探討綠色船舶設(shè)計、制造的實施策略

葛冉 潘松 韓丹

摘 要：本文即圍繞綠色船舶的制造進行了探討，分析了綠色船舶的概念、特點及其制造工藝與方法，為減少環(huán)境污染，提升企業(yè)競爭優(yōu)勢提供些許方法與策略。

關(guān)鍵詞：綠色船舶；設(shè)計；制造；策略

近年來，造船業(yè)發(fā)展迅速，對我國國民經(jīng)濟的增長產(chǎn)生了重要的影響，但從環(huán)境保護的角度來看，造船業(yè)浪費資源、污染水源、大氣的情況較為普遍，這顯然不符合目前所倡導的科學發(fā)展觀的理念，與當前經(jīng)濟的發(fā)展趨勢相適應，“綠色船舶”的概念應運而生，此種船舶在設(shè)計、制造及運行方面都以環(huán)保為目標，對提高船舶質(zhì)量，促進造船業(yè)的快速、穩(wěn)定發(fā)展有著積極的意義。

一、綠色船舶的概念及特點

1.先進的技術(shù)特性。技術(shù)先進是制造綠色船舶的基礎(chǔ)與前提，其先進性要求技術(shù)能保證所生產(chǎn)制造的船舶產(chǎn)品能安全、高效的實現(xiàn)其各項性能及功能，保證船舶高質(zhì)量的環(huán)保性能，保證其綠色產(chǎn)品能在激烈的市場競爭中占據(jù)強勁優(yōu)勢。

2.合理的經(jīng)濟特性。船舶的成本應包涵企業(yè)、用戶及社會成本，也就是船舶的壽命周期成本，只有具備能夠被用戶接受的合理市場價格，船舶才具有市場價值，其技術(shù)性及環(huán)保性才能得到實現(xiàn)。

3.協(xié)調(diào)的環(huán)境特性。綠色船舶的環(huán)保特性應包括節(jié)約資源、節(jié)約能源、保護環(huán)境、保護勞動者四方面內(nèi)容，其環(huán)保特性是貫穿其整個壽命期限的，因此，應根據(jù)船舶在壽命的各個階段的與環(huán)境的關(guān)系來設(shè)計其功能特性，使其環(huán)境協(xié)調(diào)性構(gòu)成一個系統(tǒng)。

二、綠色船舶的設(shè)計策略

1.船舶綠色優(yōu)化設(shè)計。首先，要優(yōu)化船舶形體及結(jié)構(gòu)，對于船舶的結(jié)構(gòu)要充分考慮節(jié)約能源、資源，例如，在設(shè)計萬噸級的散貨船時，為減少燃油泄漏的可能性及損失，可將傳統(tǒng)設(shè)計中位于雙底層的燃油艙移到頂邊艙，并在船舷旁邊設(shè)計隔離空艙。另外，對船舶的型線及主尺度的優(yōu)化也是非常必要的，這與船舶的穩(wěn)定性、載重量、航行速度及安全性有著密切的關(guān)系。其次，要優(yōu)化船舶的動力節(jié)能設(shè)計，其優(yōu)化可從以下四個方面入手：（1）開發(fā)、利用新型動力能源，像太陽能、風能及天然氣等新型能源，例如，2000年左右，我國造船業(yè)開始將船舶所用柴油改LPG（液化石油氣）為燃料，此種改變有效提高了船舶的節(jié)能效率及環(huán)保效能，與此相適應，LPG動力裝置也應運而生；（2）改善推進方式，探尋更加節(jié)能的推進方式，提升推進效率，例如，可利用柴電聯(lián)合的動力推進方式；（3）采用新型燃油添加劑及燃油電噴技術(shù)，提升燃油工作效率；（4）開發(fā)廢氣處理、循環(huán)利用技術(shù)，實現(xiàn)能源的循環(huán)利用。

2.綠色材料的選擇與利用。第一，焊接材料的選擇。焊接材料中添加了對人體有一定危害的助焊藥劑，此藥劑在高溫下會隨著焊接煙塵擴散到空氣中，極易危害到工作人員的健康，因此，在選擇焊接材料時，應注意選用低毒低煙的焊接材料，并且要結(jié)合高效的焊接工藝來進行。第二，艙室絕緣材料的選擇。傳統(tǒng)造船業(yè)用于船舶艙室內(nèi)裝的礦棉、玻璃棉，由于具有不可降解性，廢棄之后極易對其周圍的水質(zhì)與土壤造成污染，不符合綠色船舶的設(shè)計理念，因此，在選擇綠色船舶的艙室絕緣材料時，應將其技術(shù)性能與環(huán)保性能一并考慮在內(nèi)，研制、開發(fā)新型的高效、環(huán)保絕緣材料也是綠色船舶設(shè)計的重要任務，如硅質(zhì)納米孔絕熱保溫材料、聚酰亞胺泡沫材料等都是近來新研制的環(huán)保節(jié)能材料，它們將逐漸取代傳統(tǒng)絕緣材料。第三，涂裝材料的選擇。我國傳統(tǒng)的造船業(yè)的涂裝工藝往往分為兩部分來進行，首先是進行鋼材預處理，然后再進行二次除銹涂裝處理，這種處理方式，不僅過程繁雜，而且造成了資源的浪費，因此，在綠色船舶的設(shè)計中應盡量減少二次涂裝，采用較為先進的跟蹤補涂技術(shù)，另外，傳統(tǒng)的涂裝材料由于對人體、海洋生物及環(huán)境都有較大危害，不符合綠色船舶的環(huán)保要求，因此，應選用一些無污染的綠色涂料，如水性涂料、輻射固化涂料等。

