船舶最新技術論文
船舶最新技術論文
船舶工業(yè)在我國起步的時間比較晚，進些年在經濟的帶動下，有了一定的發(fā)展，學習啦小編整理了船舶最新技術論文，有興趣的親可以來閱讀一下!
船舶最新技術論文篇一
淺析船舶涂裝技術
【摘要】船舶工業(yè)在我國起步的時間比較晚，進些年在經濟的帶動下，有了一定的發(fā)展，但是相對于發(fā)達國家，還存在一定的差距，船舶涂裝技術作為造船的三個工藝支柱之一，其中也暴露出了很多問題，需要予以重視。
【關鍵詞】船舶工業(yè);涂裝技術;工藝支柱;問題
中圖分類號：F407.474 文獻標識碼：A 文章編號：
前言
文章詳細介紹了船舶涂裝技術中存在的主要問題。通過對這些問題進行詳細的分析，并結合自身實踐經驗和相關知識，提出了一些解決的辦法。
二、船舶涂裝技術國內外的現狀
由于腐蝕對船舶安全構成嚴重的威脅,國際海事組織( IMO )已在第 82 屆海上安全委員會會議上以 MSC215 (82)決議正式通過了《所有船舶專用海水壓載艙和散貨船雙舷側處所保護涂層性能標準》(PSPC) ,并且同時以 MSC216 (82)決議通過了 SOLAS 公約第II -1 /3 -2 條修正案,從而使該標準成為國際公約框架內的強制性要求。IMO 的《涂層性能標準》的制訂和實施對我國造船業(yè)將是一場考驗和挑戰(zhàn),但也將對我國船廠提高管理和工藝水平,促進造船技術的發(fā)展起到推動作用。我國造船界對此應予以充分重視,盡早研究實施對策。為了使有關企業(yè)領導和技術人員深刻了解該標準的主要內容和實施難點,為標準實施作好技術準備,必須立即在全行業(yè)全面、深入地開展標準宣貫工作。
1.涂裝技術、管理人員現狀
船舶涂裝是一項集化工、機械、電器、流體動力、熱工技術于一體的技術工種，因而它對從事涂裝的技術和管理人員提出了多方位的要求，單一的化工專業(yè)或機械專業(yè)的技術人員，并不能擔當起整個涂裝過程的技術責任，還必須具備相關專業(yè)的知識才能勝任。盡管他們在實踐中積累不少經驗，又掌握相關涂裝知識，但就知識結構而言，缺乏全面性。
2.涂裝設備的現狀
作為船舶涂裝的主要設施鋼材預處理流水線和噴丸涂裝房，許多中、小造船企業(yè)中無法建立，只能依靠大船廠，委托大船廠對需使用的鋼材進行預處理，預處理的質量好壞，取決于加工企業(yè)，作為造船企業(yè)本身卻無法保證，從而增加了船舶二次除銹的工作量。大多數造船企業(yè)在噴丸涂裝低于國外壓縮空氣壓力水平，造成噴丸效率低，磨料損耗大。甚至有的小型企業(yè)根本沒有配置R孔除銹磨光機，對于眾多的R孔除銹只能手工用鋼絲刷來除銹，這種除銹方式無法保證涂裝表面預處理的質量，就更談不上涂裝的高質量。
三、船舶涂裝技術中的主要問題
對近兩年建造出口船舶時暴露出的涂裝技術問題進行初步剖析和歸納,大致有以下幾方面:
1.生產組織和技術管理問題
由于“漆糊涂”的傳統(tǒng)概念,使涂裝工作一直得不到應有的重視,在船舶設計、總建造進度計劃和施工程序上,涂裝工作往往是被忽視的,不僅施工環(huán)境和條件惡劣,而且只能“見縫插針”、“打游擊式地進行作業(yè),與各工種混雜一起。剛涂裝完畢的涂膜,會立刻被焊接、氣割或踩踏所破壞,因而修補工作量大,工作效率低,涂裝質量差,容易出事故。
2.基礎技術標準和工藝規(guī)程問題
鋼材的表面預處理質量是確保涂裝質量的基礎。鋼材表面防腐涂層的有效壽命,在很大程度上取決于鋼材表面的除銹質量。鋼材表面的原始狀態(tài)又是選擇預處理措施的主要判據。為了正確而方便地判斷鋼材表面的除銹質量,若干國家制訂了鋼材除銹質量標準。國外船廠還編制有成套的涂裝工藝技術文件。通過這一整套基礎技術標準和工藝規(guī)程等的指導和制約,從而對涂裝質量和工效起到可靠的保證和促進作用。我國一些船廠近幾年著手建造出口船舶,才開始了解國外的有關標準和規(guī)程等,面臨外國船東和油漆廠商的較高質量要求,就顯得很不適應。
