船舶最新技术论文
船舶最新技术论文
船舶工业在我国起步的时间比较晚，进些年在经济的带动下，有了一定的发展，学习啦小编整理了船舶最新技术论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!
船舶最新技术论文篇一
浅析船舶涂装技术
【摘要】船舶工业在我国起步的时间比较晚，进些年在经济的带动下，有了一定的发展，但是相对于发达国家，还存在一定的差距，船舶涂装技术作为造船的三个工艺支柱之一，其中也暴露出了很多问题，需要予以重视。
【关键词】船舶工业;涂装技术;工艺支柱;问题
中图分类号：F407.474 文献标识码：A 文章编号：
前言
文章详细介绍了船舶涂装技术中存在的主要问题。通过对这些问题进行详细的分析，并结合自身实践经验和相关知识，提出了一些解决的办法。
二、船舶涂装技术国内外的现状
由于腐蚀对船舶安全构成严重的威胁,国际海事组织( IMO )已在第 82 届海上安全委员会会议上以 MSC215 (82)决议正式通过了《所有船舶专用海水压载舱和散货船双舷侧处所保护涂层性能标准》(PSPC) ,并且同时以 MSC216 (82)决议通过了 SOLAS 公约第II -1 /3 -2 条修正案,从而使该标准成为国际公约框架内的强制性要求。IMO 的《涂层性能标准》的制订和实施对我国造船业将是一场考验和挑战,但也将对我国船厂提高管理和工艺水平,促进造船技术的发展起到推动作用。我国造船界对此应予以充分重视,尽早研究实施对策。为了使有关企业领导和技术人员深刻了解该标准的主要内容和实施难点,为标准实施作好技术准备,必须立即在全行业全面、深入地开展标准宣贯工作。
1.涂装技术、管理人员现状
船舶涂装是一项集化工、机械、电器、流体动力、热工技术于一体的技术工种，因而它对从事涂装的技术和管理人员提出了多方位的要求，单一的化工专业或机械专业的技术人员，并不能担当起整个涂装过程的技术责任，还必须具备相关专业的知识才能胜任。尽管他们在实践中积累不少经验，又掌握相关涂装知识，但就知识结构而言，缺乏全面性。
2.涂装设备的现状
作为船舶涂装的主要设施钢材预处理流水线和喷丸涂装房，许多中、小造船企业中无法建立，只能依靠大船厂，委托大船厂对需使用的钢材进行预处理，预处理的质量好坏，取决于加工企业，作为造船企业本身却无法保证，从而增加了船舶二次除锈的工作量。大多数造船企业在喷丸涂装低于国外压缩空气压力水平，造成喷丸效率低，磨料损耗大。甚至有的小型企业根本没有配置R孔除锈磨光机，对于众多的R孔除锈只能手工用钢丝刷来除锈，这种除锈方式无法保证涂装表面预处理的质量，就更谈不上涂装的高质量。
三、船舶涂装技术中的主要问题
对近两年建造出口船舶时暴露出的涂装技术问题进行初步剖析和归纳,大致有以下几方面:
1.生产组织和技术管理问题
由于“漆糊涂”的传统概念,使涂装工作一直得不到应有的重视,在船舶设计、总建造进度计划和施工程序上,涂装工作往往是被忽视的,不仅施工环境和条件恶劣,而且只能“见缝插针”、“打游击式地进行作业,与各工种混杂一起。刚涂装完毕的涂膜,会立刻被焊接、气割或踩踏所破坏,因而修补工作量大,工作效率低,涂装质量差,容易出事故。
2.基础技术标准和工艺规程问题
