《绿色制造工艺在船舶结构中的应用》
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摘 要：近些年,经济的快速增长拉动了船舶制造业的发展,使船舶制造业规模持续扩大,造成的环境污染问题也愈发严重.因此,为了实现绿色船舶,在船舶结构中融入了较多绿色制造工艺,改变传统船舶污染水资源、消耗能源高、不环保等问题.除此之外,在船舶的制造过程中,绿色制造工艺可以使船舶的结构设计和制造等方面达到环保的高要求,从而制造出低污染、低能耗等绿色船舶.绿色制造工艺可以提高船舶结构的各种性能,优于传统的船舶制造工艺.
关键词：绿色制造工艺;船舶结构;节能体系
一 绿色船舶概述
1、1绿色船舶的内涵
绿色船舶,即充分立足于资源与环保的核心理念,在船舶的结构设计、生产制造、投入使用、船舶回收等一系列过程中都要贯彻绿色环保的要求,尽可能降低船舶工程对于环境的破坏.同时,在绿色船舶的工程施工以及投入使用的整个过程中,包括船体绿色设计、绿色环保材料的使用、绿色制造工艺、污染防治等方面的内容,因而绿色船舶属于系统性较强的概念.
1、2绿色船舶的特点
（1）技术先进性
绿色船舶对于技术的要求较高,先进技术能够确保绿色船舶的实效性,故绿色船舶工程往往应用国内外比较先进的技术,能较明显地呈现出技术先进性的特点.技术先进性要求船舶在设计与制造时,采用的技术能够确保船舶实现性能高效、安全,保证船舶符合国家环保标准,保障绿色船舶产品能够具备市场竞争优势.
（2）经济合理性
船舶业要持续发展,必须重视其经济效益,故绿色船舶需要注重成本的核算,关注船舶的使用寿命和成本.只有高效控制绿色船舶的制造成本,才能规划出符合用户需求的合理使用,保证绿色船舶具备预期价值,并确保绿色船舶创造出更多的经济效益与社会效益.
（3）环境协调性
绿色船舶具备节约能源与资源、保护员工与环境等方面的环保特性,这些环保特性伴随着绿色船舶的整个生命周期,故生命周期不同阶段的环保特性需要结合实际情况进行设计,使得绿色船舶具备环境协调性的特点.
二 船舶结构中绿色制造工艺设计思路
2、1优化船舶推进系统
在船舶结构中增加绿色制造工艺可以从优化船舶推进系统着手,按照船舶制造业中现有的发动机和推动器进行重新组合,按照每艘船的类型进行匹配,从而实现优化船舶推进系统.如浅水的快速船需要的推进系统是重量和功率比值小的;而载客类型的船要按照其载重量和乘客的需求进行匹配推进系统,一般会选用柴-燃-点联合的推进系统,既可以减小噪音,提高乘客的舒适度,还可以提供船只的所需动力.此外,为船舶挑选最合适的推进装置不仅要考虑内在因素,对其相关的外在因素也需要考虑,如主机效率、水浆的动能以及发电等设备都要选用节能环保的装置,才能做到优化船舶推进系统,实现绿色船舶的目标.
2、2优化船舶节能体系
实现船舶绿色还可以在设计中加入节能的理念：①要足够重视能源的创新性,如对风能、水能等可再生能源提高利用率,让自然能源在绿色船舶结构中起到重要作用;②利用合理的方法提高船舶结构的推进方法,利用节能环保的方法提高船舶的推进速度;③提高船舶燃油的利用率,可以利用先进的相关技术对船舶的燃油进行处理,增加其使用率,避免浪费,从而做到节能环保;④要提高船舶的可再生或回收利用率,将某些废弃物通过特殊处理可以再利用,做到优化船舶节能的设计.
