分析基于节能减排战略的绿色造船技术

分析基于节能减排战略的绿色造船技术

王再广

青岛北海造船  266520  山东省青岛市

摘要：面对社会的可持续发展，各个领域也迎来绿色发展方向，而在这一形势下节能减排在造船工作中到有效应用。在这一阶段，船舶制造行业为能更好地确保资源的有效使用和倡导并落实以环保理念开展工作，逐步向绿色船舶制造技术方面迈进。为此，将针对以绿色船舶制造技术为基础的船舶制造发展现状和发展趋势展开研究，提出了相应的解决办法，以期能给有关人士以借鉴。

关键词：绿色船舶制造技术；发展现状；趋势

引言

在经济高度发展的今天，经济全球化使国际间商业贸易交流非常密切，航运业在这样的环境下得到了快速发展，与此同时全球造船业也获得了巨大的机遇。作为一种集劳动、资金、技术于一体的密集型制造产业，造船业所需工作时间长，对资源以及劳动力要求较高，同时技术水平和产业关联度高。中国的传统船舶制造工业在资源利用和环境保护方面存在了很多不足和缺陷，比如在船舶制造过程中存在选用或使用材料不当，导致了大量本可避免的资源浪费，在成本和工作时长增加的同时也对环境产生不可逆的污染。所以推广绿色造船技术是必须的，绿色造船也是造船业改革的方向。

1传统造船工艺法简介

传统拼板定位焊方法是采用马板在焊缝正面固定，因挡住焊接方向，所以焊接接头较多，影响焊缝的质量。焊缝焊接完成后还需去除马板（平均间隔250mm就需安装1块马板），并进行修补和打磨，工作量较大。传统装配工艺完全依靠于手工操作，依靠在母材上焊接马板进行辅助调平，调平后还需焊接固定马板，完成焊接工作，最后就是对马板的切割以及打磨马脚。然而船舶构件的尺寸一般都比较大，这样定位调平的工作量之大可想而知，与此同时焊接过程中不可控制因素很多，势必对母材造成一些不可挽回的伤害，同时拖长了整船建造周期。目前造船拼装焊接存在很多痛点问题，比如装焊时间长，平台工作焊接约40d；拆卸工序多，上马板和拆卸马板；在焊接过程中浪费边角焊接多余材料；在焊接的过程中打磨多，母材伤害较大，影响造船质量；人工成本较大，在造船效率上有待提高。

2绿色船舶的概念

传统的船舶设计是从结构、功能、外观造型、加工制造、生产管理等角度考虑，而绿色船舶设计要求全面考虑产品需求、设计、制造、营运到回收再生整个寿命周期，把产品、环境、人等因素综合考虑，采用相对先进技术在其生命周期内能经济地满足其预定功能和性能，同时实现提高能源使用效率、减少或消除环境污染，并对操作和使用人员具有良好保护的船舶。船舶绿色制造的目标是使船舶在设计、制造、服役和退役的全寿命周期中，废弃物和有害排放物最少，以减少对空气、水和土地的污染，综合考虑环境因素和资源利用效率，力求对环境影响最小，对资源利用率最高，从而提高经济效益和社会效益。

3促进我国造船业绿色生产经营的建议

3.1提高资源利用率，减少环境污染

造船采用新型材料，减轻船身重量，可以较高地提高船舶性能，从而减少其他资源的浪费。改进锻造切割工艺，减少废料的产生。废料也需要进行整理，以进入循环利用。为了回收的报废船舶能够再进行材料的重组、循环再利用，要改进船身制造材料，延长船舶使用年限，材料能够再利用。废水主要产生于制造加工过程，其中可能含有铬、镍等重金属。我们可以通过提高重金属分离技术，让废水污染程度减小。废气主要是粉尘等有害物质。我们可以通过改进工艺技术、材料性质来减少废气排放。噪声也同样可以改进制造工艺，并且更新制造设备，来打造“静音”车间，减少噪音污染。

