ISO 48642023 船舶和海洋技術(shù).自升式裝置上的頂升系統(tǒng)設(shè)備.一般要求標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)發(fā)展報(bào)告

ISO4864:2023《船舶和海洋技術(shù)自升式裝置上的頂升系統(tǒng)設(shè)備一般要求》標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)發(fā)展報(bào)告StandardizationDevelopmentReport:Shipsandmarinetechnology—Jackingsystemappliancesonself-elevatingunit—Generalrequirements摘要隨著全球海洋資源開發(fā)向深遠(yuǎn)海持續(xù)推進(jìn)，自升式鉆井平臺(tái)、自升式風(fēng)電安裝平臺(tái)等海洋工程裝備在海上油氣開發(fā)與海上風(fēng)電建設(shè)中發(fā)揮著不可替代的作用。頂升系統(tǒng)作為自升式裝置的核心關(guān)鍵設(shè)備，承擔(dān)著平臺(tái)升降、樁腿預(yù)壓載及作業(yè)狀態(tài)支撐等至關(guān)重要的工作職能，其可靠性直接關(guān)系到平臺(tái)作業(yè)安全與人員生命財(cái)產(chǎn)安全。然而，長期以來國際范圍內(nèi)缺乏專門針對(duì)自升式裝置頂升系統(tǒng)設(shè)備的統(tǒng)一技術(shù)要求，各設(shè)計(jì)單位、制造廠商和船級(jí)社在實(shí)際操作中依據(jù)各自經(jīng)驗(yàn)和內(nèi)部規(guī)范執(zhí)行，導(dǎo)致設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)參差不齊、設(shè)備兼容性差、安全冗余度不一致等問題日益突出。在此背景下，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）于2023年6月23日正式發(fā)布ISO4864:2023《船舶和海洋技術(shù)自升式裝置上的頂升系統(tǒng)設(shè)備一般要求》，該標(biāo)準(zhǔn)隸屬于ISO/TC8“船舶與海洋技術(shù)”技術(shù)委員會(huì)，分類號(hào)為甲板設(shè)備和裝置，填補(bǔ)了國際標(biāo)準(zhǔn)在該領(lǐng)域的空白。本標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)規(guī)定了自升式裝置頂升系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)計(jì)、材料、制造、試驗(yàn)、檢驗(yàn)及文檔交付等方面的通用技術(shù)要求，為設(shè)備制造商、平臺(tái)設(shè)計(jì)方、船東及海事監(jiān)管機(jī)構(gòu)提供了統(tǒng)一的技術(shù)依據(jù)。本報(bào)告全面梳理了該標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)背景、編制歷程、核心技術(shù)內(nèi)容及預(yù)期實(shí)施效益，并結(jié)合行業(yè)發(fā)展趨勢展望了標(biāo)準(zhǔn)的修訂完善方向與推廣應(yīng)用前景，旨在為相關(guān)企事業(yè)單位、科研院所及行業(yè)主管部門提供系統(tǒng)性參考。關(guān)鍵詞：自升式裝置；頂升系統(tǒng)；海洋工程；國際標(biāo)準(zhǔn)；船舶與海洋技術(shù)；安全要求；設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化Keywords:Self-elevatingunit;Jackingsystem;Marineengineering;InternationalStandard;Shipsandmarinetechnology;Safetyrequirements;Equipmentstandardization一、引言1.1立項(xiàng)背景與研究意義自升式裝置（Self-elevatingUnit）是一類通過樁腿支撐并將船體抬升至海面以上進(jìn)行作業(yè)的移動(dòng)式海洋平臺(tái)，廣泛應(yīng)用于海上油氣鉆探、海上風(fēng)電安裝、海洋工程輔助作業(yè)等眾多領(lǐng)域。其工作原理為：平臺(tái)拖航至目標(biāo)作業(yè)位置后，通過頂升系統(tǒng)將樁腿下放至海底，隨后依靠頂升系統(tǒng)將平臺(tái)主體沿樁腿抬升至安全作業(yè)高度，從而規(guī)避波浪、海流等海洋環(huán)境對(duì)平臺(tái)主體的直接作用。在整個(gè)作業(yè)周期中，頂升系統(tǒng)設(shè)備不僅需要在極端海況條件下承受平臺(tái)自重、可變載荷及環(huán)境載荷的聯(lián)合作用，而且需要在升降過程中確保各樁腿動(dòng)作的同步性與可控性，其技術(shù)復(fù)雜度與安全關(guān)鍵度極高。從產(chǎn)業(yè)規(guī)模來看，據(jù)中國船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2022年全球自升式鉆井平臺(tái)利用率回升至85%以上，同時(shí)海上風(fēng)電安裝平臺(tái)的新建需求持續(xù)旺盛，僅中國船廠在建及已交付的自升式風(fēng)電安裝平臺(tái)已超過40座。