綠色船舶設(shè)計(jì)、制造的實(shí)施方法與途徑

高威　朱廣兵

摘 要：隨著我國(guó)各方面實(shí)力的不斷提高，對(duì)運(yùn)輸業(yè)的要求也在不斷提高。設(shè)計(jì)載重量大并且節(jié)能環(huán)保的船舶，是我國(guó)運(yùn)輸業(yè)當(dāng)前的主要任務(wù)。詳細(xì)說(shuō)明了如何設(shè)計(jì)綠色船舶及其制造方法，以期為今后的工作提供參考。

關(guān)鍵詞：運(yùn)輸業(yè)；綠色船舶；設(shè)計(jì)；制造方法

中圖分類號(hào)：U674.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.05.019

隨著我國(guó)運(yùn)輸業(yè)實(shí)力的不斷增強(qiáng)，進(jìn)一步促進(jìn)了我國(guó)綜合實(shí)力的提高。但是，在運(yùn)輸業(yè)不斷發(fā)展的過(guò)程中，由于使用材料不當(dāng)和尾氣排放等原因，對(duì)我國(guó)的資源和環(huán)境造成了一定程度的危害。因此，要著力尋求解決方案，創(chuàng)新設(shè)計(jì)綠色船舶等綠色交通運(yùn)輸工具，在保證運(yùn)輸業(yè)發(fā)展的同時(shí)保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資源。

1 我國(guó)船舶運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，我國(guó)作為世界上發(fā)展最迅速的發(fā)展中國(guó)家，各方面的實(shí)力都在不斷提高。而各行各業(yè)的發(fā)展都離不開(kāi)運(yùn)輸業(yè)，一些高質(zhì)量的、需要遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)奈锲犯x不開(kāi)船舶運(yùn)輸。但是，由于船舶的體積較大，在制作過(guò)程中會(huì)消耗大量的資源，不利于我國(guó)節(jié)能政策的推行。另外，船舶在航行的過(guò)程中，往往會(huì)對(duì)水體造成一定程度的污染。因此，當(dāng)前我國(guó)船舶運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展不利于資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)。

2 綠色船舶

2.1 概念

綠色船舶與傳統(tǒng)意義上的船舶不同，它是在確保與傳統(tǒng)船舶有著相同的載物能力和行進(jìn)動(dòng)力的基礎(chǔ)上，采用新型材料制作的船舶。此類新型材料能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬材料，并與其有著相同的特性，不僅節(jié)約了資源，還解決了我國(guó)資源短缺的問(wèn)題。另外，綠色船舶的燃油效率比較高，能夠減少對(duì)燃料的浪費(fèi)，同時(shí)，也能減少燃料殘余物的排放，降低對(duì)水體和環(huán)境造成的不必要的污染。總而言之，綠色船舶是一種優(yōu)良、高效的運(yùn)輸工具。

2.2 設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)綠色船舶時(shí)，應(yīng)從船體設(shè)計(jì)、燃料消耗、動(dòng)力提升和減少排放等幾方面入手，綜合考慮各方面的因素設(shè)計(jì)綠色船舶。

從船體設(shè)計(jì)方面來(lái)看，建造綠色船舶主要是改變船體的材料，在保證船舶一切性能不改變的前提下，選用節(jié)能的材料來(lái)完成船舶的建造。隨著我國(guó)技術(shù)的不斷進(jìn)步，技術(shù)人員研發(fā)出了仿生減阻材料完成綠色船舶的建造。仿生減阻材料的主要作用是減少船舶在前進(jìn)過(guò)程中遇到的阻力，同時(shí)，由于其屬于人造型材料，所以，減少了傳統(tǒng)船舶中金屬材料的使用。另外，應(yīng)用這種材料，不僅可以減小船舶前進(jìn)時(shí)的阻力，還能減少燃料的消耗，一舉兩得。也就是說(shuō)，應(yīng)用這種材料從多方面減少了資源的使用量。

在設(shè)計(jì)綠色船舶的過(guò)程中，應(yīng)運(yùn)用先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。相關(guān)的設(shè)計(jì)人員和使用人員等應(yīng)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)共同合理規(guī)劃綠色船舶，從其出產(chǎn)之日起至返廠報(bào)廢之日，綜合分析在其使用過(guò)程中所遇到的問(wèn)題，提前預(yù)防其可能對(duì)環(huán)境造成的污染，并且要優(yōu)化設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化環(huán)節(jié)，減少對(duì)材料不必要的浪費(fèi)，從本質(zhì)上將“綠色”落到實(shí)處。