3.船舶標準化、模塊化設(shè)計。首先，標準化、模塊化設(shè)計利于簡化船體結(jié)構(gòu)。采用功能多樣的零件及簡便的連接方式以減少船舶裝置零件數(shù)量；設(shè)計時注意合理布置零件、支撐及荷載，把握好整體尺寸，保證材料都能得到充分利用；設(shè)計符合回收要求的結(jié)構(gòu)，保證資源的循環(huán)利用。其次，標準化、模塊化設(shè)計利于提高工作質(zhì)量及效率，此種設(shè)計避免了對舾裝件的逐件分裝，不僅減少了噪聲危害及艙室污染，還有效減少了勞動力及資金的浪費，另外，此種設(shè)計對設(shè)備的更新拆裝也有較為積極的作用。

三、綠色船舶的制造策略

1.綠色加工工藝。

（1）凈成形加工制造。為減少資源浪費，凈成形制造技術(shù)正在由接近零件形狀的技術(shù)像直接制造出零件的方向發(fā)展，此種精密的加工技術(shù)有效減少了資源浪費及對能源的消耗。

（2）干式加工制造。干式加工即在加工過程中不添加入任何的冷卻液，此種加工方式不僅有效減少了工藝流程及加工成本，而且有效避免了冷卻液在使用時所產(chǎn)生的一系列問題，目前，干式加工技術(shù)在我國得到初步使用，例如，干磨削、干車削等技術(shù)，在我國造船業(yè)未來的發(fā)展過程中，此種技術(shù)將會得到進一步的推廣與應用。

（3）無余量加工制造。所謂無余量即指在造船過程中，通過加放零件、部件的尺寸精度補償量來代替余量，其技藝的關(guān)鍵在于把握好建造公差，并采用最有效的工藝技術(shù)，此種工藝能有效減少建造成本、提高產(chǎn)品的質(zhì)量，為造船業(yè)帶來更好的經(jīng)濟效益。

2.綠色焊接工藝。

（1）高效、節(jié)能的焊接電源。目前，焊接電源正在逐步向更加高效、節(jié)能的方向發(fā)展，如逆向焊接電源，此種焊接電源與傳統(tǒng)電源相比，具有直流輸出穩(wěn)定、焊接效果好、節(jié)能、環(huán)保的特點，另外，與信息時代相適應，數(shù)字焊接電源也應運而生，并逐漸成熟。

（2）高效、節(jié)能的焊接技藝。目前，較為高效的焊接技藝主要有氣體保護焊接技藝、熔化極活性氣體保護焊接技藝等，這些技藝都具有效率高、操作簡便、焊接質(zhì)量好、能耗少的特點。

3.綠色涂裝工藝

（1）選擇綠色環(huán)保涂料，優(yōu)化涂裝工藝。在涂料的選擇上，要盡可能選擇性能較好的專用涂料以減少對熱加工區(qū)域的涂膜損傷，為控制分段制造期間產(chǎn)生的銹蝕，應選擇較為長效的車間底漆，為減少涂裝的次數(shù)，應選擇厚膜型的涂料，另外，還可選用萬能型的底漆，以簡化涂裝工序，提高工作效率。

（2）樹立環(huán)保觀念，實現(xiàn)涂裝環(huán)保作業(yè)。制造綠色船舶，環(huán)保觀念應貫穿全局，從工程系統(tǒng)上實施制造，在對船舶進行涂裝時，應船體分道、區(qū)域涂裝、區(qū)域舾裝的原則來進行，從涂裝設(shè)計、鋼材預處理、制造周期等方面強化對船舶涂裝工藝的動態(tài)管理，利用環(huán)保工藝及環(huán)保設(shè)備實現(xiàn)涂裝環(huán)保作業(yè)。

四、結(jié)語

新的時代背景之下，重環(huán)保、重節(jié)能的綠色船舶是我國船舶制造業(yè)未來的發(fā)展方向，船舶制造企業(yè)要在技術(shù)、理念、工藝等方面不斷加大探索力度，為實現(xiàn)更優(yōu)化的綠色船舶制造做出更多的努力，這不僅是船舶制造業(yè)的發(fā)展前景，也是整個時代對經(jīng)濟發(fā)展的要求。

參考文獻：

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