綠色制造工藝在船舶結(jié)構(gòu)中的設計及應用

曹宇

摘要：近年來，船舶制造業(yè)在發(fā)展上出現(xiàn)了能源耗費大、污染嚴重的問題，為了改變現(xiàn)狀適應新時期國民經(jīng)濟發(fā)展的要求，傳播制造業(yè)加強了自身的改造升級，首先是從船舶結(jié)構(gòu)行進行改良，將綠色制造工藝應用到船體結(jié)構(gòu)設計中去。本文先綠色船舶進行了闡述，接著就綠色船舶結(jié)構(gòu)設計與應用進行了探討，強調(diào)了綠色船舶設計與生產(chǎn)的必要性。

關鍵詞：綠色制造工藝;船舶結(jié)構(gòu);設計;應用;生產(chǎn)

最近幾年，在國民經(jīng)濟的助推下，船舶制造業(yè)也得到了一定的發(fā)展，但是隨著而來也是環(huán)保問題的逐年惡劣，這個問題已經(jīng)受到了社會各界的廣泛重視，因此，為了改善傳統(tǒng)船舶現(xiàn)存的諸如能耗問題、環(huán)保問題等，必須將綠色制造工藝充分的應用到船舶結(jié)構(gòu)的設計與應用中去，低能耗與低污染綠色船舶必定在很大程度上促進我國船舶制造業(yè)的健康和諧發(fā)展。

1、綠色船舶簡述

1.1綠色船舶的概念。業(yè)界對綠色船舶的解釋為，船舶無論是在設計、生產(chǎn)方面還是使用、再回收方面，都要遵循綠色環(huán)保的經(jīng)營理念，強化環(huán)境的保護意識。綠色船舶的設計以及生產(chǎn)的過程可包括船體結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)材料、制造工藝以及環(huán)保治理等內(nèi)容，在各個內(nèi)容實現(xiàn)的過程中，均要體現(xiàn)綠色工藝的設計理念。

1.2綠色船舶的優(yōu)勢。首先是先進的技術，為了確保綠色船舶在設計與生產(chǎn)的環(huán)節(jié)體現(xiàn)其高效與安全的優(yōu)勢，要加強對技術的重視，特別是為了確保綠色船舶的實效性，必須強化對國內(nèi)外先進技術應用的重視，船舶要達到我國的環(huán)保要求，同時要提升綠色船舶的市場競爭力。

其次是成本投入的合理性，為了實現(xiàn)綠色船舶經(jīng)濟與社會效益的最大化，在設計過程中，要以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展為目標，最大化降低成本投入，實現(xiàn)最大的經(jīng)濟效益，要強化對船舶使用年限以及成本支出方面的重視，達到客戶的要求，實現(xiàn)綠色船舶的使用價值與經(jīng)濟價值。

環(huán)境的協(xié)作性，環(huán)保意識是持續(xù)在綠色船舶的整個使用周期中，而且在各個周期要具體問題具體分析，充分發(fā)揮綠色船舶的節(jié)能性與環(huán)保性，協(xié)調(diào)人與環(huán)境的關系。

2、綠色制造工藝在船舶結(jié)構(gòu)設計上的思路

2.1優(yōu)化船舶結(jié)構(gòu)的設計。為了強化綠色制造工藝在船舶結(jié)構(gòu)設計中應用，必須注重對船舶主體構(gòu)架的優(yōu)化設計，要遵循綠色環(huán)保的設計理念，把船體的規(guī)格型號的優(yōu)化作為工作的重中之重，要實現(xiàn)綠色船舶在安全性、穩(wěn)定性、載重量以及安全等方面效能的最優(yōu)化與最大化。

為了強化綠色制造工藝在船舶節(jié)能設計上的應用，必須圍繞以下幾點展開設計：其一要強化光能、水能以及風能等新能源在船舶節(jié)能設計上的主導地位，要重視新能源的綠色船舶設計中的具體利用;其二推進方式要持續(xù)的優(yōu)化，可以通過那些先進的環(huán)保技術手段，促進優(yōu)化推進的發(fā)展;其三要通過新進的燃油技術，完善燃油的使用率，達成節(jié)約能效的目的;其四要注重資源再回收技術的應用，比如廢氣的再回收利用技術，可以優(yōu)化綠色船舶的節(jié)能設計。

2.2綠色原材料的選用。涂裝材料，在過去的船舶制造中，往往采用的都是一些較為常見的涂裝材料，這類涂裝材料的基材是鋼材，對鋼材進行前期處理后再進行二次涂裝，過程中涉及的工序較為繁雜，而且節(jié)能性與環(huán)保性非常差，對船舶周圍的水資源等環(huán)境甚至是人類的健康都產(chǎn)生了很大的威脅。