2.3 設(shè)計(jì)實(shí)例

由新西蘭造船廠生產(chǎn)的MS綠色船舶是當(dāng)下綠色船舶設(shè)計(jì)中最成功的案例之一。該綠色船舶采取的是太陽(yáng)能提供動(dòng)力的設(shè)計(jì)方案，其船體是由幾百平方米的太陽(yáng)能電池板組成的，船舶在缺少顏料的情況下，也可以平穩(wěn)、順利地行駛3 d。該項(xiàng)技術(shù)大大減少了船舶燃料的使用量，同時(shí)，太陽(yáng)能屬于無(wú)污染的純凈能源，所以，也就減少了污染物的排放量，減少了對(duì)空氣和水體造成的污染。由此可見(jiàn)，正確的設(shè)計(jì)是非常重要的。

3 綠色船舶的制造

在簡(jiǎn)要闡述了綠色船舶的設(shè)計(jì)之后，根據(jù)該設(shè)計(jì)方案，要將具體內(nèi)容落實(shí)到綠色船舶的制造過(guò)程中，從而制造出優(yōu)質(zhì)的綠色船舶，將節(jié)能環(huán)保落實(shí)到運(yùn)輸業(yè)中。在綠色船舶的制造過(guò)程中，要從焊接、涂裝等幾個(gè)方面落實(shí)節(jié)能環(huán)保的理念。

3.1 焊接工藝

為了節(jié)約電力資源，多采用逆變焊接電源焊接船舶的各部分，因?yàn)樵撾娫淳哂须娏鞣€(wěn)定且焊接質(zhì)量高的特點(diǎn)。在綠色船舶焊接的過(guò)程中，使用此焊接電源可以大大地降低電力資源的使用率，同時(shí)，也可以使船舶各部分連接得更加牢固，是一種高效節(jié)能的方法。

另外，還可以選用比較高端的焊接設(shè)備，例如橫向焊接設(shè)備。這種設(shè)備的焊接能力強(qiáng)且牢固，是船體焊接中的有效工具。同時(shí)，還可以選用高效的焊接方法——?dú)怏w保護(hù)法等，它不僅速度快、焊接能力強(qiáng)，而且還具有節(jié)約能源的效果，所以，被廣泛應(yīng)用在船體焊接的過(guò)程中。

3.2 涂裝工藝

綠色船舶外涂裝的優(yōu)良程度直接決定了一艘船舶的使用時(shí)間，采用高效的船舶涂裝技術(shù)，可以減少船舶在行駛過(guò)程中不必要的磨損，增加船體的抗腐蝕能力，延長(zhǎng)船舶的使用年限。同時(shí)，也可以減少船舶的維修次數(shù)，減少不必要的人力、物力耗費(fèi)，進(jìn)而節(jié)約資金。另外，在選擇涂料時(shí)，應(yīng)選用環(huán)保無(wú)污染的涂料，盡量少選用有毒的化學(xué)涂料。這樣做，不僅不利于環(huán)境保護(hù)，也不利于船舶涂裝人員的健康。

在船體涂裝之前，要利用科學(xué)的計(jì)算方式計(jì)算對(duì)船體的面積，計(jì)算出合理的涂料數(shù)量后，要做到在船體涂裝的過(guò)程中不浪費(fèi)，這也是落實(shí)綠色船舶宗旨的有效措施之一。

3.3 加工工藝

現(xiàn)階段，船舶的加工工藝多種多樣，但是，大多不能夠做到節(jié)能環(huán)保。因此，在船舶制造過(guò)程中，推薦采用干式加工工藝，而不采用冷卻液的加工技術(shù)，既減少了原材料的浪費(fèi)，又簡(jiǎn)化了加工過(guò)程，是一種優(yōu)秀的加工工藝。另外，還可以采用無(wú)余量加工技術(shù)，通過(guò)精確的計(jì)算節(jié)省相關(guān)的人力、物力和財(cái)力。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文主要介紹了當(dāng)前船舶運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了綠色船舶的概念、設(shè)計(jì)與制造，并通過(guò)實(shí)例簡(jiǎn)要闡述了綠色船舶的設(shè)計(jì)和制造方法，以期能為相關(guān)工作者提供一些有效的意見(jiàn)，為技術(shù)人員所用，共同促進(jìn)我國(guó)綠色船舶技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，不斷提高我國(guó)的綜合實(shí)力。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：白潔〕

Abstract： Along with our country on the strength of the continuous improvement of the transportation industry， enhancing the request. Design of large load and ship energy saving and environmental protection， is the main task of transportation industry in china. A detailed description of how to design green ship and its manufacturing method， in order to provide a reference for future work.

Key words： transportation； green ship； design； manufacturing method