在役及在建自升式裝置數(shù)量的持續(xù)增長，使得頂升系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)計(jì)制造質(zhì)量和安全可靠性成為全行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。然而，國際范圍內(nèi)缺乏一項(xiàng)專門針對(duì)頂升系統(tǒng)設(shè)備的通用技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)，IACS（國際船級(jí)社協(xié)會(huì)）相關(guān)建議、各主要船級(jí)社規(guī)范雖有所涉及，但在術(shù)語定義、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、安全冗余要求等方面存在顯著差異，不僅增加了設(shè)備研制與驗(yàn)證的成本，也加大了跨國流轉(zhuǎn)和使用的技術(shù)壁壘。1.2標(biāo)準(zhǔn)基本信息ISO4864:2023由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（InternationalOrganizationforStandardization）發(fā)布，歸口于ISO/TC8船舶與海洋技術(shù)委員會(huì)（Shipsandmarinetechnology）。標(biāo)準(zhǔn)全稱為“Shipsandmarinetechnology—Jackingsystemappliancesonself-elevatingunit—Generalrequirements”，中文標(biāo)準(zhǔn)名稱為《船舶和海洋技術(shù)自升式裝置上的頂升系統(tǒng)設(shè)備一般要求》，分類號(hào)為甲板設(shè)備和裝置。該標(biāo)準(zhǔn)于2023年6月23日正式發(fā)布，目前狀態(tài)為現(xiàn)行有效，標(biāo)準(zhǔn)語言為英語。二、標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)的必要性與可行性分析2.1行業(yè)發(fā)展的迫切需求21世紀(jì)以來，全球海洋工程裝備市場經(jīng)歷了高速發(fā)展與深度調(diào)整的周期性變化。在油氣領(lǐng)域，深水與超深水油氣田開發(fā)推動(dòng)了新一代大型自升式鉆井平臺(tái)的升級(jí)換代；在新能源領(lǐng)域，海上風(fēng)電的規(guī)?；_發(fā)催生了自升式風(fēng)電安裝平臺(tái)、自升式運(yùn)維平臺(tái)等新型裝備的快速發(fā)展。根據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)（GWEC）發(fā)布的報(bào)告，2022年全球海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量達(dá)到8.8GW，預(yù)計(jì)2030年累計(jì)裝機(jī)將超過370GW。自升式風(fēng)電安裝平臺(tái)作為海上風(fēng)電機(jī)組安裝的關(guān)鍵裝備，其需求量持續(xù)攀升，對(duì)頂升系統(tǒng)的提升能力、升降速度、定位精度和可靠性均提出了更高要求。與此同時(shí)，現(xiàn)有國際標(biāo)準(zhǔn)體系中，與自升式裝置相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)主要涵蓋船舶總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和通用安全要求等宏觀層面，尚無針對(duì)頂升系統(tǒng)這一核心功能設(shè)備的專項(xiàng)國際標(biāo)準(zhǔn)。船級(jí)社規(guī)范和行業(yè)慣例雖然在一定程度上彌補(bǔ)了這一空缺，但不同船級(jí)社之間技術(shù)要求的差異導(dǎo)致設(shè)備在跨區(qū)域流轉(zhuǎn)時(shí)需要進(jìn)行重復(fù)認(rèn)證和適應(yīng)性改造，增加了產(chǎn)業(yè)成本，削弱了設(shè)備制造企業(yè)的國際競爭力。2.2標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)條件的具備在ISO4864:2023立項(xiàng)之前，行業(yè)內(nèi)已積累了豐富的技術(shù)規(guī)范和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為標(biāo)準(zhǔn)制定奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。一方面，主要船級(jí)社如美國船級(jí)社（ABS）、挪威船級(jí)社（DNV）、中國船級(jí)社（CCS）、法國船級(jí)社（BV）等均在其規(guī)范體系中針對(duì)頂升系統(tǒng)制定了詳細(xì)的技術(shù)條款，涵蓋材料選擇、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制動(dòng)裝置、安全保護(hù)功能等方面；另一方面，眾多頂升系統(tǒng)設(shè)備制造商在長期的產(chǎn)品研發(fā)和工程應(yīng)用中，積累了大量的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和運(yùn)行反饋，形成了較為成熟的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)實(shí)踐。