ISO 48642023 船舶和海洋技术.自升式装置上的顶升系统设备.一般要求标准立项发展报告

ISO4864:2023《船舶和海洋技术自升式装置上的顶升系统设备一般要求》标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Shipsandmarinetechnology—Jackingsystemappliancesonself-elevatingunit—Generalrequirements摘要随着全球海洋资源开发向深远海持续推进，自升式钻井平台、自升式风电安装平台等海洋工程装备在海上油气开发与海上风电建设中发挥着不可替代的作用。顶升系统作为自升式装置的核心关键设备，承担着平台升降、桩腿预压载及作业状态支撑等至关重要的工作职能，其可靠性直接关系到平台作业安全与人员生命财产安全。然而，长期以来国际范围内缺乏专门针对自升式装置顶升系统设备的统一技术要求，各设计单位、制造厂商和船级社在实际操作中依据各自经验和内部规范执行，导致设计标准参差不齐、设备兼容性差、安全冗余度不一致等问题日益突出。在此背景下，国际标准化组织（ISO）于2023年6月23日正式发布ISO4864:2023《船舶和海洋技术自升式装置上的顶升系统设备一般要求》，该标准隶属于ISO/TC8“船舶与海洋技术”技术委员会，分类号为甲板设备和装置，填补了国际标准在该领域的空白。本标准系统规定了自升式装置顶升系统设备的设计、材料、制造、试验、检验及文档交付等方面的通用技术要求，为设备制造商、平台设计方、船东及海事监管机构提供了统一的技术依据。本报告全面梳理了该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容及预期实施效益，并结合行业发展趋势展望了标准的修订完善方向与推广应用前景，旨在为相关企事业单位、科研院所及行业主管部门提供系统性参考。关键词：自升式装置；顶升系统；海洋工程；国际标准；船舶与海洋技术；安全要求；设备标准化Keywords:Self-elevatingunit;Jackingsystem;Marineengineering;InternationalStandard;Shipsandmarinetechnology;Safetyrequirements;Equipmentstandardization一、引言1.1立项背景与研究意义自升式装置（Self-elevatingUnit）是一类通过桩腿支撑并将船体抬升至海面以上进行作业的移动式海洋平台，广泛应用于海上油气钻探、海上风电安装、海洋工程辅助作业等众多领域。其工作原理为：平台拖航至目标作业位置后，通过顶升系统将桩腿下放至海底，随后依靠顶升系统将平台主体沿桩腿抬升至安全作业高度，从而规避波浪、海流等海洋环境对平台主体的直接作用。在整个作业周期中，顶升系统设备不仅需要在极端海况条件下承受平台自重、可变载荷及环境载荷的联合作用，而且需要在升降过程中确保各桩腿动作的同步性与可控性，其技术复杂度与安全关键度极高。从产业规模来看，据中国船舶工业行业协会统计数据，2022年全球自升式钻井平台利用率回升至85%以上，同时海上风电安装平台的新建需求持续旺盛，仅中国船厂在建及已交付的自升式风电安装平台已超过40座。在役及在建自升式装置数量的持续增长，使得顶升系统设备的设计制造质量和安全可靠性成为全行业关注的焦点。然而，国际范围内缺乏一项专门针对顶升系统设备的通用技术要求标准，IACS（国际船级社协会）相关建议、各主要船级社规范虽有所涉及，但在术语定义、设计准则、安全冗余要求等方面存在显著差异，不仅增加了设备研制与验证的成本，也加大了跨国流转和使用的技术壁垒。1.2标准基本信息ISO4864:2023由国际标准化组织（InternationalOrganizationforStandardization）发布，归口于ISO/TC8船舶与海洋技术委员会（Shipsandmarinetechnology）。标准全称为“Shipsandmarinetechnology—Jackingsystemappliancesonself-elevatingunit—Generalrequirements”，中文标准名称为《船舶和海洋技术自升式装置上的顶升系统设备一般要求》，分类号为甲板设备和装置。该标准于2023年6月23日正式发布，目前状态为现行有效，标准语言为英语。二、标准立项的必要性与可行性分析2.1行业发展的迫切需求21世纪以来，全球海洋工程装备市场经历了高速发展与深度调整的周期性变化。