綠色制造工藝在船舶結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

徐海軍

摘 要：近些年，經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)帶動(dòng)了船舶制造業(yè)的發(fā)展，使船舶制造業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，造成的環(huán)境污染問(wèn)題也愈發(fā)嚴(yán)重。因此，為了實(shí)現(xiàn)綠色船舶，在船舶結(jié)構(gòu)中融入了較多綠色制造工藝，改變傳統(tǒng)船舶污染水資源、消耗能源高、不環(huán)保等問(wèn)題。除此之外，在船舶的制造過(guò)程中，綠色制造工藝可以使船舶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造等方面達(dá)到環(huán)保的高要求，從而制造出低污染、低能耗等綠色船舶。綠色制造工藝可以提高船舶結(jié)構(gòu)的各種性能，優(yōu)于傳統(tǒng)的船舶制造工藝。就此，本文探究綠色制造工藝在船舶結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：綠色制造工藝;船舶結(jié)構(gòu);應(yīng)用

引言：隨著我國(guó)船舶業(yè)的迅速發(fā)展，船舶工程的數(shù)量也逐漸增長(zhǎng)，為了順應(yīng)社會(huì)節(jié)能減排的環(huán)保理念，船舶工程需要轉(zhuǎn)變過(guò)去污染水源、浪費(fèi)原材料、破壞大氣等弊端。因此，在船舶的制造過(guò)程中，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造等方面都要全面遵循環(huán)保要求，積極打造穩(wěn)定性強(qiáng)、航速快、性能高的“綠色船舶”。

1綠色船舶制造的基本概述

在對(duì)綠色船舶制造有所認(rèn)識(shí)之前，首先需要對(duì)綠色船舶含義加以界定，其和船舶綠色制造之間存在較強(qiáng)的聯(lián)系性。所謂的綠色船舶主要指，其在全壽命周期中，涉及了設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)營(yíng)等環(huán)節(jié)，借助現(xiàn)代化技術(shù)，能夠更好的迎合用戶功能以及應(yīng)用需求，同時(shí)達(dá)到減少能源消耗，降低對(duì)周?chē)鷳B(tài)環(huán)境的影響，還能對(duì)勞務(wù)提供者、制造者以及應(yīng)用者提供良好的產(chǎn)品。從某種角度來(lái)說(shuō)，船舶綠色制造的含義就是在綠色船舶的條件下形成的。而船舶綠色制造主要指，為了促進(jìn)綠色船舶目標(biāo)的落實(shí)，在進(jìn)行船舶綠色制造時(shí)，盡量把對(duì)環(huán)境的影響降至最低，減少產(chǎn)生污染物的數(shù)量，提升廢棄物以及有限資源的應(yīng)用效率，以此促進(jìn)船舶制造事業(yè)整體效益和水平的提升。

船舶作為一項(xiàng)特護(hù)產(chǎn)品，其運(yùn)營(yíng)周期結(jié)束過(guò)程中通常無(wú)需回原船廠進(jìn)行拆解，因此要想實(shí)現(xiàn)綠色船舶的制造，就要把工作重心放置在綠色船舶制造方面。在進(jìn)行綠色船舶制造的過(guò)程中，其核心標(biāo)準(zhǔn)在于綠色船舶設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)以及退役等全生命周期，對(duì)其經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益等因素進(jìn)行全面思考，盡可能減低對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，減少能源的消耗，提升有效資源的應(yīng)用效率，極大限度的提升船舶制造的環(huán)保性和節(jié)能性。

2綠色船舶具備的主要特性

2.1現(xiàn)代性

綠色船舶的技術(shù)要求相對(duì)嚴(yán)格，現(xiàn)代化技能的應(yīng)用可以保證綠色船舶的時(shí)效性，以此在進(jìn)行綠色船舶制造過(guò)程中，需要把現(xiàn)代化技術(shù)運(yùn)用其中，使其具備較為顯著技術(shù)性和現(xiàn)代性。技術(shù)性和現(xiàn)代性需要在進(jìn)行船舶設(shè)計(jì)以及制造過(guò)程中，應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)可以保障船舶具備較強(qiáng)的時(shí)效性和安全性，滿足國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保證綠色船舶制造產(chǎn)品含有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

2.2合理性

船舶事業(yè)為了能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，需要對(duì)其經(jīng)濟(jì)效益充分考慮，因此，在進(jìn)行綠色船舶制造的過(guò)程中，須重視成本核算，注重船舶應(yīng)用周期以及成本。只有做好綠色船舶制造成本的把控工作，才能保證設(shè)計(jì)的應(yīng)用價(jià)格更滿足客戶心理價(jià)位，以此確保綠色船舶含有較強(qiáng)的預(yù)期價(jià)值，同時(shí)保障綠色船舶可以創(chuàng)造更好的效益。

2.3環(huán)保性

綠色船舶自身含有一定的節(jié)約性和環(huán)保性，這些特性將會(huì)在綠色船舶整個(gè)生命周期中進(jìn)行體現(xiàn)，因此，在生命周期各個(gè)環(huán)節(jié)中，環(huán)保特性均需根據(jù)實(shí)際情況加以科學(xué)設(shè)定，以此讓綠色船舶更具備環(huán)境協(xié)調(diào)特性。

