绿色制造工艺在船舶结构中的应用

徐海军

摘 要：近些年，经济的快速增长带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。就此，本文探究绿色制造工艺在船舶结构中的应用。

关键词：绿色制造工艺;船舶结构;应用

引言：随着我国船舶业的迅速发展，船舶工程的数量也逐渐增长，为了顺应社会节能减排的环保理念，船舶工程需要转变过去污染水源、浪费原材料、破坏大气等弊端。因此，在船舶的制造过程中，其结构设计与制造等方面都要全面遵循环保要求，积极打造稳定性强、航速快、性能高的“绿色船舶”。

1绿色船舶制造的基本概述

在对绿色船舶制造有所认识之前，首先需要对绿色船舶含义加以界定，其和船舶绿色制造之间存在较强的联系性。所谓的绿色船舶主要指，其在全寿命周期中，涉及了设计、制造、运营等环节，借助现代化技术，能够更好的迎合用户功能以及应用需求，同时达到减少能源消耗，降低对周围生态环境的影响，还能对劳务提供者、制造者以及应用者提供良好的产品。从某种角度来说，船舶绿色制造的含义就是在绿色船舶的条件下形成的。而船舶绿色制造主要指，为了促进绿色船舶目标的落实，在进行船舶绿色制造时，尽量把对环境的影响降至最低，减少产生污染物的数量，提升废弃物以及有限资源的应用效率，以此促进船舶制造事业整体效益和水平的提升。

船舶作为一项特护产品，其运营周期结束过程中通常无需回原船厂进行拆解，因此要想实现绿色船舶的制造，就要把工作重心放置在绿色船舶制造方面。在进行绿色船舶制造的过程中，其核心标准在于绿色船舶设计、制造、服务以及退役等全生命周期，对其经济效益、社会效益等因素進行全面思考，尽可能减低对周围环境的影响，减少能源的消耗，提升有效资源的应用效率，极大限度的提升船舶制造的环保性和节能性。

2绿色船舶具备的主要特性

2.1现代性

绿色船舶的技术要求相对严格，现代化技能的应用可以保证绿色船舶的时效性，以此在进行绿色船舶制造过程中，需要把现代化技术运用其中，使其具备较为显著技术性和现代性。技术性和现代性需要在进行船舶设计以及制造过程中，应用的相关技术可以保障船舶具备较强的时效性和安全性，满足国家有关标准，保证绿色船舶制造产品含有较强的市场竞争优势。

2.2合理性

船舶事业为了能够实现长远发展，需要对其经济效益充分考虑，因此，在进行绿色船舶制造的过程中，须重视成本核算，注重船舶应用周期以及成本。只有做好绿色船舶制造成本的把控工作，才能保证设计的应用价格更满足客户心理价位，以此确保绿色船舶含有较强的预期价值，同时保障绿色船舶可以创造更好的效益。

2.3环保性

绿色船舶自身含有一定的节约性和环保性，这些特性将会在绿色船舶整个生命周期中进行体现，因此，在生命周期各个环节中，环保特性均需根据实际情况加以科学设定，以此让绿色船舶更具备环境协调特性。

3 绿色制造工艺在船舶结构中的应用

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（国际船级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。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。数字化模拟船体三维结构，能对船体结构进行精度设计与分析，从而有效降低了多次返工造成的环境污染。

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）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。

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。

参考文献：

[1]翁方勇，王奇，祝林.绿色制造工艺在船舶结构中的设计及应用[J].交通节能与环保，2018，14（01）：19-21.

[2]张彬.绿色船舶及其应用[A].中国水产学会.2013年中国水产学会学术年会论文摘要集[C].中国水产学会：中国水产学会，2013：1.

[3]张勇.基于船舶绿色制造技术初探[J].中国水运，2016，16（5）：4-5.