此外，中國、韓國、新加坡等主要海洋工程裝備制造國在自升式裝置建造方面擁有豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，為本標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了可靠的產(chǎn)業(yè)支撐。以中國為例，中國已成為全球最大的自升式鉆井平臺(tái)和風(fēng)電安裝平臺(tái)建造國之一，中遠(yuǎn)海運(yùn)重工、招商工業(yè)、上海振華重工等企業(yè)具備完整的頂升系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)制造能力。這些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累使制定統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)具備了充分的技術(shù)可行性。2.3政策與法規(guī)的支撐從國際層面來看，國際海事組織（IMO）的《海上移動(dòng)式鉆井平臺(tái)構(gòu)造和設(shè)備規(guī)則》（MODUCode）及其修正案為自升式裝置的安全設(shè)計(jì)和建造提供了頂層框架要求，強(qiáng)調(diào)了對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的可靠性驗(yàn)證和冗余設(shè)計(jì)要求。ISO4864:2023的制定與實(shí)施與MODUCode的基本原則高度契合，是MODUCode關(guān)于升降系統(tǒng)安全要求在設(shè)備層面的細(xì)化和落地。從產(chǎn)業(yè)政策層面來看，各國政府對(duì)于海洋工程裝備制造業(yè)的發(fā)展均給予了高度重視。中國的《中國制造2025》將海洋工程裝備列為十大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一，《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》進(jìn)一步提出推動(dòng)海洋工程裝備向高端化、智能化、綠色化方向發(fā)展；韓國政府提出了“海洋工程裝備產(chǎn)業(yè)振興戰(zhàn)略”，歐盟則通過“地平線歐洲”計(jì)劃資助海洋工程裝備的技術(shù)創(chuàng)新。這些政策均對(duì)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)提出了明確要求，為標(biāo)準(zhǔn)制定和推廣應(yīng)用營造了有利的環(huán)境。三、標(biāo)準(zhǔn)編制的主要過程ISO4864:2023的編制工作遵循ISO/IEC導(dǎo)則規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)制定程序，經(jīng)歷了提案階段（NP）、工作組草案階段（WD）、委員會(huì)草案階段（CD）、國際標(biāo)準(zhǔn)草案階段（DIS）、最終國際標(biāo)準(zhǔn)草案階段（FDIS）和正式出版階段（IS）等若干關(guān)鍵階段。在標(biāo)準(zhǔn)提案階段，由ISO/TC8成員體聯(lián)合提出立項(xiàng)建議，經(jīng)技術(shù)委員會(huì)投票表決通過后正式立項(xiàng)，并成立了專門的工作組負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)起草工作。工作組廣泛吸納了來自主要海洋工程裝備制造國、船級(jí)社、設(shè)備制造商、設(shè)計(jì)研究院所和高等院校的專家參與，確保了標(biāo)準(zhǔn)制定工作的廣泛代表性和技術(shù)權(quán)威性。在草案編制過程中，工作組對(duì)現(xiàn)有船級(jí)社規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了系統(tǒng)梳理和比對(duì)分析，并結(jié)合典型自升式裝置的實(shí)船數(shù)據(jù)和工程反饋開展了多輪技術(shù)討論。工作組先后召開了多次線下及線上會(huì)議，對(duì)各階段草案進(jìn)行逐條審議和修改完善，最終形成各方普遍認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)文本。2023年6月23日，ISO4864:2023經(jīng)ISO中央秘書處正式發(fā)布，成為自升式裝置頂升系統(tǒng)設(shè)備領(lǐng)域首項(xiàng)國際標(biāo)準(zhǔn)。四、標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容ISO4864:2023系統(tǒng)規(guī)定了自升式裝置頂升系統(tǒng)設(shè)備在設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和文件交付等環(huán)節(jié)的一般技術(shù)要求，適用于各類自升式平臺(tái)所配備的電動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng)的齒輪齒條式、插銷式等不同類型頂升系統(tǒng)設(shè)備。