钢材的表面预处理质量是确保涂装质量的基础。钢材表面防腐涂层的有效寿命,在很大程度上取决于钢材表面的除锈质量。钢材表面的原始状态又是选择预处理措施的主要判据。为了正确而方便地判断钢材表面的除锈质量,若干国家制订了钢材除锈质量标准。国外船厂还编制有成套的涂装工艺技术文件。通过这一整套基础技术标准和工艺规程等的指导和制约,从而对涂装质量和工效起到可靠的保证和促进作用。我国一些船厂近几年着手建造出口船舶,才开始了解国外的有关标准和规程等,面临外国船东和油漆厂商的较高质量要求,就显得很不适应。
3.工艺装备和磨料问题
除锈涂装工艺装备方面的更新、改进是缓慢的,不少设备陈旧落后,承造出口船舶以后,矛盾比较突出。沿用了多年的酸洗工艺,因清理后的钢材表面粗糙度过小,不能使用。抛丸预处理流水线出丸量少,工效低,当表面清洁度要求为Sa2.5级时,对A级钢板的处理速度也只有1米/分左右,约为国外的1/3。有些船厂作了改进,略有提高。而一般只能处理板材,不能处理型材。有的船厂只能用喷丸处理型材,生产能力不足。二次除锈工装,品种规格不全,有的比较笨重,有的数量不够,有的质量较差。高压喷漆机尚未形成较完整的系列,高压泵能量小,喷嘴品种规格少,质量不稳定,影响涂装工效和质量,增加涂料损耗,因而一艘2.7万吨级散货船要多用5、6万美元的进口涂料。
例如我司正在建造的某大型驳船，船东对PSPC有非常严格的要求，尤其是对相关的压载舱分段，例如舱室较小，狭窄区域，如果采用冲砂工艺处理，国外先进船厂通常会采用便携式冲砂设备进行工艺处理，而按照我们现在的工艺标准，只能通过人工打磨进行。尽管最终的结果都可以满足国际海事组织PSPC的相关标准，但是其缺点也是显而易见的。首先，打磨相比于冲砂工艺来粗糙度会比较低，油漆的粘附力相对较弱;其次，打磨处理的效率与冲砂相比低很多，大大增船厂的涂装工艺周期，拖延了整船的生产进度，致使船厂在交船时经常处于不利的谈判地位。不少船厂都是通过简单的增加打磨工的数量来解决这个问题。但实际上，随着用工成本的不断增加，这种粗放型的管理模式只能被淘汰，而且打磨工的打磨质量也无法与冲砂相比。甚至不少船厂缺乏分段涂装工场和相应的设施,更加难以保证质量和进度。由于磨料问题,不仅影响抛丸预处理流水线和分段喷丸的工效和清理质量,而且磨料耗量过大。一艘2.7万吨级散货船的饮水舱和淡水舱部分的清理,要耗用价值一万余元的磨料。如按我们目前的单位面积耗量计算,一艘3万吨级成品油船的成品油舱将耗用铜矿渣磨料30万元以上。此外,在除锈涂装过程中需用的环保和劳保用具及装备方面还存在较多问题。
另外，PSPC在本项目中还突出体现在舱室合拢后压载舱破损率的控制上。国外先进船厂，由于其预舾装率相对较高(如管系，电气支架，铁舾装件等舾装件的焊接安装)，而且他们对压在水舱的保护级重视程度也较高，所以国外船厂对压载舱的破损率控制相对来说也比较容易，通常都是在可控范围内。但是国内的船厂对涂装的破损率重视度不够，设计水平有限导致生产设计图纸不完善，预舾装率很低，导致舱室破损率居高不下。为了解决此问题，我们在本项目上，采取了一下措施：1. 尽力控制压载水舱的动火作业，在合拢区域，合拢缝200mm意外做保护措施，防止合拢缝的焊接对油漆的破坏。2. 在分段制造中，如果部分大型设备由于到货较晚，会事先按照图纸完成设备底座的焊接工作，以便使后续涂装工作得以顺利进行，而不必等待设备到货后引起的烧焊等破坏已有涂装的作业。3. 移除压载水舱的马板，吊耳等结构件，通常采用机械磨具进行处理，而不是用割到去割除，这样可以很大程度上减少对压载水舱的破坏。
