■ 本报记者 黄宁璐 见习记者 郑宇
初冬时节,位于舟山市普陀区的万邦船舶重工(舟山)有限公司(以下简称“万邦重工”)船坞内一片繁忙。与传统印象中船厂的“劳动密集型”作业场景不同,这里的主角是一台台在巨轮外壁上平稳移动的机器人。它们身形不大,威力却不小,所过之处,斑驳的锈迹瞬间脱落。
眼前这些“钢铁蜘蛛侠”,是由万邦重工自主研发的真空超高压水射流钢材表面预处理机器人(以下简称“超高压水机器人”)。他们全面替代高污染的人工打砂除锈,成为舟山打造世界级绿色修船基地的一张“金名片”。
超高压水机器人如何工作?又为行业带来怎样的变革?带着这些问题,我们走进万邦重工,近距离探寻答案。
工作前要“全面体检”
在船坞旁的智能装备区,我们近距离“接触”超高压水机器人。它不像电影里的机器人那般拟人化,更像一个带轮子、直径约半米的圆形钢盘。我们俯下身,试图把它翻过来查看内部结构,上手一抬,机身却纹丝不动。
“你们可别小瞧它,这家伙,实打实重达40公斤!”万邦重工涂装防腐生产线总经理助理张光辉见状,一边笑着提醒,一边小心地将机器人翻转过来,向我们展示其“底盘”:这个闪烁着金属光芒的东西叫喷嘴座,外面这一圈是旋转器。再细看,旋转器上密布着头发丝般纤细的小孔,这就是喷射超高压水的“枪嘴”。而外围这一圈毛刷,则能牢牢吸附在船壁上,形成密闭真空,从而实现废水与废漆皮的回收。机身延伸出一细一粗两根管子,分别是超高压水管和真空回收管。
“我们管它叫‘船坞勇士’。”张光辉的语气里带着自豪。在万邦重工,“超高压水机器人”是个总称,旗下是一支“特种部队”,“比如今天这艘5.8万吨的汽车滚装船‘天鹅’轮,船东只要求局部除锈,就得请出灵活性高、擅长‘点打’的‘船坞勇士’;如果是全船除锈,则要派出效率更高的‘船坞大象’;还有专攻船底的‘船坞男孩’等。”
当我们还在惊叹之时,张光辉已将一个直径仅0.30毫米的新枪嘴部件取出,与眼前“船坞勇士”的枪嘴大小进行比对。他目光专注,一边检查一边解释:“枪嘴是核心部件,长时间作业会因磨损导致直径变大,直接影响除锈效果。”原来,每次上船前,机器人都必须经过一次细致的“全身体检”。
确认枪嘴无损后,他招呼我们一起动手,将“船坞勇士”搬运至模拟船体的测试区。
在张光辉指导下,我们几人合力,用扳手将机器人与超高压水管的接口一寸寸拧紧。另一头,水管已连接至超高压水泵,压力调试即将开始。
我们正要按下水泵的启动按钮,张光辉连忙伸手拦住:“等等!”他转身取来一根钢丝绳,在刚才的连接处又加固了几道。“超高压水的威力远超想象,必须有双重保险。”他语气严肃,我们不由紧张起来。
屏住呼吸,按下按钮。屏幕上的压力数值开始攀升,最终稳定在2800巴(压力单位)。另一边,机器人上的旋转器飞速转动起来,枪嘴处喷射出一团白蒙蒙的高压水雾。“压力测试,合格!”在场的人都松了口气。
作业效率是人工三倍
我们紧随“船坞勇士”进入船坞,来到“天鹅”轮巨大的船体下方。
“准备启动!”对讲机里传来指令。一名工人立于高空车操作台,同时控制着车辆和机器人。随后,“船坞勇士”机身微微震动。紧接着,一阵尖锐的“嘶嘶”声响起——那是超高压水从枪嘴中高速喷出时与空气摩擦的声音。
机器人开始在船壁上平稳移动。喷头距离船体表面约2厘米,一道凝练的水柱精准射向锈蚀表面。厚厚的红褐色铁锈、灰绿色的旧漆皮以及附着在上面的藤壶、贝类等海洋生物,瞬间被剥离。原本斑驳的船体,很快露出了青灰的金属原色。