3.工藝裝備和磨料問題
除銹涂裝工藝裝備方面的更新、改進是緩慢的,不少設備陳舊落后,承造出口船舶以后,矛盾比較突出。沿用了多年的酸洗工藝,因清理后的鋼材表面粗糙度過小,不能使用。拋丸預處理流水線出丸量少,工效低,當表面清潔度要求為Sa2.5級時,對A級鋼板的處理速度也只有1米/分左右,約為國外的1/3。有些船廠作了改進,略有提高。而一般只能處理板材,不能處理型材。有的船廠只能用噴丸處理型材,生產能力不足。二次除銹工裝,品種規(guī)格不全,有的比較笨重,有的數量不夠,有的質量較差。高壓噴漆機尚未形成較完整的系列,高壓泵能量小,噴嘴品種規(guī)格少,質量不穩(wěn)定,影響涂裝工效和質量,增加涂料損耗,因而一艘2.7萬噸級散貨船要多用5、6萬美元的進口涂料。
例如我司正在建造的某大型駁船，船東對PSPC有非常嚴格的要求，尤其是對相關的壓載艙分段，例如艙室較小，狹窄區(qū)域，如果采用沖砂工藝處理，國外先進船廠通常會采用便攜式沖砂設備進行工藝處理，而按照我們現在的工藝標準，只能通過人工打磨進行。盡管最終的結果都可以滿足國際海事組織PSPC的相關標準，但是其缺點也是顯而易見的。首先，打磨相比于沖砂工藝來粗糙度會比較低，油漆的粘附力相對較弱;其次，打磨處理的效率與沖砂相比低很多，大大增船廠的涂裝工藝周期，拖延了整船的生產進度，致使船廠在交船時經常處于不利的談判地位。不少船廠都是通過簡單的增加打磨工的數量來解決這個問題。但實際上，隨著用工成本的不斷增加，這種粗放型的管理模式只能被淘汰，而且打磨工的打磨質量也無法與沖砂相比。甚至不少船廠缺乏分段涂裝工場和相應的設施,更加難以保證質量和進度。由于磨料問題,不僅影響拋丸預處理流水線和分段噴丸的工效和清理質量,而且磨料耗量過大。一艘2.7萬噸級散貨船的飲水艙和淡水艙部分的清理,要耗用價值一萬余元的磨料。如按我們目前的單位面積耗量計算,一艘3萬噸級成品油船的成品油艙將耗用銅礦渣磨料30萬元以上。此外,在除銹涂裝過程中需用的環(huán)保和勞保用具及裝備方面還存在較多問題。
另外，PSPC在本項目中還突出體現在艙室合攏后壓載艙破損率的控制上。國外先進船廠，由于其預舾裝率相對較高(如管系，電氣支架，鐵舾裝件等舾裝件的焊接安裝)，而且他們對壓在水艙的保護級重視程度也較高，所以國外船廠對壓載艙的破損率控制相對來說也比較容易，通常都是在可控范圍內。但是國內的船廠對涂裝的破損率重視度不夠，設計水平有限導致生產設計圖紙不完善，預舾裝率很低，導致艙室破損率居高不下。為了解決此問題，我們在本項目上，采取了一下措施：1. 盡力控制壓載水艙的動火作業(yè)，在合攏區(qū)域，合攏縫200mm意外做保護措施，防止合攏縫的焊接對油漆的破壞。2. 在分段制造中，如果部分大型設備由于到貨較晚，會事先按照圖紙完成設備底座的焊接工作，以便使后續(xù)涂裝工作得以順利進行，而不必等待設備到貨后引起的燒焊等破壞已有涂裝的作業(yè)。3. 移除壓載水艙的馬板，吊耳等結構件，通常采用機械磨具進行處理，而不是用割到去割除，這樣可以很大程度上減少對壓載水艙的破壞。
如果破損率在2%之內，破損區(qū)域我們選擇用動力打磨至ST3，然后修噴2度油漆，膜厚至320µm;如果破損率超過2%，破損區(qū)域可以選擇沖砂處理至SA2.5。但由于工藝水平及設備限制，我們通常是控制在2%以內，采用動力打磨方式進行破損處理。
4.科研技術隊伍問題
