焊接长度240公里
2008年4月28日,位于浦东北端的外高桥造船厂,数控等离子切割机切割了第一片材料,标志着“海洋石油981”正式开工。
建造“海洋石油981”的材料中有大量高强度钢,因为坚固和安全是对这个巨大装置的第一要求。
“海洋石油981”总设计师、中国船舶及海洋工程设计研究院海洋工程部副主任沈志平告诉《瞭望东方周刊》,“海洋石油981”的基本要求,就是适应南海的海况。
比如,以百年一遇的风浪作为设计基础,然后又用200年一遇的风浪进行了模拟检验,这相当于遭遇17级台风。
最终,在上海交大的海洋工程重点实验室对几十种海况进行了模拟实验,此外计算机还对1000多种海况作了模拟运算。
另一个要点是:“海洋石油981”有复杂的锚泊系统,也就是用船锚进行停泊。它有12个15吨重的船锚,每个都可以产生800多吨的抓力。
船锚链每根长1750米、重约280多吨,其中还加入了以高强度尼龙绳为主的合成纤维索,从而吸收平台移动产生的能量。
在需要时候,这个系统可以每分钟156米的速度将船锚快速抛射出去,它自己也带有传感器,随时探知自己承受的压力。
在后来的调试过程中,“海洋石油981”两次遭遇风力超过15级的台风袭击,都没有发生移动。
此外,由于南海海域较大,返回陆地补给困难,“海洋石油981”要求有世界最大的9000吨可变载荷。而这后来又给它的建造带来了极大的难题。
“‘海洋石油981’未来将工作于环境条件恶劣的南海,对建造质量的要求几近苛刻,针对焊接要求高的特点,我们组织了超过2000人的焊工考试。”陈刚说,最好的焊工才被拣选,参与建造“海洋石油981”。
当时负责现场建造的外高桥造船有限公司海洋工程部副部长张伟告诉《瞭望东方周刊》,由于大量使用了高强度钢,给焊接带来了巨大挑战:对除锈、湿度、温度都有很高的要求,“湿了容易产生气孔。因为要比较高的焊前温度,就用电热夹板一样的装置进行预热,焊接完还要作保温处理。”
许多零部件的高强度钢都是从国外进口,“一块板子返工两次,就废掉了。”他说,所有位置的焊接都采用可以追溯的实名制,在探伤检查时如果发现问题,“直接淘汰责任人。”
整个“海洋石油981”的焊接长度是240公里,其中包括30公里平面焊接、210公里直角焊接。
这个距离,大约是从北京到天津再返回。“由于焊接时要往复焊,焊枪走过的实际距离要远远超过这个长度。”外高桥造船有限公司海洋工程部副部长曹志兵说。
对坚固度的苛刻要求,使建造面临的挑战几乎无处不在。比如,通常安装室内防火门要在钢板上开方形孔,然而,由于大量采用强度超高、柔性不足的20毫米以上高强度钢,如果打方孔,四个角会因受力过大而开裂。
经过计算,只有在四个角上开一定弧度的圆角,才能够保证钢板的坚固,但这样又和防火门形状冲突。
最终,“海洋石油981”上的防火门都是在圆角的门框上又上下左右各补了钢板,从而达到安装要求。
由于需要其他船只靠近补给等原因,“海洋石油981”也对可能发生的碰撞和摩擦有所考虑。
沈志平和陈刚都告诉本刊记者,通过设计和建造上的严格要求,即便是三五千吨的船只正面撞击“海洋石油981”,也很难使其发生倾覆等状况。