綠色制造工藝在船舶結構中的設計及應用

曹宇

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

關鍵詞：綠色制造工藝;船舶結構;設計;應用;生產

最近幾年，在國民經濟的助推下，船舶制造業也得到了一定的發展，但是隨著而來也是環保問題的逐年惡劣，這個問題已經受到了社會各界的廣泛重視，因此，為了改善傳統船舶現存的諸如能耗問題、環保問題等，必須將綠色制造工藝充分的應用到船舶結構的設計與應用中去，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的健康和諧發展。

1、綠色船舶簡述

1.1綠色船舶的概念。業界對綠色船舶的解釋為，船舶無論是在設計、生產方面還是使用、再回收方面，都要遵循綠色環保的經營理念，強化環境的保護意識。綠色船舶的設計以及生產的過程可包括船體結構、生產材料、制造工藝以及環保治理等內容，在各個內容實現的過程中，均要體現綠色工藝的設計理念。

1.2綠色船舶的優勢。首先是先進的技術，為了確保綠色船舶在設計與生產的環節體現其高效與安全的優勢，要加強對技術的重視，特別是為了確保綠色船舶的實效性，必須強化對國內外先進技術應用的重視，船舶要達到我國的環保要求，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，為了實現綠色船舶經濟與社會效益的最大化，在設計過程中，要以實現可持續發展為目標，最大化降低成本投入，實現最大的經濟效益，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，實現綠色船舶的使用價值與經濟價值。

環境的協作性，環保意識是持續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，充分發揮綠色船舶的節能性與環保性，協調人與環境的關系。

2、綠色制造工藝在船舶結構設計上的思路

2.1優化船舶結構的設計。為了強化綠色制造工藝在船舶結構設計中應用，必須注重對船舶主體構架的優化設計，要遵循綠色環保的設計理念，把船體的規格型號的優化作為工作的重中之重，要實現綠色船舶在安全性、穩定性、載重量以及安全等方面效能的最優化與最大化。

為了強化綠色制造工藝在船舶節能設計上的應用，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的優化，可以通過那些先進的環保技術手段，促進優化推進的發展;其三要通過新進的燃油技術，完善燃油的使用率，達成節約能效的目的;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，可以優化綠色船舶的節能設計。

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，而且節能性與環保性非常差，對船舶周圍的水資源等環境甚至是人類的健康都產生了很大的威脅。

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性，對作業人員的健康造成威脅，甚至也破壞了作業現場以及周圍的環境。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。為了體現綠色船舶標準化的設計理念，優化船舶主體結構，零部件的選擇上要注重規范化，降低成本支出，充分發揮零部件的功能，降低資源的浪費，實現節能的目的。

船舶在模塊化設計。為了體現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，實現資源配置的合理化，降低環境的噪音污染，加強環保意識，體現綠色船舶節能環保目的。

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生能耗。

干式加工技術。為了實現船舶制造工序的簡易化、環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，實現了冷卻劑零添加的情況下，進行一切環保、節能的加工制造行為。該技術在我國的船舶制造業中越來越受到重視。

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的焊接電源，在節能性、穩定性、環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數字化與信息化方面也取得了一定的進展，焊接作業具備高精度與高效果的優勢，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，從而提高工作作業效率，優化工序，完善焊接效果，確保船舶制造的綠色環保性。

3.3強化綠色涂裝工藝的應用。為了實現船舶制造的環保性，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、結束語

綜上所述，綠色船舶的設計與制造可以減少對環境的污染，其良好的環保性、節能性以及安全性，已經逐漸成為船舶行業的新標桿，在船舶制造業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：

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[2]馬明.綠色制造工藝在船舶結構中的設計及應用[J].工業經濟，2017（12）.

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（作者單位：大連中遠海運川崎船舶工程有限公司）