標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容涵蓋以下幾個(gè)主要方面：在術(shù)語和定義方面，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)頂升系統(tǒng)、頂升裝置、樁腿、升降單元、鎖緊裝置、制動(dòng)裝置、額定升降能力、設(shè)計(jì)載荷、故障保護(hù)等關(guān)鍵術(shù)語進(jìn)行了明確定義，為國際范圍內(nèi)的技術(shù)交流和工程實(shí)施提供了統(tǒng)一的概念框架，有效避免了因術(shù)語理解不一致而產(chǎn)生的歧義。在設(shè)備配置與安全保護(hù)方面，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、鎖緊系統(tǒng)、監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)等各子系統(tǒng)提出了完整性要求，要求每套頂升系統(tǒng)應(yīng)配置足夠的動(dòng)力冗余和制動(dòng)冗余，確保在單個(gè)驅(qū)動(dòng)單元發(fā)生故障時(shí)系統(tǒng)仍能安全保持平臺(tái)狀態(tài)并完成預(yù)定操作。標(biāo)準(zhǔn)對(duì)頂升系統(tǒng)與平臺(tái)集中控制和監(jiān)測系統(tǒng)的接口提出了明確要求，包括升降同步控制精度、樁腿載荷實(shí)時(shí)監(jiān)測、傾斜角度報(bào)警、超載保護(hù)互鎖等控制功能要求，強(qiáng)調(diào)各樁腿間的升降位移同步誤差應(yīng)控制在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，防止因偏載過大導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)損傷或傾覆風(fēng)險(xiǎn)。在試驗(yàn)和檢驗(yàn)方面，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了設(shè)備制造過程中的材料檢驗(yàn)、焊接質(zhì)量檢驗(yàn)、關(guān)鍵尺寸檢測要求，以及設(shè)備裝配完成后的功能試驗(yàn)、額定載荷試驗(yàn)和超載試驗(yàn)等驗(yàn)證要求。對(duì)于首制設(shè)備，標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行原型試驗(yàn)以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性和制造工藝的可行性。在文件交付方面，標(biāo)準(zhǔn)要求制造商隨設(shè)備交付提供完整的技術(shù)文件包，包括設(shè)計(jì)計(jì)算書、圖紙資料、操作維護(hù)手冊(cè)、試驗(yàn)報(bào)告、備品備件清單等，以支持平臺(tái)的運(yùn)營維護(hù)和檢驗(yàn)發(fā)證工作。五、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的意義與預(yù)期效益5.1提升設(shè)備可靠性與安全性ISO4864:2023的發(fā)布與實(shí)施將為自升式裝置頂升系統(tǒng)設(shè)備的安全性提供統(tǒng)一的最低技術(shù)要求。通過在設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、材料選擇、制造工藝、安全保護(hù)功能等方面的系統(tǒng)規(guī)范，有效降低因設(shè)計(jì)缺陷、制造質(zhì)量問題或操作不當(dāng)引發(fā)的安全風(fēng)險(xiǎn)。標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施將有力提升自升式裝置在惡劣海洋環(huán)境條件下的作業(yè)安全性，切實(shí)保障平臺(tái)上工作人員的生命安全和海洋環(huán)境安全。5.2促進(jìn)國際貿(mào)易與產(chǎn)業(yè)協(xié)同該國際標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布為全球頂升系統(tǒng)設(shè)備的制造商和用戶提供了統(tǒng)一的技術(shù)語言和評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，有助于消除各船級(jí)社規(guī)范之間的差異所造成的技術(shù)壁壘，促進(jìn)設(shè)備的跨國流通與互換。對(duì)于設(shè)備制造企業(yè)而言，按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造和檢驗(yàn)認(rèn)證，可大幅降低為滿足不同船級(jí)社要求而進(jìn)行的重復(fù)設(shè)計(jì)、重復(fù)試驗(yàn)和重復(fù)認(rèn)證成本，提升產(chǎn)品進(jìn)入國際市場的效率和競爭力。5.3推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施過程本身就是對(duì)行業(yè)先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和發(fā)展成果的系統(tǒng)總結(jié)。