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#32771;虑船舶由初步设计到报废拆解的整个寿命周期中影响资源利用与环境污染的所有因素,优化各个设计环节,提高整个制造系统的资源利用率,降低废品率,节约资源.另外,还应综合考虑产品的结构设计、材料选择、制造环境设计、工艺设计、回收处理设计等各个方面,实现并行式绿色制造设计.

4绿色船舶的制造

4.1绿色加工工艺

4.1.1净成形制造

成形制造技术包括铸造、塑性加工等技术.成形制造技术正从接近零件形状向直接制成工件形状即精密成形或净成形方向发展.成形的零件有些可以直接或稍加处理即可用于组成产品,这可以大大减少原材料和能源的消耗.

4.1.2干式加工

加工过程中不采用任何冷却液.干式加工简化了工艺、减少了成本,而且消除了冷却液所带来的一系列问题,如废液处理和排放等.目前,干式加工在国外已经得到局部应用,如干车削、干磨削、干镗削等.我国还刚开始研究,作为一种新型的加工工艺,有望在船舶制造中发挥其应有的作用.

4.1.3无余量制造.

无余量制造是船体建造过程中以加放尺寸精度补偿量以取代余量,通过设计合理的建造公差,采用有效的工艺技术与原理,对船体零部件、结构进行尺寸精度控制的一项精度控制技术.这项技术在减少作业量、降低建造成本、提高产品质量、缩短制造周期上将发挥更大作用,也会为企业带来经济效益.

4.1.4工艺模拟技术

工艺模拟技术主要用于水火弯板等热加工过程.过去通常必须做大量的实验才能初步控制和保证加工工件的质量.采用工艺模拟技术将数值模拟、物理模拟和专家系统相结合确定最佳工艺参数,优化工艺方案,预测加工过程中可能产生的缺陷并采取防止措施,从而有效地控制和保证加工工件的质量.

4.1.5网络技术、虚拟现实技术与敏捷制造

虚拟现实技术主要包括虚拟制造技术和虚拟公司两部分.虚拟制造技术就是在真正产品生产之前在虚拟制造环境下生成软产品模型来代替传统的真实样品进行实验,对其性能和可制造性进行预测和评估,从而减少损耗,降低成本.虚拟制造技术和网络技术相结合就可根据市场需求,将产品所涉及到的不同公司临时组建成一个由计算机网络联系的虚拟公司.各造船企业和设计院所可通过因特网建立制造资源信息网络来实施敏捷制造.

这些工艺和技术或减少了原材料和能源的耗用量,或可缩短开发周期、减少成本,而且有些工艺改进对环境起到保护作用,所以都被归于绿色制造工艺.

4.2绿色焊接工艺

4.2.1高效焊接电源

高效、节能是焊接电源的发展方向.逆变焊接电源具有节能、高效、直流输出稳定、焊接质量高等优点,成为焊接电源的发展方向.随着微电子技术和计算机技术的发展,数字焊接电源日趋成熟,如与数字送丝机相配,能获得最佳的焊接与节能效果.

4.2.2高效焊接工艺

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（MIG焊）和埋弧焊、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一.4.2.3高效焊接装备

例如,横向对接焊缝焊机是针对船体垂直位置横向对接焊缝的自动化焊接设备,具有施工效率高、焊缝质量好的特点.有效地解决了横向焊缝采用手工焊接所无法解决的焊缝成形质量差、生产效率低、作业条件差、劳动强度大等问题.门架式双丝埋弧焊接装备是拼板焊接的专用设备,其焊接速度高、反面焊接不需清根,既使工艺简化,又压缩了作业时间,是一款高效环保拼板焊接装备.

4.3绿色涂装工艺

4.3.1应用现代造船理念,实现涂装环保作业

实现船舶绿色涂装,应根据现代造船理念,从全局出发,以系统工程的思想加以实施.应按照船体分道、区域舾装、区域涂装的原则,深化涂装生产设计,注重钢材预处理质量,缩短分段制造周期,提高预舾装率和分段完整性,加强涂装生产的动态管理,通过环保型的涂装工艺、涂装设施的应用,以及跟踪补涂等措施,实现环保型涂装作业的目标.

4.3.2合理选择涂料,优化施工工艺

采用高性能专用涂料,减少热加工区域的涂膜损伤,以提高保护效果和生产效率：采用长效型车间底漆,减少分段制造期间的锈蚀；采用厚膜型涂料,减少涂装次数；采用低表面处理涂料,选择合理的除锈等级；采用万能型底漆,减少涂料品种,简化工序,提高工时效率.

4.3.3推进标准化和计算机辅助管理

以壳舾涂一体化为目标,完善涂装设计、施工、质量管理、物料管理等标准,严格按涂装作业计划和标准要求施工作业.同时广泛应用计算机辅助涂装生产管理,特别是计算机辅助涂装工程动态管理,提高工时利用率,降低物料消耗.

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4.3.4推广移动式涂装系统和环保型分段涂装房

移动式涂装系统,以模块化设计为指导思想,以轻钢彩板结构为主体,辅以各类专用系列接扣件、钢架件以及多种专用紧固件.涂装系统装置,可根据工程需要的容积在指定地点按要求快速搭建.工程一旦完工,又可方便地拆卸并运至下一个工程所在地再行搭建,继续涂装施工.

移动式涂装系统,设有各种标准的设备接口模块,主要有进气管道模块、除尘设备接口模块、除漆雾接口模块、喷砂设备接口模块、吸砂设备接口模块、温湿度控制设备接口模块、传感系统接口模块、动力设备接口模块等.

环保型分段涂装房内的空气温度和湿度可自动控制,为船体分段涂装提供适宜的环境条件,全天候作业.同时,采用粉尘和漆雾分离技术,有效控制有机溶剂排放,实现环保型的分段涂装.

4.3.5室内造船

受技术和资金等因素的限制,目前分段建造,尤其是曲面分段建造仍然以手工电弧焊为主,而且大多数在露天平台上施工,施工过程中的弧光、烟尘是影响环境的主要因素.随着国家对环境的生态要求越来越高,这就要求我们改变传统的露天作业方式,建立扩大室内分段建造比例,最大限度地减少露天焊接作业量,使焊接尽可能控制在室内,并通过空气循环处理系统净化焊接烟尘,把对环境的不良影响在室内消除掉.

此外,为了更快地推进绿色船舶的发展进程,国际海事组织（IMO）、欧盟以及其它一些国家也都纷纷出台各种规范、标准,从制度上确保全球海洋环境或区域海洋环境尽可能地免受污染.因此,绿色船舶在设计、建造、营运以及后期的报废拆解过程中都要严格地遵守各项规范、标准的要求,同时还须密切关注未来将要颁布、执行的各项规范、标准.

5结束语

绿色船舶是船舶工业发展的大趋势,绿色船舶的设计与制造技术,能够成为贯彻国家“节能减排”方针的重要措施,也将为全面提高我国船舶工业的国际竞争力,为船舶工业的持续发展提供重要的推力.

绿色船舶的设计与制造参考属性评定
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