在油气领域，深水与超深水油气田开发推动了新一代大型自升式钻井平台的升级换代；在新能源领域，海上风电的规模化开发催生了自升式风电安装平台、自升式运维平台等新型装备的快速发展。根据全球风能理事会（GWEC）发布的报告，2022年全球海上风电新增装机容量达到8.8GW，预计2030年累计装机将超过370GW。自升式风电安装平台作为海上风电机组安装的关键装备，其需求量持续攀升，对顶升系统的提升能力、升降速度、定位精度和可靠性均提出了更高要求。与此同时，现有国际标准体系中，与自升式装置相关的标准主要涵盖船舶总体设计、结构强度和通用安全要求等宏观层面，尚无针对顶升系统这一核心功能设备的专项国际标准。船级社规范和行业惯例虽然在一定程度上弥补了这一空缺，但不同船级社之间技术要求的差异导致设备在跨区域流转时需要进行重复认证和适应性改造，增加了产业成本，削弱了设备制造企业的国际竞争力。2.2标准化基础条件的具备在ISO4864:2023立项之前，行业内已积累了丰富的技术规范和工程实践经验，为标准制定奠定了坚实基础。一方面，主要船级社如美国船级社（ABS）、挪威船级社（DNV）、中国船级社（CCS）、法国船级社（BV）等均在其规范体系中针对顶升系统制定了详细的技术条款，涵盖材料选择、结构强度、传动系统设计、制动装置、安全保护功能等方面；另一方面，众多顶升系统设备制造商在长期的产品研发和工程应用中，积累了大量的设计数据和运行反馈，形成了较为成熟的企业标准和设计实践。此外，中国、韩国、新加坡等主要海洋工程装备制造国在自升式装置建造方面拥有丰富的工程经验，为本标准的制定提供了可靠的产业支撑。以中国为例，中国已成为全球最大的自升式钻井平台和风电安装平台建造国之一，中远海运重工、招商工业、上海振华重工等企业具备完整的顶升系统设备设计制造能力。这些实践经验和技术积累使制定统一的国际标准具备了充分的技术可行性。2.3政策与法规的支撑从国际层面来看，国际海事组织（IMO）的《海上移动式钻井平台构造和设备规则》（MODUCode）及其修正案为自升式装置的安全设计和建造提供了顶层框架要求，强调了对关键设备的可靠性验证和冗余设计要求。ISO4864:2023的制定与实施与MODUCode的基本原则高度契合，是MODUCode关于升降系统安全要求在设备层面的细化和落地。从产业政策层面来看，各国政府对于海洋工程装备制造业的发展均给予了高度重视。中国的《中国制造2025》将海洋工程装备列为十大重点发展领域之一，《“十四五”智能制造发展规划》进一步提出推动海洋工程装备向高端化、智能化、绿色化方向发展；韩国政府提出了“海洋工程装备产业振兴战略”，欧盟则通过“地平线欧洲”计划资助海洋工程装备的技术创新。这些政策均对标准体系建设提出了明确要求，为标准制定和推广应用营造了有利的环境。三、标准编制的主要过程ISO4864:2023的编制工作遵循ISO/IEC导则规定的标准制定程序，经历了提案阶段（NP）、工作组草案阶段（WD）、委员会草案阶段（CD）、国际标准草案阶段（DIS）、最终国际标准草案阶段（FDIS）和正式出版阶段（IS）等若干关键阶段。在标准提案阶段，由ISO/TC8成员体联合提出立项建议，经技术委员会投票表决通过后正式立项，并成立了专门的工作组负责标准起草工作。工作组广泛吸纳了来自主要海洋工程装备制造国、船级社、设备制造商、设计研究院所和高等院校的专家参与，确保了标准制定工作的广泛代表性和技术权威性。在草案编制过程中，工作组对现有船级社规范、行业标准及企业标准进行了系统梳理和比对分析，并结合典型自升式装置的实船数据和工程反馈开展了多轮技术讨论。工作组先后召开了多次线下及线上会议，对各阶段草案进行逐条审议和修改完善，最终形成各方普遍认可的标准文本。2023年6月23日，ISO4864:2023经ISO中央秘书处正式发布，成为自升式装置顶升系统设备领域首项国际标准。四、标准主要技术内容ISO4864:2023系统规定了自升式装置顶升系统设备在设计、制造、检验和文件交付等环节的一般技术要求，适用于各类自升式平台所配备的电动或液压驱动的齿轮齿条式、插销式等不同类型顶升系统设备。标准的技术内容涵盖以下几个主要方面：在术语和定义方面，标准对顶升系统、顶升装置、桩腿、升降单元、锁紧装置、制动装置、额定升降能力、设计载荷、故障保护等关键术语进行了明确定义，为国际范围内的技术交流和工程实施提供了统一的概念框架，有效避免了因术语理解不一致而产生的歧义。