3.2节能环保材料

在焊接材料上，首选低碳环保无毒焊条，减少有毒烟尘的产生。在船体绝缘材料上减少使用不可再生利用价值、不可降解的矿砂和玻璃棉，而选择高效环保复合绝缘材料。在船上应用耐腐蚀钢板和钢管，增强船体结构，延长构件使用寿命，延缓了海水对船体钢板的锈蚀。采用新型复合材料，替代船体内部钢材，有效减少空船质量。选择碳纤维增强塑料和铝代替钢板也是不错的选择，均可减轻重量。船舶各个部分都处于不同的腐蚀环境，所以在船舶涂装中挑选耐腐蚀、附着性强的绿色环保涂料。目前在船厂应用的新型涂料主要有以下几种：有机硅低表面能防污涂料，毒性低，使用后会在船体表面产生光滑的油层，使船舶的防污性能增强，同时进一步有效减少海洋生物黏附；水性涂料，亲水性强，有很强的附着力，减少海水对船舶的冲击，对船体表面适应性好；用通用底漆配套优化涂层，与各个部位的面漆相兼溶，使涂层适用于各种腐蚀的环境。

3.3绿色焊接技术

船舶制作中起着至关重要作用的就是焊接，焊接技术直接影响船舶质量。在船舶建造时采用绿色焊接技术能够有效降低对环境造成的污染，同时还能节约大量能源，提高企业的经济效益。将绿色焊接科技应用到绿色船舶生产科技当中，能够在很大程度上解决舰船制造商所面临的各种问题。因此，在船舶工业发展中要重视对绿色生态造船科学技术的研究，并积极采用先进的焊接技术来促进绿色造船产业的进一步发展。所谓绿色生态焊接技术，就是采用绿色环保的焊接方法来对绿色船舶进行焊接生产，从而使绿色船舶领域更节能、更环保。通过采用绿色焊接设备，能够有效地降低焊接成本，同时还能使生产效率得到显著提升。高效的绿色焊接技术采用熔化极气体保护焊，能够有效降低焊接时烟尘排放量，使技术人员更容易掌握，焊接效率高。

3.4节能装置的应用

节能装置在当前国内外船舶制造行业发展过程中的应用越来越流行，其对减少资源能源浪费和损失具有非常重要的作用，尤其是船舶安装时采用水动力节能设备，节能效果非常的显著，可以有效利用安装反应舵等设施进行节能改造。比如，将改造节能装置置于螺旋桨尾流内固定式导叶，基于尾流轴向诱导速度的增加从而使得推力增加，从而提高浆的推进效率。对于反应舵而言，其制造成本相对较低，尤其在普通舵上可以适当改变剖面，这有利于扩大其使用范围。实践中为了能够有效提升造船节能效果，建议选用船舶补偿导管等设施，其主要是由导边圆钢以及导管外板和环形肋板等构成，在浆轴线上船体两侧位置安装该设施。其操作难度相对较小，而且成本相对较低，具有较为显著的节能效果。该装置可以减小船舶振动，提高船舶自身的舒适性。对于整流隔板而言，可以布设在桨前以及船体艉部纵剖面上，搭配螺旋桨使用，可以确保桨进流平稳性和提高螺旋桨自身的推进效率。

3.5废物和自然能源的利用

随着新能源利用水平提升，废物和自然能源的利用进一步发展，推动了绿色船舶的进步。被制造商称为世界最大动力船的“星球太阳能号”于德国当地时间2010年2月25日揭开了神秘面纱，而日本EcoMarinePower提出了风帆太阳能电池板的概念，让船舶利用风能和太阳能进行发电，以减少燃料的成本和环境的污染，可安装在大型货船等船只，每年可以节省10-20%的燃油，减少硫氧化物及氮氧化物的排放量，起到环保作用。

结语

绿色无码拼装工艺的开发与应用是我国智能化造船拼装工艺的开端。通过传统造船工艺和新型造船工艺的对比和分析，指出了新型造船工艺的诸多优势，应用推广绿色无码造船拼装技术将在提高造船质量、节约资源和时间成本、绿色环保等多方面起到重要作用。

参考文献

[1]陈刚，孝建伟.绿色船舶制造技术发展现状与趋势研究[J].中国水运（下半月刊），2010，10（12）：3-4.

[2]刘时进.基于绿色船舶制造技术发展现状与趋势[J].建材与装饰，2018（32）：231-232.

［3］徐利辉，吴长轩．如何减少船舶建造工艺用材降低船舶建造成本［J］．科技与创新，2016(11):23.