船舶除銹涂裝工藝技術研究,屬于為生產服務的開發(fā)研究和應用研究,綜合性比較強,在研究過程中需要運用金屬腐蝕、電化學、金屬學、機械制造、有機和無機化學、自動控制及造船工藝等各種不同學科的知識,往往需要組織各有關部門的各種專業(yè)的科研技術人員共同協(xié)作,長期努力,才能逐步解決所研究的問題。我國船廠對除銹涂裝工人的培訓大多不夠重視,經過專業(yè)訓練并具備豐富經驗的涂裝技術人員為數甚少,專業(yè)工藝研究單位中,從事涂裝技術科研工作的力量也不足,專業(yè)不配套,人員結構不成比例。
四、船舶涂裝技術中相關問題的解決措施
1.合理的施工工藝規(guī)范
合理的油漆配套既應該達到對全船所有部位有良好的防腐及美化的作用, 又要便于船廠施工, 同時還應具備較為經濟的成本, 因為在一條船整個壽命期內的維護保養(yǎng)中, 油漆的使用量是非常大的, 盡可能減少在油漆上的修備費用支出是每個船東都追求的目標。由于新型油漆性能不斷提高, 通用性增加和涂布率的提高, 使變更舊有的油漆配套有了技術保證。新的油漆配套不但能保證好的防腐性能, 而且可以減少涂裝次數和總膜厚, 從而有利于控制成本、縮短造船周期。
2.適當的涂裝工裝和設備
常規(guī)的工裝設備包括高空作業(yè)車、腳手架、通風機、照明燈及工業(yè)用空調等。一個有實力的船廠都會為涂裝施工配備足夠的作業(yè)車,以便施工人員能夠到達所需的工作處所, 并取得最佳的施工位置展開施工, 從而大大提高施工效率。在密閉艙室進行施工一直是涂裝施工中的難點, 因此, 提供足夠的照明、通風甚至空調設備對改善施工環(huán)境、保證施工質量和人身安全是非常有益的。
不可否認，國外船廠在工藝及設備方面，是走在了國內大多數船廠的前面，隨著國外訂單的逐漸增加，PSPC的強制執(zhí)行，國內很多船廠也在進行相應改革，包括添置更新設備或聘請具有相關特種噴涂作業(yè)的經驗的廠家進行工程分包，以解決現階段的燃眉之急。
選擇適合的涂裝條件
絕大部分船體鋼板的表面需噴涂2 至5 度油漆, 正確的涂裝順序對于每一度油漆來說都尤為重要。在對鋼板表面噴涂油漆之前, 需對鋼板的表面狀況進行確認, 并對當時的溫度、濕度進行一定的檢測。在冬季或夏季進行油漆施工時, 應特別注意鋼板的表面溫度是否過高或過低。過高的鋼板溫度容易使噴涂到鋼板上的油漆產生流掛, 并且干燥過快的油漆表面易產生橘皮皺折或黏附漆霧, 使漆膜表面成形受影響。而過低的鋼板溫度不利于油漆的干燥, 漆膜硬化時間過長。此時,如果一味地追求進度而不顧底層油漆是否充分干燥, 將會使底漆與鋼板間的附著力降低, 最終造成脫漆現象。
五、結束語
要加速我國船舶工業(yè)的發(fā)展，船舶涂料技術中的相關問題必須得到快速解決，緊跟國際水平，否則制約著我國船舶事業(yè)的發(fā)展，不利于我國海工裝備業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，更不利于我國海上軍事力量的發(fā)展。
參考文獻：
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船舶最新技術論文篇二
船舶電力推進技術概況
[摘 要]本文主要介紹了船舶電力推進的特點和結構，在電力推進系統(tǒng)中常用的推進器，以及船舶電力推進的關鍵技術。闡述了船舶電力推進是今后船舶動力的發(fā)展方向，以及應該解決的技術難點。
[關鍵詞]電力推進;結構;推進器;關鍵技術
中圖分類號：U665.1 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X(2014)31-0266-01