在设备配置与安全保护方面，标准对动力系统、传动系统、制动系统、锁紧系统、监测报警系统等各子系统提出了完整性要求，要求每套顶升系统应配置足够的动力冗余和制动冗余，确保在单个驱动单元发生故障时系统仍能安全保持平台状态并完成预定操作。标准对顶升系统与平台集中控制和监测系统的接口提出了明确要求，包括升降同步控制精度、桩腿载荷实时监测、倾斜角度报警、超载保护互锁等控制功能要求，强调各桩腿间的升降位移同步误差应控制在设计允许范围内，防止因偏载过大导致的结构损伤或倾覆风险。在试验和检验方面，标准规定了设备制造过程中的材料检验、焊接质量检验、关键尺寸检测要求，以及设备装配完成后的功能试验、额定载荷试验和超载试验等验证要求。对于首制设备，标准要求进行原型试验以验证设计的正确性和制造工艺的可行性。在文件交付方面，标准要求制造商随设备交付提供完整的技术文件包，包括设计计算书、图纸资料、操作维护手册、试验报告、备品备件清单等，以支持平台的运营维护和检验发证工作。五、标准实施的意义与预期效益5.1提升设备可靠性与安全性ISO4864:2023的发布与实施将为自升式装置顶升系统设备的安全性提供统一的最低技术要求。通过在设计准则、材料选择、制造工艺、安全保护功能等方面的系统规范，有效降低因设计缺陷、制造质量问题或操作不当引发的安全风险。标准的实施将有力提升自升式装置在恶劣海洋环境条件下的作业安全性，切实保障平台上工作人员的生命安全和海洋环境安全。5.2促进国际贸易与产业协同该国际标准的发布为全球顶升系统设备的制造商和用户提供了统一的技术语言和评价准则，有助于消除各船级社规范之间的差异所造成的技术壁垒，促进设备的跨国流通与互换。对于设备制造企业而言，按照统一标准进行设计制造和检验认证，可大幅降低为满足不同船级社要求而进行的重复设计、重复试验和重复认证成本，提升产品进入国际市场的效率和竞争力。5.3推动技术创新与产业升级标准的制定和实施过程本身就是对行业先进技术经验和发展成果的系统总结。ISO4864:2023在制定过程中充分吸收了当前顶升系统设备领域的先进设计理念和技术成果，有助于推动行业整体技术水平提升。同时，标准的实施也将为新技术、新产品的开发提供明确的技术导向和努力方向，激励企业加大研发投入，推动顶升系统设备向更大提升能力、更高自动化水平、更强环境适应性和更加智能化方向发展。六、主要参与单位介绍ISO4864:2023的制定汇聚了国际标准化组织ISO/TC8船舶与海洋技术委员会框架下多个成员体的共同智慧和力量。其中，中国船舶集团有限公司第七〇八研究所作为中国船舶行业的核心研发机构，在标准编制过程中发挥了重要的技术支撑作用。中国船舶集团有限公司第七〇八研究所（以下简称“七〇八所”）成立于1950年，是中国船舶行业成立最早、规模最大的船舶及海洋工程设计研究机构之一，隶属于中国船舶集团有限公司。七〇八所长期致力于军用舰船、民用船舶、海洋工程装备及船舶配套设备的研究开发与设计工作，是中国海洋工程装备设计领域的重要力量。在自升式装置领域，七〇八所具有深厚的技术积累和丰富的工程实践，先后完成了多型自升式钻井平台、自升式风电安装平台等的研发设计任务，在顶升系统与船体接口设计、平台总体性能分析、桩腿结构设计与强度评估等核心技术领域拥有自主知识产权和丰硕的研究成果。七〇八所拥有船舶与海洋工程专业博士和硕士学位授予点，建有国家级海洋工程装备研发平台，承担了多项国家重点研发计划项目和高技术船舶科研项目。在ISO4864:2023的编制过程中，七〇八所的专家代表中国积极参与了标准框架论证、条款讨论和技术内容审查等各阶段工作，将在自升式平台设计中积累的工程经验和研究成果充分贡献于国际标准的制定中，为标准的科学性、合理性和可操作性提供了有力保障。此外，中国船舶集团有限公司旗下的相关顶升系统设备制造企业也为标准的制定提供了丰富的产品设计和制造经验。多家国际知名的海洋工程装备设计公司和船级社专家也深度参与了该标准相关工作，为标准的技术先进性和国际通用性提供了重要支撑。七、结论与展望ISO4864:2023《船舶和海洋技术自升式装置上的顶升系统设备一般要求》的正式发布，填补了自升式装置顶升系统设备领域国际标准的空白，是海洋工程装备标准化工作的一项重要里程碑。该标准为全球自升式装置顶升系统设备的设计、制造、检验和使用提供了统一的技术基准，对于提升设备安全可靠性、促进国际贸易便利化、推动行业技术进步具有重要意义。参考文献[1]ISO4864:2023,Shipsandmarinetechnology—Jackingsystemappliancesonse