焊接材料，在過去的船舶制造中，往往采用的都是一些較為常見的焊接材料，為了達到一定效果，很多焊條、焊絲以焊膏中都含很多的催焊藥成分，這些成分在高溫下有著很強的揮發(fā)性，對作業(yè)人員的健康造成威脅，甚至也破壞了作業(yè)現(xiàn)場以及周圍的環(huán)境。因此，在設計上要以少煙、低毒的焊接材料為主，采用先進的焊接技術充分發(fā)揮焊接材料的最大能效。

絕緣材料，過去的船舶制造在絕緣材料的選擇使用上都是石棉、玻璃棉等材料，這類材料往往都有一定的毒性與污染性，因此，在設計上不可再采用這類材料，要以新型的絕緣材料為主，體現(xiàn)船舶的綠色工序設計理念。

2.3船舶標準化與模塊化的設計。船舶在標準化設計。為了體現(xiàn)綠色船舶標準化的設計理念，優(yōu)化船舶主體結(jié)構(gòu)，零部件的選擇上要注重規(guī)范化，降低成本支出，充分發(fā)揮零部件的功能，降低資源的浪費，實現(xiàn)節(jié)能的目的。

船舶在模塊化設計。為了體現(xiàn)綠色船舶模塊化的設計理念，要求在模塊化設計上，要充分考慮到按次序進行組裝所需要的人力與財力，實現(xiàn)資源配置的合理化，降低環(huán)境的噪音污染，加強環(huán)保意識，體現(xiàn)綠色船舶節(jié)能環(huán)保目的。

3、綠色制造工藝在船舶制造上的具體應用

3.1強化綠色制造工藝的應用。凈成形加工技術。為了最大限度的降低能耗、實現(xiàn)資源最大利用率，在綠色船舶制造過程中，可以采用先進凈成形加工技術，該技術最大特點是加工生產(chǎn)的物件，在性能上與零部件相吻合，從而降低了綠色船舶在制造過程的產(chǎn)生能耗。

干式加工技術。為了實現(xiàn)船舶制造工序的簡易化、環(huán)境污染的最小化以及資源利用的最大化，同時避免了冷卻劑在船舶制造過程的應用上出現(xiàn)的問題，必須在船舶制造過程中強化干式加工技術的應用，該技術的應用，實現(xiàn)了冷卻劑零添加的情況下，進行一切環(huán)保、節(jié)能的加工制造行為。該技術在我國的船舶制造業(yè)中越來越受到重視。

3.2強化綠色焊接工藝的應用。高性能焊接電源。近幾年，高性能焊接電源較之傳統(tǒng)的焊接電源，在節(jié)能性、穩(wěn)定性、環(huán)保性以及能效性方面都有了顯著的提升，除了這些，高性能焊接電源在實現(xiàn)數(shù)字化與信息化方面也取得了一定的進展，焊接作業(yè)具備高精度與高效果的優(yōu)勢，因此必須強化高性能焊接電源在綠色船舶制造中的應用。

高性能焊接設備。新型的高性能焊接設備同樣也具備良好的節(jié)能性、高能性以及針對性，其在綠色船舶制造中有著極其重要的意義，因此要加強該類焊接設備的應用。

高性能焊接技藝。為了確保船舶在制造過程中的焊接效率，必須采用先進科學的高性能焊接技藝，從而提高工作作業(yè)效率，優(yōu)化工序，完善焊接效果，確保船舶制造的綠色環(huán)保性。

3.3強化綠色涂裝工藝的應用。為了實現(xiàn)船舶制造的環(huán)保性，要強化涂裝材料的重視，涂料的選擇不能掉以輕心。因此要選擇那些綠色的環(huán)保涂料，同時面漆要使用厚膜的，而底漆可以使用萬能型的，進而把控涂裝的頻次，簡化工序，完善效果。

4、結(jié)束語

綜上所述，綠色船舶的設計與制造可以減少對環(huán)境的污染，其良好的環(huán)保性、節(jié)能性以及安全性，已經(jīng)逐漸成為船舶行業(yè)的新標桿，在船舶制造業(yè)大力廣泛的應用綠色制造工藝有著深遠的重要意義。

參考文獻：

[1]張小龍.綠色制造工藝與船舶生產(chǎn)[J].中國建設，2018（15）.

[2]馬明.綠色制造工藝在船舶結(jié)構(gòu)中的設計及應用[J].工業(yè)經(jīng)濟，2017（12）.

[3]宋鑫.淺析綠色制造工藝在船舶結(jié)構(gòu)中的設計及應用[J].當代航海，2016（15）.

（作者單位：大連中遠海運川崎船舶工程有限公司）