3 綠色制造工藝在船舶結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

3.1輕量化綠色設(shè)計(jì)工藝

實(shí)現(xiàn)綠色船舶要以綠色船舶制造工藝為基礎(chǔ)，綠色船舶要通過(guò)綠色船舶制造工藝對(duì)船舶結(jié)構(gòu)進(jìn)行綠色的設(shè)計(jì)，然后利用綠色環(huán)保的材料制作船舶。如在船舶內(nèi)室要用絕緣性能較好的無(wú)害材料，需要設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)注意。一旦綠色船舶的設(shè)計(jì)完成，必須嚴(yán)格按照綠色船舶的設(shè)計(jì)進(jìn)行操作。同時(shí)，由于CSR（國(guó)際船級(jí)社協(xié)會(huì)的共同結(jié)構(gòu)規(guī)范）和HCSR（散貨船、油船協(xié)調(diào)共同結(jié)構(gòu)規(guī)范）等對(duì)結(jié)構(gòu)的要求較高，會(huì)增加制造船舶的經(jīng)濟(jì)成本和原材料的浪費(fèi)，需要利用綠色船舶設(shè)計(jì)工藝，也就是輕量化設(shè)計(jì)技術(shù)。例如在各個(gè)區(qū)域大力使用高強(qiáng)度鋼來(lái)減輕船舶結(jié)構(gòu)重量，且要優(yōu)化船體結(jié)構(gòu)中的肋距或縱骨距，對(duì)各個(gè)疲勞節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有效地輕量化創(chuàng)新，來(lái)降低船體結(jié)構(gòu)的重量，且能保證船舶結(jié)構(gòu)的安全性，該工藝既可以滿足對(duì)船舶結(jié)構(gòu)性能高的要求，還做到了節(jié)能環(huán)保。

3.2工藝模擬與精度造船技術(shù)

3.2.1工藝模擬制造

在制造綠色船舶的過(guò)程中，工藝模擬制造一般用于水火彎板等加熱加工過(guò)程中。而在傳統(tǒng)的船舶制造工藝中，采用先實(shí)驗(yàn)后模擬的做法，而在綠色船舶制造中利用工藝模擬可以在制造前獲得各個(gè)機(jī)構(gòu)的參數(shù)，從而確定船舶的生產(chǎn)參數(shù)，既可以提高生產(chǎn)效率，還可以節(jié)約材料的浪費(fèi)，同時(shí)還可以提前發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的不足，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)救，從而提高船舶的質(zhì)量。模擬艏部結(jié)構(gòu)圖形，通過(guò)三維模擬圖，可以更為清楚地找到工藝設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行詳細(xì)模擬與設(shè)計(jì)，不僅增強(qiáng)了設(shè)計(jì)精度，也降低了多次設(shè)計(jì)制造造成的環(huán)境污染與影響。

3.2.2數(shù)字化精度造船

在船舶制造過(guò)程中使用數(shù)字化精度造船是為了提高船舶本身的精準(zhǔn)度，利用先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)和綠色的船舶制造工藝對(duì)船舶結(jié)構(gòu)的各個(gè)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)處理，避免出現(xiàn)返工和補(bǔ)救等工作，較大程度上提高了工作效率，也達(dá)到了節(jié)約環(huán)保的要求。數(shù)字化模擬船體三維結(jié)構(gòu)，能對(duì)船體結(jié)構(gòu)進(jìn)行精度設(shè)計(jì)與分析，從而有效降低了多次返工造成的環(huán)境污染。

3.3焊接自動(dòng)化工藝

在船舶機(jī)構(gòu)制造過(guò)程中，自動(dòng)化的焊接工藝也可以提高船舶的綠色和環(huán)保。使用自動(dòng)化的焊接工藝可以降低制造船舶的經(jīng)濟(jì)成本，提高船舶的質(zhì)量，是綠色船舶制造工藝中最高效、綠色的工藝技術(shù)之一。

在我國(guó)船舶制造中一般以FAB法（FAB撓性石棉襯墊法）、立腳自動(dòng)焊等工藝技術(shù)為主，并廣泛地應(yīng)用于船舶制造業(yè)領(lǐng)域。綠色的焊接工藝既可以提高焊接質(zhì)量，也可以降低能源的損耗，改善傳統(tǒng)工藝的不足。

3.4綠色加工工藝

（1）凈成形加工技術(shù)不斷完善和應(yīng)用，使其在生產(chǎn)綠色船舶過(guò)程中可以得到很好的利用。凈成形加工技術(shù)是將原料直接生產(chǎn)成所需要產(chǎn)品的形狀，并且還附有其功能，省去了中間環(huán)節(jié)，大大降低了物資浪費(fèi)情況，在制造過(guò)程中不僅節(jié)約了成本，提高了工作效率，最主要是在船舶制造過(guò)程中達(dá)到了綠色環(huán)保的作用。

（2）將干式加工技術(shù)合理有效地運(yùn)用到綠色船舶生產(chǎn)當(dāng)中，這些技術(shù)和工藝都是基于現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生出來(lái)的，可以有效地避免資源的不必要浪費(fèi)，而且干式加工技術(shù)操作簡(jiǎn)單，還克服了使用冷卻液過(guò)程中帶來(lái)的諸多不便。綠色船舶工藝的構(gòu)建是一項(xiàng)精確度高、復(fù)雜性較強(qiáng)的工藝流程，干式加工技術(shù)可以滿足綠色船舶制造工藝的需求。運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)為我國(guó)綠色船舶制造工藝添磚加瓦。

結(jié)語(yǔ)：綠色船舶的設(shè)計(jì)與制造可以降低船舶的能耗和污染物質(zhì)的排放，大幅降低船舶行業(yè)對(duì)海洋環(huán)境所帶來(lái)的污染。船舶的綠色標(biāo)準(zhǔn)體現(xiàn)在船舶的完整使用壽命周期內(nèi)，以安全、環(huán)保、節(jié)能等要求為原則，將日益成為船舶行業(yè)的綠色標(biāo)準(zhǔn)，在應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，保障船舶的功能性、使用性能以及安全等基礎(chǔ)的情況下，實(shí)施綠色船舶的設(shè)計(jì)與制造具有重要意義。

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