ISO4864:2023在制定過程中充分吸收了當(dāng)前頂升系統(tǒng)設(shè)備領(lǐng)域的先進(jìn)設(shè)計(jì)理念和技術(shù)成果，有助于推動(dòng)行業(yè)整體技術(shù)水平提升。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施也將為新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)提供明確的技術(shù)導(dǎo)向和努力方向，激勵(lì)企業(yè)加大研發(fā)投入，推動(dòng)頂升系統(tǒng)設(shè)備向更大提升能力、更高自動(dòng)化水平、更強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性和更加智能化方向發(fā)展。六、主要參與單位介紹ISO4864:2023的制定匯聚了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC8船舶與海洋技術(shù)委員會(huì)框架下多個(gè)成員體的共同智慧和力量。其中，中國船舶集團(tuán)有限公司第七〇八研究所作為中國船舶行業(yè)的核心研發(fā)機(jī)構(gòu)，在標(biāo)準(zhǔn)編制過程中發(fā)揮了重要的技術(shù)支撐作用。中國船舶集團(tuán)有限公司第七〇八研究所（以下簡稱“七〇八所”）成立于1950年，是中國船舶行業(yè)成立最早、規(guī)模最大的船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究機(jī)構(gòu)之一，隸屬于中國船舶集團(tuán)有限公司。七〇八所長期致力于軍用艦船、民用船舶、海洋工程裝備及船舶配套設(shè)備的研究開發(fā)與設(shè)計(jì)工作，是中國海洋工程裝備設(shè)計(jì)領(lǐng)域的重要力量。在自升式裝置領(lǐng)域，七〇八所具有深厚的技術(shù)積累和豐富的工程實(shí)踐，先后完成了多型自升式鉆井平臺(tái)、自升式風(fēng)電安裝平臺(tái)等的研發(fā)設(shè)計(jì)任務(wù)，在頂升系統(tǒng)與船體接口設(shè)計(jì)、平臺(tái)總體性能分析、樁腿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度評(píng)估等核心技術(shù)領(lǐng)域擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和豐碩的研究成果。七〇八所擁有船舶與海洋工程專業(yè)博士和碩士學(xué)位授予點(diǎn)，建有國家級(jí)海洋工程裝備研發(fā)平臺(tái)，承擔(dān)了多項(xiàng)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和高技術(shù)船舶科研項(xiàng)目。在ISO4864:2023的編制過程中，七〇八所的專家代表中國積極參與了標(biāo)準(zhǔn)框架論證、條款討論和技術(shù)內(nèi)容審查等各階段工作，將在自升式平臺(tái)設(shè)計(jì)中積累的工程經(jīng)驗(yàn)和研究成果充分貢獻(xiàn)于國際標(biāo)準(zhǔn)的制定中，為標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性、合理性和可操作性提供了有力保障。此外，中國船舶集團(tuán)有限公司旗下的相關(guān)頂升系統(tǒng)設(shè)備制造企業(yè)也為標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了豐富的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)。多家國際知名的海洋工程裝備設(shè)計(jì)公司和船級(jí)社專家也深度參與了該標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)工作，為標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)先進(jìn)性和國際通用性提供了重要支撐。七、結(jié)論與展望ISO4864:2023《船舶和海洋技術(shù)自升式裝置上的頂升系統(tǒng)設(shè)備一般要求》的正式發(fā)布，填補(bǔ)了自升式裝置頂升系統(tǒng)設(shè)備領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)的空白，是海洋工程裝備標(biāo)準(zhǔn)化工作的一項(xiàng)重要里程碑。該標(biāo)準(zhǔn)為全球自升式裝置頂升系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和使用提供了統(tǒng)一的技術(shù)基準(zhǔn)，對(duì)于提升設(shè)備安全可靠性、促進(jìn)國際貿(mào)易便利化、推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步具有重要意義。參考文獻(xiàn)[1]ISO4864:2023,Shipsandmarinetechnology—Jackingsystemappliancesonse