船舶電力推進系統(tǒng)代表著當今船舶動力的發(fā)展方向。傳統(tǒng)的船舶推進方式是利用原動機直接推進，而船舶電力推進則由原動機帶動發(fā)電機發(fā)電，經變頻器把滿足要求的電流送到推進電動機，從而驅動螺旋槳的推進方式。跟傳統(tǒng)的機械推進方式相比，采用電力推進系統(tǒng)的船舶在經濟性、振動噪聲、船舶操縱、布置和安全可靠性等方面具有明顯優(yōu)點。
1.電力推進的特點
以柴油機和汽輪機為主的傳統(tǒng)型船舶，發(fā)動機占據空間過大、工作環(huán)境差、振動大、噪聲高、油污多、廢氣排放影響空氣質量。另外由于主機大而高，系統(tǒng)復雜，增加維護難度，加重維護工作量(輪機人員往往占船員的30%-45%)。[4]
船舶采用電力推進系統(tǒng)后，提高了柴油機效率約10%-15%，節(jié)約了維修保養(yǎng)費，顯著提高船體空間利用率，同時船型優(yōu)化，提供了安靜的推進方式，并且通過柴油機在大于40%的負載勻速運轉來減少了NOx和SOx的排放[4]。除此之外，電力推進系統(tǒng)還將提高船舶的機動性、可靠性和電站的可利用率。
1.1 電力推進船相對于機械推進船的主要優(yōu)勢在于：
?、艡C動性能好。由于電動機的控制性能優(yōu)于傳統(tǒng)的熱力機械，電力推進船舶的機動性能較好，還具有緊急停車時滑行距離短、小角度回轉和快速響應等優(yōu)點。
⑵機艙小、布置靈活，可增加船舶的載貨載客能力。電力推進系統(tǒng)減少了尾軸、舵、傳動裝置以及熱力系統(tǒng)所需要的大量輔機，節(jié)省了艙容。
⑶推進效率高。由于吊艙式結構省去了舵，所以與傳統(tǒng)的定距漿(特別是大功率船舶用雙槳時)相比推進效率提高了6%-10%。最近ABB和韓國三星船廠曾對一萬箱的集裝箱船舶進行了技術和經濟論證，其結論是“對于電力推進船而言，推進效率與艙容的增加已抵消電力推擠裝置初投資的增加和二次換能損耗”。[5]
?、裙?jié)能、環(huán)保。減少各種燃油、滑油的消耗;減少廢氣排放和震動噪聲污染。
?、蛇m合于特種船舶的應用。如戰(zhàn)艦、移動式平臺、破冰船等。這些船舶航行時一般不使用其他大功率的電力設備，若使用，則不航行，電站就獲得了很高的使用率。
1.2 同時電力推進存在的缺點
?、沤涍^兩次能量轉換，在電氣能量轉換中，若采用交-直-交變頻調速，還有兩次電能的能量轉換，使得電力推進比傳統(tǒng)推進效率低。額定工況時，一般直接傳動為98%，直流電力推進為85%～90%，交流電機推進為94%～95%;
⑵初期投資成本較高。例如中遠廣州公司18000t半潛船采用SSP吊艙式電力推進系統(tǒng)，比傳統(tǒng)推進采購費多300萬美元，有資料表明，采用全電力推進比機械推進所需初期費用貴25%左右;[2]
?、切枰呒夹g的電氣工程師做維修保養(yǎng)工作。
2.電力推進裝置結構
目前世界上使用電力推進的船舶，主要分兩類：一類是電力推進與其他發(fā)動機推進結合的混合推進，例如英國23型護衛(wèi)艦;另一類是全電力推進，即使用一個電站供電給推進裝置和其他輔助裝置，例如美國DD21水面艦艇。[2]
混合電力推進的發(fā)電機是由其他源動力提供能源，然后發(fā)電機供電能給電動機，電動機(或電動機組)再帶動船舶螺旋槳旋轉。例如英國海軍“諾?？?rdquo;號護衛(wèi)艦的柴油發(fā)電機組和燃氣輪機聯(lián)合裝置的布置方案。
綜合電力系統(tǒng)也稱為集成(全)電力驅動，是一種既為電力驅動提供動力，同時也為艦船日用用電系統(tǒng)提供電源的一種方式。全電力艦船指的是具有綜合電力系統(tǒng)的船舶，不僅螺旋槳，而且所有的傳動裝置(如泵、絞車、閥門、舵，等等)都依靠電能工作，而不是采用機械的、氣動的或液壓的能量。
