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船舶工程设计质量控制措施探讨

发表时间：2021/8/9 来源：《中国科技信息》2021年9月中作者：徐燕

[导读] 现阶段，生产制造业属于人们获取经济效益的主要途径，为人们积累了大量的财富。

江南造船（集团）有限责任公司徐燕

摘要：现阶段，生产制造业属于人们获取经济效益的主要途径，为人们积累了大量的财富。在此过程中，虽然人们得到了预期的效益，但需要消耗一定量的有限资源，导致生态环境被破坏，属于引起生态环境问题的主要原因之一。对船舶进行制造时，需要运用到许多的能源，进而间接的对环境产生了破坏，对此为了能够构建优良的生态环境，就需要将绿色制造理念融入到船舶制造中，适当地降低对能源的消耗，加强制造效率与水平。
关键词：船舶工程；设计；质量控制
        前言
        在理解绿色船舶制造前，应对绿色船舶含义进行明确。就绿色船舶而言，指的是船舶在寿命周期中，包含设计、制造以及运营等相关环节，运用现代技术，可以对用户功能以及需求进行满足，并促进能源消耗量的降低，保护生态环境。船舶绿色制造涉及到的具体含义，主要是立足于绿色船舶条件而形成的。对于船舶绿色制造而言，体现为确保绿色船舶目标能够顺利的实现，对船舶进行绿色制造的过程中，降低对环境产生的破坏，促进有限资源使用率的提高，进而让船舶制造事业整体效益得到全面的提高。
        1优化整合船舶设计
        1.1优化整合船体结构
        有关工作人员在设计绿色船舶结构的过程中，需要注重对其的优化，以及资源、能源的节约，并调整船舶型号和尺度，促进船舶航速的提高，加强其稳定性和载重量，确保船舶整体的安全。
        1.2优化船舶节能设计
        要想将节能化设计融入到绿色船舶之中，首先需重视对各类新能源的研发和运用，诸如运用风能、水能以及太阳能等，进而在船舶节能优化设计之中将新能源所具备的利导作用展现出来。其次，优化推进方式，诸如探究更加节能以及高效的推进措施。再次，促进燃油运用效率的提高，运用先进的燃油技术，以便于更好实现节能环保的目的。最后，重视对各类能源的循环使用，诸如回收废气以及分离废弃物等。
        2选择利用绿色原材料
        2.1涂装材料
        针对我国传统船舶工程所运用的各类涂装材料而言，会对水源、人体、环境等产生较大的影响，一般对待涂装的钢材予以前期处理，再对处理完成的钢材开展二次涂装。此过程较为复杂，还会对环境造成严重的污染，所以进行绿色船舶设计时，需减少对传统涂装材料的使用，改用先进涂装技术，并尽量选择绿色环保涂料，减少涂装材料对水源、人体、环境等产生的危害，以便于绿色船舶结构设计的顺利实现。
        2.2焊接材料
        传统焊接材料中，涉及助焊药剂，此种材料在高温焊接的环境中，会挥发到空气之中，威胁工作人员的健康，并污染环境。开展绿色船舶设计的过程中，需运用具有低烟低毒特点的焊接材料，同时通过对焊接工艺的科学运用，确保焊接材料相关功能的展现。
        2.3绝缘材料
        玻璃棉以及矿棉等绝缘材料，在船舶工程中的运用十分广泛。这些材料废弃之后，开展降解处理较为困难，进而污染了土壤以及水源，为了解决此问题，应减少对其的使用。对绝缘材料进行选择时，应结合其技术性、环保性，运用高效、先进的环保绝缘材料，以达到绿色环保设计的目的。
        3船舶标准及模块化设计
        3.1船舶标准化设计
        在绿色船舶之中运用标准化设计，可以实现对船体结构的全面优化。同时，在选择零件的过程中，立足于相关标准进行，能够防止选择失误产生的损失以及浪费情况，确保标准零件等作用的发挥，促进不同材料间的有效结合，改善船体结构，并让各类资源得到合理的使用。
        3.2船舶模块化设计
        通过对模块化设计的正确运用，能够促进工作效率以及质量的提高。模块化设计，让各项工作需要运用到的资金与人力资源得到了降低，真正的实现了物尽其用。