“这样的水压,足以切割钢板。”张光辉在我耳边大声说,“我们前期做了大量试验,最终确定了适合船体除锈的压力——2700巴到3000巴。再通过控制喷头与船体的距离和移动速度,就能做到只清除锈蚀和旧漆,不损伤船体钢板本身。”
他指着上方已经处理过的区域说:“你们看,这些露出金属本色的部分,除锈质量已经达到WA2.0级,完全符合国际标准的工业除锈等级。”
不过张光辉也坦言,目前超高压水机器人尚未实现设定参数后的全流程自动化,核心原因在于船本身的高度“非标”与复杂多变。以擅长局部精准作业的“船坞勇士”为例,它体积小、移动灵活,但仍需搭载于高空车上,由一名技术工人实时调节水压、识别锈蚀区域并控制行进路线。其除锈效率约为每小时25平方米,虽远高于人工喷砂除锈的每小时8平方米,但在自动化程度上仍属“人机协作”阶段。
我们在现场注意到,有一片区域仍由工人手持超高压水喷枪进行除锈。张光辉指向那片结构复杂的区域说道:“机器人并非万能。像这里,既有工程脚手架,又有交错的钢丝绳,加上表面凹凸不平,机器人无法稳定移动。为保证除锈质量,只能依靠手持枪灵活处理。”
回收系统带来洁净环境
相比之下,同样已投入常态化应用的“船坞大象”则更进一步。在船坞旁的试验墙前,数台橘红色的“船坞大象”正伸展着钢铁长臂,在模拟船体表面平稳移动。“这套设备集除锈、高空作业和自动喷涂功能于一体,工人只需在地面遥控操作,全程无需高空作业,既安全又高效。”张光辉的目光始终追随着眼前这个“大家伙”。
当它缓缓向前移动时,身后就出现了一道1米宽的除锈面。这套系统将除锈效率提升至每小时100平方米,同时集成了自行升降功能,实现了安全性与作业效率的双重提升。
而整个过程最令我们惊叹的,是作业现场近乎“不可能”的洁净。
传统印象中,除锈现场总是与“粉尘漫天”紧密相连。“这得益于我们自主研发的‘射流-回收’同步闭环系统。”同行的万邦重工绿色合作与发展部部长金维轻拍着那根粗壮的回收管道介绍,“传统喷砂除锈会产生大量含重金属的粉尘,而现在,所有废水、废料都在产生瞬间被强力回收,通过管道输往‘船坞蓝鲸’进行固液分离。分离后,固体集中处理,废水通过厂区内的污水处理厂净化再利用。”
一旁的张光辉回忆起刚进厂工作时的场景:“那时船坞里灰蒙蒙一片,能见度不到几米。”他说,“要是从前,你们在这转一圈,衣服早就成灰黑色了,连鼻孔里都是黑的。”他顿了顿继续说道:“还有噪音。上百把喷砂枪齐鸣,加上送风系统的蜂鸣,震得人头皮发麻。”
放眼整个万邦重工,除船坞内正在维修的两艘国际航行船舶外,码头上还有四艘船在排队等候。“今年以来,我们一直处于‘船等坞’的状态,船坞几乎没有空过。”金维笑着介绍。得益于绿色智能化修船技术,万邦高附加值船舶维修业务持续增长。令她记忆深刻的是,2017年,万邦重工采用超高压水机器人除锈的首艘船舶,5年后回厂特检时漆膜依然完好。挪威船东坚定地表示:“以后只认超高压水除锈。”如今,万邦重工90%以上客户都是回头客,绿色修船解决方案正获得日益广泛的国际认可。
截至目前,万邦重工已为上千艘船舶提供绿色修船服务。“这是我们普陀区船舶修造产业向绿色智能转型的生动缩影。”同行的普陀区经信局工作人员自豪地介绍,普陀绿色修船基地的外轮修理量占全国四分之一,规上船舶修造企业实现了绿色智能修船技术应用全覆盖。