 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(ti) 運動而出現裂紋。由於(yu) 獨立的A型液艙自支撐的特性，導致VLGC的結構分析過程比包括LNG船在內(nei) 的其他船型都要複雜，需要進行大量迭代分析以便真實模擬實際載荷。這包括粗、細網格分析、精細網格疲勞分析、基於(yu) 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力量，江南造船圓滿完成了VLGC的所有結構分析工作。

       在液貨艙和船體(ti) 建造方麵，存在低溫鋼焊接控製難度大、液貨艙絕緣施工要求高、液艙吊裝和精度控製要求高等挑戰。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 建造是將設計轉化為(wei) 成果的蛻變過程

       雖然VLGC的設計研發難度遠大於(yu) 常規船型，但是掌握了設計並不意味著就掌握了建造。日、韓在建造VLGC初期的痛苦經曆早已證明VLGC的建造難度大於(yu) 設計難度。江南VLGC研發團隊很早就意識到這一點，並在船型設計研發過程中將研發攻關(guan) 範圍推廣到建造技術研究。

       江南造船首先對VLGC建造的難點和關(guan) 鍵點進行了識別，列舉(ju) 了100餘(yu) 條需要重點攻關(guan) 的難題，在低溫鋼材焊接操作工藝標準、絕緣敷設工藝、支承係統的製作和安裝、液貨艙吊裝、精度控製以及低溫鋼舾裝件的製作安裝等方麵進行逐項攻關(guan) ，並製作了模擬艙。通過多年的不懈努力，江南造船終於(yu) 攻克難關(guan) ，掌握了VLGC的建造工藝工法。

       而在液貨艙和船體(ti) 建造方麵，低溫鋼焊接的控製難度非常大。建造VLGC的鋼材比較特殊，並且國內(nei) 還沒有合格的供應商，因此都需要從(cong) 日、韓或歐洲進口。由於(yu) 低溫鋼晶粒很細，因此要求嚴(yan) 格控製焊接過程中的各種參數和環境條件，需要對操作工人進行專(zhuan) 門培訓。與(yu) 建造LNG船有專(zhuan) 利商的明確指導標準不同，建造VLGC必須靠自身摸索、建立相應的標準，以確保質量穩定，否則任何瑕疵都將導致災難性的返工。江南造船以技術中心焊接研究所為(wei) 載體(ti) ，自籌資金，提前進行大量的有針對性的低溫鋼焊接試驗，積累了寶貴的數據和經驗，由此製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的液貨艙絕緣敷設麵積非常大，絕緣施工要求很高。江南造船提前做好對液艙絕緣係統的技術方案、施工工藝、環境控製、質量檢驗等方麵的研究，製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“液艙吊裝和精度控製”也是一個(ge) 難點。因為(wei) 每個(ge) 液貨艙下部有40個(ge) 左右的支座需要與(yu) 船體(ti) 上的支座安裝匹配。支座數量多且精度要求高，在將液貨艙安裝到船體(ti) 結構上時每個(ge) 支座都需要調平、對正。計算分析表明，底部支座安裝誤差1毫米，局部應力將增大20%，其精度控製難度可見一斑。如果不控製好精度，之前精準的計算分析將前功盡棄，同樣會(hui) 導致返工。為(wei) 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(guan) ，並結合模擬艙的建造，製定了周詳的精度管理計劃和精度控製工藝文件。

       VLGC單個(ge) 液艙重量超過一千多噸，並且由於(yu) 吊裝精度要求高、難度大，對於(yu) 工廠的建造設施而言也是一個(ge) 挑戰。研發團隊在前期對於(yu) 液艙吊裝也進行了詳細的研究和策劃，對於(yu) 設備能力、吊裝方案、吊馬布置、吊索配置、局部強度評估等方麵均進行了仔細地論證和計算分析，確保萬(wan) 無一失。

       為(wei) 了更直觀、全麵地研究、掌握VLGC的建造技術，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(yu) 實船一致。通過該模擬艙的建造，總結形成了100多份工藝、管理指導文件，並用於(yu) 指導實船生產(chan) 。

       VLGC的獨立液艙在建造完成後需要進行強度試驗，要盡可能真實地模擬其設計載荷，並且需要測試液艙支座的強度。由於(yu) 液艙裝載的液化氣體(ti) 比重均小於(yu) 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，由於(yu) 用水量巨大，為(wei) 確保船隻安全，需精心設計試驗方案，以準確模擬設計載荷，同時要避免超載。江南造船在研發過程中對整個(ge) 試驗流程和周期進行詳細策劃，製定了相應試驗方案，並獲得船級社認可。

       正是得益於(yu) 提前分析和人、財、物的投入，研發團隊攻克了VLGC建造技術難點，並通過模擬艙得到有效驗證。國外船東(dong) 基於(yu) 對VLGC這一複雜船型的建造難度的認識，在下訂單前組織了數次船廠審計（Yard Audit），江南造船以先進的船型指標，全麵、周密、經過實踐檢驗的建造工藝流程，給船東(dong) 下單建造以極大的信心和鼓舞，最終實現了雙方的共贏。