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同时，还能够让噪音污染得到缓解，及时的对相关设备进行更新和优化，加强不同资源之间的整合，顺利实现节能环保的目的。
        4绿色船舶设计的方法
        4.1水动力优化
        水动力节能设计是最传统的节能方法，其投入成本低、节能效果好、技术可靠。船舶水动力节能设计主要体现在两个方面：（1）降低船舶阻力；（2）提高船舶推进效率。
        4.1.1降低船舶航行阻力
        降低船舶在航行中的阻力是节能优化设计的基础。船舶航行中的阻力主要来自水阻力和风阻力，故降低船舶航行阻力主要采用以下几种方法：（1）通过线型优化，降低船舶在静水及波浪中的阻力；（2）通过基于营运剖面多目标优化保证综合性能最优；（3）通过纵倾优化来保证船舶在最佳节能姿态下航行；（4）通过低阻油漆或气层减阻减少水线下摩擦阻力；（5）通过上层建筑风阻优化，降低船舶的风阻力。
        4.1.2提高船舶推进效率
        提高船舶推进效率主要通过螺旋桨优化及水动力节能装置应用。螺旋桨设计已非常成熟，除了继续挖掘螺旋桨自身设计潜力外，目前主要通过大直径螺旋桨匹配低速主机来实现螺旋桨效率的提升。水动力节能装置也是提高船舶推进效率的重要途径。节能效果因船、桨而异，因此针对不同船型、不同线型和不同螺旋桨，应采用不同的定制化节能装置设计。
        4.2设备改进升级
        4.2.1主机改进升级
        主机改进升级可以直接反映在降低单位油耗上，主要依托于新型高效机型的发展。例如超长冲程低转速的新型高效主机（G型机、X型机）有更高的效率，单位油耗更低；同时，主机的功率点可选范围更大，转速更低。功率点（SMCR）应尽量选择靠近平均有效压力最低的可选范围左下角，这样既降低主机的单位油耗，又降低转速、增加螺旋桨的最佳直径，提高推进效率，有效降低油耗总量。NOX排放TierⅢ解决方案的选择也会影响油耗，如EGR、EcoEGR、HPSCR等。
        4.2.2辅助系统优化主机的能耗占全船能耗的绝大部分，但辅助系统的优化同样具有节能潜力，不能忽视。辅助系统的优化主要包括：（1）轴带发电机；（2）废热回收系统；（3）变频设备；（4）智能能效管理系统。
        4.3船型尺度优化
        民用运输船设计最终目的是以最经济的运营成本实现特定的运输功能。船型尺度的优化往往会大幅降低单位货物运输成本，带来显著的节能效果，例如船舶大型化和船型定制化。（1）船舶大型化具有充足货物运输量的情况下，船舶大型化带来的规模效益可以显著改善单位货物运输能效，从而降低温室气体排放总量，典型的例子就是近年来国际集装箱船的超大型化竞赛。（2）船型定制化一些运输任务往往有设计上的特殊限制，标准船型并非最佳的匹配船型。因此，不同于常规船型的尺度创新，可以用最经济节能的方式实现特定运输功能，例如：浅吃水限制的特殊船型，考虑特定航道或港口的定制化船型等。
        4.4新型节能技术
        以下主要介绍两种获得实船应用的新型节能技术：（1）空气润滑减阻这种新技术是通过空压机向船底喷出空气，在船底形成一层薄薄的微小气泡或空气层，可使船底与水的接触取代为与空气的接触，从而使船舶摩擦阻力减小。目前，一些大型邮轮和LNG运输船等已采用微气泡减阻设计。（2）风能辅助推进风能既无成本也无排放，将其作为补充动力辅助推进，在特定环境条件下可以取得良好的节能效果。例如采用马格努斯效应的旋转风筒以及可升降的翼形风帆，目前都已有实船的应用。
        结束语
        作为劳动密集型重工业，船舶行业对绿色造船工艺进行科学的运用，能够加强造船业成效，并立足于技术优化和工艺提升等，减少有限资源的使用，进而在一定程度上让污染排放得到缓解，提升船舶经济效益，并贴合国家在环境、生态保护方面所制定的各类要求，逐渐演变成船舶制造行业发展的风向标。
参考文献：
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