淺析綠色制造在船舶結構中的設計和應用

劉可

摘 要：著節能減排理念的不斷深入，以及研究力度的持續加大，船舶整體設計、建造技術各個方面的均得到有效提升，在船舶的制造過程中，綠色制造工藝可以使船舶的結構設計和制造等方面達到環保的高要求，從而制造出低污染、低能耗等綠色船舶。

關鍵詞：色制造；船舶結構；

1綠色船舶的特點

1.1技術先進性

綠色船舶對于技術的要求較高，先進技術能夠確保綠色船舶的實效性，故綠色船舶工程往往應用國內外比較先進的技術，能較明顯地呈現出技術先進性的特點。技術先進性要求船舶在設計與制造時，采用的技術能夠確保船舶實現性能高效、安全，保證船舶符合國家環保標準，保障綠色船舶產品能夠具備市場競爭優勢。

1.2現代性

綠色船舶的術要求相對嚴格，現代化技能的應用可以保證綠色船舶的時效性，以此在進行綠色船舶制造過程中，需要把現代化技術運用其中，使其具備較為顯著技術性和現代性。技術性和現代性需要在進行船舶設計以及制造過程中，應用的相關技術可以保障船舶具備較強的時效性和安全性，滿足國家有關標準，保證綠色船舶制造產品含有較強的市場競爭優勢。

1.3經濟合理性

船舶業要持續發展，必須重視其經濟效益，故綠色船舶需要注重成本的核算，關注船舶的使用壽命和成本。只有高效控制綠色船舶的制造成本，才能規劃出符合用戶需求的合理使用價格，保證綠色船舶具備預期價值，并確保綠色船舶創造出更多的經濟效益與社會效益。

1.4環境協調性

綠色船舶具備節約能源與資源、保護員工與環境等方面的環保特性，這些環保特性伴隨著綠色船舶的整個生命周期，故生命周期不同階段的環保特性需要結合實際情況進行設計，使得綠色船舶具備環境協調性的特點。

2船舶結構中綠色制造工藝設計思路

2.1優化船舶推進系統

在船舶結構中增加綠色制造工藝可以從優化船舶推進系統著手，按照船舶制造業中現有的發動機和推動器進行重新組合，按照每艘船的類型進行匹配，從而實現優化船舶推進系統。如淺水的快速船需要的推進系統是重量和功率比值小的；而載客類型的船要按照其載重量和乘客的需求進行匹配推進系統，一般會選用柴-燃-點聯合的推進系統，既可以減小噪音，提高乘客的舒適度，還可以提供船只的所需動力。此外，為船舶挑選最合適的推進裝置不僅要考慮內在因素，對其相關的外在因素也需要考慮，如主機效率、水漿的動能以及發電等設備都要選用節能環保的裝置，才能做到優化船舶推進系統，實現綠色船舶的目標。

2.2優化船舶節能體系

船舶綠色設計應增加節能理念，需要做好以下方面，即：（1）重視能源創新，如提高風能、水能等可再生能源的利用率，使自然能在綠色船舶結構中發揮重要作用；（2）合理運用方法，提高船舶綠色設計的科學性。改進船舶結構推進方式，采用節能環保的方法提高船舶推進速度；（3）為提高船舶燃油利用率，可采用先進的相關技術處理船舶燃油，提高其利用率，避免浪費，實現節能降耗。環境保護；（4）為了提高船舶的可再生或循環利用效率，一些廢棄物可以通過特殊處理進行再處理，利用此優化船舶節能設計。