三、船舶结构中绿色制造工艺的有效应用
3、1轻量化绿色设计工艺
实现绿色船舶要以绿色船舶制造工艺为基础,绿色船舶制造工艺和绿色船舶制造有着较大的关系.绿色船舶要通过绿色船舶制造工艺对船舶结构进行绿色的设计,然后利用绿色环保的材料制作船舶.如在船舶内室要用绝缘性能较好的无害材料,需要设计者在设计时重点注意.一旦绿色船舶的设计完成,必须严格按照绿色船舶的设计进行操作.同时,由于CSR（国际船級社协会的共同结构规范）和HCSR（散货船、油船协调共同结构规范）等对结构的要求较高,会增加制造船舶的经济成本和原材料的浪费,需要利用绿色船舶设计工艺,也就是轻量化设计技术.
例如在各个区域大力使用高强度钢来减轻船舶结构重量,且要优化船体结构中的肋距或纵骨距,对各个疲劳节点进行有效地轻量化创新,来降低船体结构的重量,且能保证船舶结构的安全性,该工艺既可以满足对船舶结构性能高的要求,还做到了节能环保.
3、2工艺模拟与精度造船技术
3、2.1工艺模拟制造
在制造绿色船舶的过程中,工艺模拟制造一般用于水火弯板等加热加工过程中.而在传统的船舶制造工艺中,采用先实验后模拟的做法,而在绿色船舶制造中利用工艺模拟可以在制造前获得各个机构的参数,从而确定船舶的生产参数,既可以提高生产效率,还可以节约材料的浪费,同时还可以提前发现生产中的不足,及时进行补救,从而提高船舶的质量.图1为模拟艏部结构图形,通过三维模拟图,可以更为清楚地找到工艺设计参数,进行详细模拟与设计,不仅增强了设计精度,也降低了多次设计制造造成的环境污染与影响.
3、2.2数字化精度造船
在船舶制造过程中使用数字化精度造船是为了提高船舶本身的精准度,利用先进的数字化技术和绿色的船舶制造工艺对船舶结构的各个部分进行设计处理,避免出现返工和补救等工作,较大程度上提高了工作效率,也达到了节约环保的要求.
3、3焊接自动化工艺
在船舶机构制造过程中,自动化的焊接工艺也可以提高船舶的绿色和环保.使用自动化的焊接工艺可以降低制造船舶的经济成本,提高船舶的质量,是绿色船舶制造工艺中最高效、绿色的工艺技术之一.
在我国船舶制造中一般以FAB法（FAB挠性石棉衬垫法）、立脚自动焊等工艺技术为主,并广泛地应用于船舶制造业领域.绿色的焊接工艺既可以提高焊接质量,也可以降低能源的损耗,改善传统工艺的不足.
3、4绿色加工工艺
（1）现阶段净成形加工技术不断完善和应用,使其在生产绿色船舶过程中可以得到很好的利用.净成形加工技术是将原料直接生产成所需要产品的形状,并且还附有其功能,省去了中间环节,大大降低了物资浪费情况,在制造过程中不仅节约了成本,提高了工作效率,最主要是在船舶制造过程中达到了绿色环保的作用.
（2）将干式加工技术合理有效地运用到绿色船舶生产当中,这些技术和工艺都是基于现在科学技术的发展产生出来的,可以有效地避免资源的不必要浪费,而且干式加工技术操作简单,还克服了使用冷却液过程中带来的诸多不便.绿色船舶工艺的构建是一项精确度高、复杂性较强的工艺流程,干式加工技术可以满足绿色船舶制造工艺的需求.运用该项技术为我国绿色船舶制造工艺添砖加瓦.
四 结语
绿色船舶的设计与制造可以降低船舶的能耗和污染物质的排放,大幅降低船舶行业对海洋环境所带来的污染.船舶的绿色标准体现在船舶的完整使用寿命周期内,以安全、环保、节能等要求为原则,将日益成为船舶行业的绿色标准,在应用先进技术,保障船舶的功能性、使用性能以及安全等基础的情况下,实施绿色船舶的设计与制造具有重要意义.
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[2] 绿色制造论文范文 关于绿色制造本科毕业论文范文2万字
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