6毫米厚钢板6秒加热到750℃

本文转自：新华日报

6毫米厚钢板6秒加热到750℃

我省科技助力建设国产首艘大型邮轮

□ 本报记者 叶 真

2024年伊始，国产大型邮轮爱达·魔都号迎来了她的商业首航。在即将到来的春节假期，爱达·魔都号的春节航次船票也已全部售罄。未来，将有更多中国人可以乘坐这艘全长323.6米、总吨位13.55万吨的大型邮轮“乘风破浪”。在众多的“邮轮粉”中，有着这样一群特殊人群，他们是来自江苏科技大学的科研团队。

“从科研—项目—样机—产品，每一步走得都很艰难，特别是最后一步……我们的奋斗目标是将江科大海洋装备研究院的标志烙印在各大船舶海工企业的甲板上……”在江苏科技大学海洋装备研究院院长谷家扬的“朋友圈”中，他这样写道。

谷家扬告诉记者，中国造船业已经连续14年领跑全球。除了数量上的优势外，质量上也完成了蜕变。随着我国陆续摘取航空母舰、大型液化天然气运输船、大型邮轮这3颗船舶工业的明珠，我国已成为世界上唯一一个同时在建三大顶级船型的国家。

造船综合实力的提升，离不开背后的产学研加持。重达数十万吨的船舶背后，是一个个精细的零件、精巧的设计和精湛的工艺。

“作为设计建造难度最高的船型之一，在爱达·魔都号之前，大型邮轮是我国唯一没有攻克的高技术、高附加值船舶产品。”谷家扬向记者介绍，而在大型邮轮建设中，由于重量和重心的严格要求，其船体中80%的结构由4到8毫米的薄板构成，薄板面积超过20万平方米。薄板刚性较弱，在焊接、吊装、转运、拼装等过程中极易发生变形，进而导致船体结构错位，影响整船的结构误差和美观度。因此，必须采取有效手段对变形的钢板进行矫平。

如何解决这样的问题？江苏科技大学海洋装备研究院副研究员许静告诉记者，在此之前，国内对于薄板船型的矫平方法大多是基于传统的水火矫平。由技术人员用火加热，之后再用水降温。这种看似非常“原始”的方法，至今在国内超过九成的造船厂使用，由于大型邮轮多层多舱室的结构特点，水火矫平过程中产生的大量工业废水，严重影响邻近区域的施工作业。特别是当该方式在面对13.55万吨级的大型邮轮时，其作业效率低下的问题显露无遗。

“在业内，有这样的说法，板材的变形矫正，是造船领域自动化的‘最后一公里’。”许静告诉记者，其实此前国外先进的大型邮轮制造企业大多数已经开始利用电磁矫平技术解决这一技术难题。电磁矫平技术具有矫平效率高、不依赖人工操作经验以及不产生工业废水等优点。然而高端电磁矫平成套装备长期以来一直被国外高价垄断，设备采购及维护成本极高。“甚至在请他们的技术人员进行关键零件的更换维修时，他们需要提前‘清场’。”

为了突破这一“卡脖子”技术，2018年，国产首制大型邮轮承建单位上海外高桥造船有限公司联系了江苏科技大学海洋装备研究院组成联合研制团队，至此，针对大尺度薄板矫平的电磁矫平装备研制团队组建。

“这几年来，我们充分发挥‘产学研用’的多方优势，先后前往国内外多家船舶制造企业、矫平设备生产企业进行实地调研。”许静说，回到学校之后，大家再根据学习情况进行正推和反推、试验。“其实，电磁矫平技术类似于我们常用的电磁炉。通过高频电形成磁场，之后，金属分子在磁场中快速运动就产生了热量，形成加热效果。6秒左右可以把6毫米厚度的钢板迅速加热到750℃。”许静向记者介绍。

最终，在充分分析研讨和论证的基础上，团队独辟蹊径，开发了满足我国特殊的船舶制造环境的全国产化JHZY-40系列电磁矫平装备，关键核心技术绕开国外专利方案，形成了具备完全自主知识产权的成套产品。

谈起攻克这一关键技术的难点，许静回忆道：“在联合攻关的过程中，最大的难点在于解决高频电的输送问题。”面对这样一艘全长300多米的大体积邮轮，矫平设备不方便在上面挪动，这就意味着连接主机与矫平设备的输送高频电的缆线要足够长。但是，高频电的输送会随着距离的增长极速衰减和下降，这也是我国该项技术此前一直被“卡脖子”的关键核心点。“幸好，这个问题也被我们解决了。”

据介绍，这套JHZY-40系列电磁矫平装备自2021年在大型邮轮上开展使用以来，已累计完成了约20万平方米的薄板矫平作业，作业效率是传统水火矫平的5倍以上，为企业降本增效和大型邮轮的如期交付作出了重大贡献。矫平后的薄板理化特性、平整度均为合格，船东船检一致认可。

如今，江科大海装院薄板变形矫平团队收到了更多的“合作订单”。薄板电磁矫平技术也正在惠及更多国内制造类企业。“目前，我们的这套设备技术已在江南造船（集团）有限责任公司、广船国际有限公司、招商局金陵船舶（南京）有限公司、新扬子造船等多家企业推广应用，尤其在当前十分火热的超大型汽车滚装船的矫平作业中得到大面积使用。”

新春佳节将至，正好是高校的放假时间，谷家扬和团队依然没有停下脚步，连日来，他们奔赴上海、武汉、南通等骨干船舶与海工企业，面向国家海洋开发战略和一线企业生产技术需求，积极谋划新的一年产品开发和重点科研项目技术攻关工作。“现阶段，与欧美日韩等传统的造船强国相比，我国造船的自动化还是有一定的差距。比如在自动高效焊接、自动化喷涂、板材自动化矫平与弯曲加工、自动化检测等技术领域，国内的船舶制造企业自动化水平仍旧不高。特别是上述领域相关的智能化成套装备设计制造、工艺数据库、工业软件方面面临诸多‘卡脖子’问题。作为造船业的科技人员，我们正在努力一一攻破这些难题。”