关于船舶制造的绿色制造技术研究

关于船舶制造的绿色制造技术研究

提要：本文综述了绿色船舶制造技术的现状和发展趋势，并对绿色船舶在设计和建造中需着

重考虑的一些问题提出解决方案。

关键词：绿色船舶制造技术

1引言

制造业在为人类提供巨大财富的同时，也在不断地产生污染物，对环境造成严重的负面影响。船舶建造同其它建设项目一样，在建设和营运阶段会对环境产生一定的影响。船舶建造对环

境的影响涉及生态、社会经济、声、大气、水等多个方面，如同其它建设项日一样船舶建造

所产生的影响并非全是负面的，船舶的建造在一定程度上也有相当大的正效应。对区域性的

水域而言，完善的绿色船舶制造可以改善区域的环境质量，促进、带动区域经济和社会发展，但在局部区域可能对环境产生一定的负面影响。船舶在制造过程中也同样存在材料的选用和

利用不当而造成资源的浪费，以及对空气、土壤和水体等环境的污染问题。船舶绿色制造技术，是综合考虑环境因素和资源利用效率的现代制造模式。要求最大限度地减少对环境的负

面影响，要求原材料和能源的利用效率达到最高。

2船舶的绿色制造意义

1．1船舶的绿色制造概述

研究船舶的绿色制造，首先要了解绿色船舶的概念。绿色船舶是指船舶在设计、建造、营运

以及报废拆解的整个寿命周期内，借助先进的技术在提高经济效益、满足船东需求和设计性

能的前提下，做到资源与能源的双重节约，以大幅度降低船舶产品对环境带来的破坏与污染。

船舶的绿色制造作为绿色船舶的基础，对其起到极其重要的作用，船舶的绿色制造不仅要求

船舶的绿色设计，更是要求在船舶建造过程中尽可能对环境造成的影响降至最小。有害物质、废弃物的排放降至最少，同时又能提高资源的利用率，进而实现整个船舶制造的环境效益。

1．2船舶的绿色制造的内涵

船舶产品制造与其他行业相比具有明显的特殊性，而且船舶废弃时不会运回原船厂进行拆解，因此要想实现绿色船舶就必须要把重点放于设计与制造方面。绿色船舶制造的最终目标是在

船舶绿色设计、绿色制造、绿色应用、绿色拆解的全周期内，尽可能降低整个过程对环境的

破坏与污染，同时又能避免带制造材料、能源的火量消耗，提升资源的应用率，达到绿色船

舶生产制造的效果。

3绿色船舶的制造技术

2．1绿色设计

船舶制造需要有一套合理、科学的设计方案，而绿色制造也就需要一套完善的绿色设计，这

是生产制造的前提．更是绿色船舶制造的重要基础，设计缺乏绿色理念，后期的生产制造也

无法达不到绿色的效果。船舶的绿色设计应从船型设计、设备选择、节能设计等方面考虑，

来满足各海事组织愈加严格的要求。针对这些要求，全球各大设计公司及设备厂商也进行了

一系列的尝试与论证，并推动和催生了新标准和新技术的发展。

2．2绿色制造

2．2．1船舶的成形制造

船舶的成彤制造技术土要有铸造技术、塑性及加工技术等等．成形制造是将制造原材料从几

乎接近零件的状态通过加工、铸造，使之直接形成精密的船舶形状．成形零件的制作可间接

或者直接进行加工处理成为可用的船舶组成成品，这样有利于降低对原材料的消耗，达到节

约能能源的效果。

2．2．2船舶制造的丁艺模拟技术

通常情况下，在绿色船舶制造的过程中，工艺模拟：主要在水火弯板的一系列热加工中应用。在过去的生产制造当中，住住需要先通过实验初步控制工艺质量，但是采取工艺模拟技术后

确定一个最佳的生产工艺参数，达到化生产工艺的效果，同事还能在加工前预测相关问题和

缺陷，便于及时采取有效措施进行补救，进而确保制造质量。

2.2．3虚拟现实与网络技术

绿色船舶制造过程当中所应用的虚拟现技术主要是虚拟制造与虚拟公司。前者指的是在产品

实际生产之前，通过虚拟环境生成的模型来替代真实佯品，以此进行实验后预测评估其性能、可制造性，进而降低生产成本与减少能源损耗。后者是将虚拟制造与网络相互融合，按照船

舶的市场需求把产品涉及的不同类型的公司组建一个临时的虚拟公司，通过网络获取资源信息，以此促进船舶设计的不断完善。

2．3绿色船舟向的焊接技术

绿色焊接在船厂的应用前景非常广阔。主要体现在使用节能焊机，采用高效、无弧光、无粉

尘污染的焊接材料和方法等方面。

（1）节能逆变焊机

节能和节约原材料的逆变电源焊接设备的应用，已得到了船厂的重视。在美国，逆变焊机的

产量占弧焊机总产量的比例已超过30%，日本已超过50%。据统计，2000年国产逆变焊机仅

占当年生产的弧焊机总产量的8.4%。由于国产的逆变焊机，主要还存在着可靠性低、质量不

稳定和返修率较高等间题，给推广带来了困难。

（2）高效焊接

高效焊接熔敷效率高、速度快、操作方便且易于自动化作业，具有生产效率高、焊接质量好、节约能源和材料等特点。常用的高效焊接方法主要有气体保护焊，包括熔化极活性气体保护

焊(MAG焊)和熔化极惰性气体保护焊;埋弧焊;电渣焊;气电自动焊;电子束焊和激光焊等。高效

焊接在造船企业已成为船体建造中提高焊接生产效率和质量、节约资源和降低对环境负面影

响的重要技术之一。

（3）搅拌摩擦焊

搅拌摩擦焊是一种固相焊接方法，可用于对金属板材全熔透焊接，而不会达到金属的熔点。

它不仅可以焊接铝合金等低熔点金属材料，还能焊接厚度在25mm以下的钢板。搅拌摩擦焊

无飞溅、烟尘，不需添加焊丝和保护气体，无气孔、裂纹等焊接缺陷，形成的焊缝强度高、

变形小，是一项性能优良的环保焊接新方法。

（4）激光焊接

应用激光进行焊接已逐渐被造船工业所接受。激光焊接过程是一种既快速，又几乎无任何变

形的低热量输入焊接过程。日前已能对15mm厚的不锈钢和低碳钢进行激光焊接。国外船级

社已制订出一套激光焊接焊缝的验收规范，为这种焊接方法在工业中的广泛应用提供了依据。