如圖1所示：原動機Y帶動發(fā)電機G，發(fā)電機G帶動推進電機M，電機M驅動螺旋槳J，從而推動船舶航行。因螺旋槳所需功率很大，一般需要設置兩個單獨的電站：推進電機電站和輔機電站，分別給推進電機和輔機供電。
3.關鍵技術
為實現船舶的電力推進要解決一系列技術問題，其中比較關鍵的有如下幾點：
3.1 電力系統(tǒng)總體技術研究
綜合全電力系統(tǒng)的設計是當今各種先進技術的綜合運用，技術含量高。綜合電力系統(tǒng)各個模塊需要運行良好并相互協(xié)調以發(fā)揮系統(tǒng)最佳效能。各個模塊的研究主要包括：
?、虐l(fā)電模塊：包括原動機的選擇和新型原動機的研制，高功率、高能量密度的交流或直流發(fā)電機的研制，全船環(huán)形電網關鍵技術的研究等;
?、婆潆娔K，包括區(qū)域配電模式研究等;
?、请娏ψ儞Q模塊：包括大容量電能變換技術研究，中、高壓電網的安全性研究等;
⑷電力控制模塊：包括電力系統(tǒng)智能化綜合監(jiān)控與管理技術研究等;
?、赏七M電機模塊：包括現有推進電機應用于系統(tǒng)研究，新型推進電機及其應用于系統(tǒng)的可行性研究等;
⑹能量儲存模塊：為了提高電力系統(tǒng)的供電可靠性及供電品質，保障船舶安全穩(wěn)定運行。當電力總線為某一設備提供電功率時，為避免對其它電氣設備的影響，可使用中間儲能設備來維持總線的穩(wěn)定性。因此應開展新型儲能技術，如超導儲能技術、蓄電池儲能技術、飛輪儲能技術以及能量管理模式研究等;
?、讼到y(tǒng)集成技術：系統(tǒng)集成的核心在于系統(tǒng)的綜合優(yōu)化和系統(tǒng)的控制與管理，因此應開展包括系統(tǒng)模塊化及綜合優(yōu)化技術、系統(tǒng)綜合智能監(jiān)控技術、系統(tǒng)穩(wěn)定控制技術、系統(tǒng)保護技術、系統(tǒng)綜合智能管理等技術的研究。
3.2 推進電機技術研究
推進電機是綜合電力系統(tǒng)的重要組成部分。美、英海軍目前采用感應推進電機，正在研制永磁電機，下一步將研制超導電機。電力推進的一個主要研究內容是推進電機交流化，其核心是電力變換器與交流推進電機的技術組合。直流推進電機已無法滿足日益增大的電力船舶對推進電機單機容量的需求，各項技術的發(fā)展成熟，使得交流電力推進系統(tǒng)取代直流電力推進系統(tǒng)已是大勢所趨。永磁推進電動機與傳統(tǒng)推進電機相比，具有體積小、重量輕、高比功率、效率高、噪聲低、易于實現集中遙控、可靠性高、可維護性好等優(yōu)點。
3.3 綜合電力系統(tǒng)適裝性技術研究
綜合電力系統(tǒng)裝備船舶不僅需要研究其與船舶總體的關系，還應考慮其與船上其它系統(tǒng)、設備的關系。需主要開展以下方面的研究：系統(tǒng)裝備于船舶的適裝性問題，并研究與此相關的對船舶安全性、可靠性影響及系統(tǒng)對船舶海洋環(huán)境的適裝性問題等;解決系統(tǒng)內部及與其它船用電子設備之間的電磁兼容性問題，動力是船舶的心臟。
4.結語
船舶電力推進是現在世界船舶的研究熱點，也是今后船舶的發(fā)展方向。動力不只是船舶的核心，也是我國船舶行業(yè)的瓶頸。一直以來我國在船舶動力方面都落后于國際先進水平，一直在引進國外的先進技術。在這新的一波船舶動力發(fā)展熱潮中，我們要抓住這個機會，加大有關電學、控制理論、熱力學、計算機等基礎學科的研究，擁有自主知識產權的技術，走出一條自主研發(fā)的道路。
參考文獻
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