绿色制造工艺在船舶结构中的设计及应用

曹宇

摘要：近年来，船舶制造业在发展上出现了能源耗费大、污染严重的问题，为了改变现状适应新时期国民经济发展的要求，传播制造业加强了自身的改造升级，首先是从船舶结构行进行改良，将绿色制造工艺应用到船体结构设计中去。本文先绿色船舶进行了阐述，接着就绿色船舶结构设计与应用进行了探讨，强调了绿色船舶设计与生产的必要性。

关键词：绿色制造工艺;船舶结构;设计;应用;生产

最近几年，在国民经济的助推下，船舶制造业也得到了一定的发展，但是随着而来也是环保问题的逐年恶劣，这个问题已经受到了社会各界的广泛重视，因此，为了改善传统船舶现存的诸如能耗问题、环保问题等，必须将绿色制造工艺充分的应用到船舶结构的设计与应用中去，低能耗与低污染绿色船舶必定在很大程度上促进我国船舶制造业的健康和谐发展。

1、绿色船舶简述

1.1绿色船舶的概念。业界对绿色船舶的解释为，船舶无论是在设计、生产方面还是使用、再回收方面，都要遵循绿色环保的经营理念，强化环境的保护意识。绿色船舶的设计以及生产的过程可包括船体结构、生产材料、制造工艺以及环保治理等内容，在各个内容实现的过程中，均要体现绿色工艺的设计理念。

1.2绿色船舶的优势。首先是先进的技术，为了确保绿色船舶在设计与生产的环节体现其高效与安全的优势，要加强对技术的重视，特别是为了确保绿色船舶的实效性，必须强化对国内外先进技术应用的重视，船舶要达到我国的环保要求，同时要提升绿色船舶的市场竞争力。

其次是成本投入的合理性，为了实现绿色船舶经济与社会效益的最大化，在设计过程中，要以实现可持续发展为目标，最大化降低成本投入，实现最大的经济效益，要强化对船舶使用年限以及成本支出方面的重视，达到客户的要求，实现绿色船舶的使用价值与经济价值。

环境的协作性，环保意识是持续在绿色船舶的整个使用周期中，而且在各个周期要具体问题具体分析，充分发挥绿色船舶的节能性与环保性，协调人与环境的关系。

2、绿色制造工艺在船舶结构设计上的思路

2.1优化船舶结构的设计。为了强化绿色制造工艺在船舶结构设计中应用，必须注重对船舶主体构架的优化设计，要遵循绿色环保的设计理念，把船体的规格型号的优化作为工作的重中之重，要实现绿色船舶在安全性、稳定性、载重量以及安全等方面效能的最优化与最大化。

为了强化绿色制造工艺在船舶节能设计上的应用，必须围绕以下几点展开设计：其一要强化光能、水能以及风能等新能源在船舶节能设计上的主导地位，要重视新能源的绿色船舶设计中的具体利用;其二推进方式要持续的优化，可以通过那些先进的环保技术手段，促进优化推进的发展;其三要通过新进的燃油技术，完善燃油的使用率，达成節约能效的目的;其四要注重资源再回收技术的应用，比如废气的再回收利用技术，可以优化绿色船舶的节能设计。

2.2绿色原材料的选用。涂装材料，在过去的船舶制造中，往往采用的都是一些较为常见的涂装材料，这类涂装材料的基材是钢材，对钢材进行前期处理后再进行二次涂装，过程中涉及的工序较为繁杂，而且节能性与环保性非常差，对船舶周围的水资源等环境甚至是人类的健康都产生了很大的威胁。

焊接材料，在过去的船舶制造中，往往采用的都是一些较为常见的焊接材料，为了达到一定效果，很多焊条、焊丝以焊膏中都含很多的催焊药成分，这些成分在高温下有着很强的挥发性，对作业人员的健康造成威胁，甚至也破坏了作业现场以及周围的环境。因此，在设计上要以少烟、低毒的焊接材料为主，采用先进的焊接技术充分发挥焊接材料的最大能效。

绝缘材料，过去的船舶制造在绝缘材料的选择使用上都是石棉、玻璃棉等材料，这类材料往往都有一定的毒性与污染性，因此，在设计上不可再采用这类材料，要以新型的绝缘材料为主，体现船舶的绿色工序设计理念。

2.3船舶标准化与模块化的设计。船舶在标准化设计。为了体现绿色船舶标准化的设计理念，优化船舶主体结构，零部件的选择上要注重规范化，降低成本支出，充分发挥零部件的功能，降低资源的浪费，实现节能的目的。

船舶在模块化设计。为了体现绿色船舶模块化的设计理念，要求在模块化设计上，要充分考虑到按次序进行组装所需要的人力与财力，实现资源配置的合理化，降低环境的噪音污染，加强环保意识，体现绿色船舶节能环保目的。

3、绿色制造工艺在船舶制造上的具体应用

3.1强化绿色制造工艺的应用。净成形加工技术。为了最大限度的降低能耗、实现资源最大利用率，在绿色船舶制造过程中，可以采用先进净成形加工技术，该技术最大特点是加工生产的物件，在性能上与零部件相吻合，从而降低了绿色船舶在制造过程的产生能耗。

干式加工技术。为了实现船舶制造工序的简易化、环境污染的最小化以及资源利用的最大化，同时避免了冷却剂在船舶制造过程的应用上出现的问题，必须在船舶制造过程中强化干式加工技术的应用，该技术的应用，实现了冷却剂零添加的情况下，进行一切环保、节能的加工制造行为。该技术在我国的船舶制造业中越来越受到重视。

3.2强化绿色焊接工艺的应用。高性能焊接电源。近几年，高性能焊接电源较之传统的焊接电源，在节能性、稳定性、环保性以及能效性方面都有了显著的提升，除了这些，高性能焊接电源在实现数字化与信息化方面也取得了一定的进展，焊接作业具备高精度与高效果的优势，因此必须强化高性能焊接电源在绿色船舶制造中的应用。

高性能焊接设备。新型的高性能焊接设备同样也具备良好的节能性、高能性以及针对性，其在绿色船舶制造中有着极其重要的意义，因此要加强该类焊接设备的应用。

高性能焊接技艺。为了确保船舶在制造过程中的焊接效率，必须采用先进科学的高性能焊接技艺，从而提高工作作业效率，优化工序，完善焊接效果，确保船舶制造的绿色环保性。

3.3强化绿色涂装工艺的应用。为了实现船舶制造的环保性，要强化涂装材料的重视，涂料的选择不能掉以轻心。因此要选择那些绿色的环保涂料，同时面漆要使用厚膜的，而底漆可以使用万能型的，进而把控涂装的频次，简化工序，完善效果。

4、结束语

综上所述，绿色船舶的设计与制造可以减少对环境的污染，其良好的环保性、节能性以及安全性，已经逐渐成为船舶行业的新标杆，在船舶制造业大力广泛的应用绿色制造工艺有着深远的重要意义。

参考文献：

[1]张小龙.绿色制造工艺与船舶生产[J].中国建设，2018（15）.

[2]马明.绿色制造工艺在船舶结构中的设计及应用[J].工业经济，2017（12）.

[3]宋鑫.浅析绿色制造工艺在船舶结构中的设计及应用[J].当代航海，2016（15）.

（作者单位：大连中远海运川崎船舶工程有限公司）