3船舶結構中綠色制造工藝的有效應用

3.1 船舶綠色設計

綠色設計是船舶綠色制造的前提，是船舶綠色制造的基礎，沒有綠色設計就不能實現船舶的綠色制造。船舶綠色設計主要設計船型、結構、材料、節能等幾個方面，當前這些領域都做了很多嘗試。比如，艙室使用絕緣材料，選用對環境污染小的低毒、低煙的環保型焊絲，這些都是船舶綠色設計要考慮的重點問題，在綠色設計中就應該確定下來，然后船舶制造過程中按照綠色設計去生產加工。由于 CSR 和HCSR 對大型結構要求越來越高，為滿足要求船舶結構重量逐漸增大，不及增加了成本，也會造成生產材料的增加與浪費。對此，在綠色船舶制造中可以采用輕量化設計技術，如合理布局優化不同區域的縱骨間距和肋距，并對縱骨疲勞節點形式等進行創新性設計，大量使用高強度鋼，以減輕船舶結構本身的重量，既能保證船舶本身結構安全，又能減少材料消耗，達到節能降耗作用。

3.2各種清潔能源的使用

綠色船舶可以充分利用各種清潔能源、可再生能源，包括太陽能、風能、波浪能等。太陽能是先將船帆上設置太陽能電池板，無需風力推進，可以調節帆的方向和角度，獲得更多的太陽能。太陽能被轉換成電能，充分利用它。風能直接從帆上收集，帆是由輕質合成材料制成的，帆可以向上折疊，向外折疊，旋轉桅桿頂部，調整角度，使其保持在最佳位置，充分吸收其牽引和提升力產生的風能。波浪能是通過科學獲得的。減搖鰭將波浪、減搖鰭和船舶的相對運動結合起來，將波浪能量轉化為各種形式的能量，包括電能、機械能等，并能不斷促進船舶的運行。

3.3綠色船舶的焊接技術

焊接在船舶綠色制造技術實際開展過程中占有重要地位，在某種程度上影響著船舶總體生產質量。在船舶制造過程中合理選擇焊接方式，如高效的焊接工藝、裝備以及焊接電源等，不僅有助于船舶生產制造作業的順利開展，且符合21世紀新時期背景下綠色生產理念。以高效焊接工藝為例，生產作業的開展選擇熔化極氣體保護焊，操作極為便利，加工效率相對較高，可以在完全機械化條件下快速完成焊接工作，焊接過程中煙塵產生幾率較小。

3.4新型材料

在綠色制造中使用節能材料是打造綠色船舶的一種主要方式。當前，船舶綠色制造中普遍使用的節能材料有耐腐蝕鋼板和鋼管、新型涂料等。在傳統船舶生產制造中，常用礦棉、玻璃棉等材料作為船室材料，雖然此類材料具有良好的防火、保溫和可加工性，但是由于可降解性不佳，廢棄后易產生環境污染等問題，其應用效果受到了一定質疑。對此，需要大量應用新型節能、環保材料，適應船舶綠色制造需要。第一，耐腐蝕鋼板或管子。此類材料在船艙區應用較多，可以增加船艙耐腐蝕性，簡化生產制造環節，極大的降低了材料浪費；第二，新型涂料。新型材料的使用能夠保護船體，減少船體阻性，同時涂刷次數較之過去相比也有減少，但膜厚符合船舶設計要求。

4綠色船舶技術發展的重要意義

綠色船舶技術的發展對海洋生態乃至自然界的和諧都具有重大意義。我們只有更多的重視環境，才能夠避免污染帶來的災難。與此同時，這對于船舶技術本身也是一次歷史性的突破和決定性的考驗。只有在技術上成為海上運輸的強者，才能在海上貿易中獲取更多的機會。因此綠色船舶技術的發展是一種必然的趨勢，更是我們人類在交通運輸方面的一個偉大事業。

總結：船舶工業綠色化發展已經成為今后船舶工業必然的發展趨勢，應按照綠色節能原則，并要結合節約、節能化的管理模式，打造出節能環保型船舶，確保海上運輸發展與生態環境之間達到平衡狀態，能夠最大限度降低對自然環境的破壞。

參考文獻：

[1]王逸南.船舶發展趨勢淺析[J].黑龍江科學.2016（9）.

[2]錢汝娟等.初探船舶綠色制造技術[J].黑龍江科技信息，2016（21）.

[3]張勇.基于船舶綠色制造技術初探[J].中國水運（下半月），2016，16（5）.