如果破损率在2%之内，破损区域我们选择用动力打磨至ST3，然后修喷2度油漆，膜厚至320µm;如果破损率超过2%，破损区域可以选择冲砂处理至SA2.5。但由于工艺水平及设备限制，我们通常是控制在2%以内，采用动力打磨方式进行破损处理。
4.科研技术队伍问题
船舶除锈涂装工艺技术研究,属于为生产服务的开发研究和应用研究,综合性比较强,在研究过程中需要运用金属腐蚀、电化学、金属学、机械制造、有机和无机化学、自动控制及造船工艺等各种不同学科的知识,往往需要组织各有关部门的各种专业的科研技术人员共同协作,长期努力,才能逐步解决所研究的问题。我国船厂对除锈涂装工人的培训大多不够重视,经过专业训练并具备丰富经验的涂装技术人员为数甚少,专业工艺研究单位中,从事涂装技术科研工作的力量也不足,专业不配套,人员结构不成比例。
四、船舶涂装技术中相关问题的解决措施
1.合理的施工工艺规范
合理的油漆配套既应该达到对全船所有部位有良好的防腐及美化的作用, 又要便于船厂施工, 同时还应具备较为经济的成本, 因为在一条船整个寿命期内的维护保养中, 油漆的使用量是非常大的, 尽可能减少在油漆上的修备费用支出是每个船东都追求的目标。由于新型油漆性能不断提高, 通用性增加和涂布率的提高, 使变更旧有的油漆配套有了技术保证。新的油漆配套不但能保证好的防腐性能, 而且可以减少涂装次数和总膜厚, 从而有利于控制成本、缩短造船周期。
2.适当的涂装工装和设备
常规的工装设备包括高空作业车、脚手架、通风机、照明灯及工业用空调等。一个有实力的船厂都会为涂装施工配备足够的作业车,以便施工人员能够到达所需的工作处所, 并取得最佳的施工位置展开施工, 从而大大提高施工效率。在密闭舱室进行施工一直是涂装施工中的难点, 因此, 提供足够的照明、通风甚至空调设备对改善施工环境、保证施工质量和人身安全是非常有益的。
不可否认，国外船厂在工艺及设备方面，是走在了国内大多数船厂的前面，随着国外订单的逐渐增加，PSPC的强制执行，国内很多船厂也在进行相应改革，包括添置更新设备或聘请具有相关特种喷涂作业的经验的厂家进行工程分包，以解决现阶段的燃眉之急。
选择适合的涂装条件
绝大部分船体钢板的表面需喷涂2 至5 度油漆, 正确的涂装顺序对于每一度油漆来说都尤为重要。在对钢板表面喷涂油漆之前, 需对钢板的表面状况进行确认, 并对当时的温度、湿度进行一定的检测。在冬季或夏季进行油漆施工时, 应特别注意钢板的表面温度是否过高或过低。过高的钢板温度容易使喷涂到钢板上的油漆产生流挂, 并且干燥过快的油漆表面易产生橘皮皱折或黏附漆雾, 使漆膜表面成形受影响。而过低的钢板温度不利于油漆的干燥, 漆膜硬化时间过长。此时,如果一味地追求进度而不顾底层油漆是否充分干燥, 将会使底漆与钢板间的附着力降低, 最终造成脱漆现象。
五、结束语
要加速我国船舶工业的发展，船舶涂料技术中的相关问题必须得到快速解决，紧跟国际水平，否则制约着我国船舶事业的发展，不利于我国海工装备业的可持续发展，更不利于我国海上军事力量的发展。
参考文献：
[1]杨燕,蒋启.我国船舶涂装发展综述[J].现代涂料与涂装,2006,(08).
[2]沈浩.船舶涂装中的几个重要问题[J].涂料工业,2006,(04).
[3]汪国平.我国船舶涂装的现状与进一步发展的对策[J].上海涂料,2002,(01).
[4]陈贻明,范熠侃.新造船快速涂装新趋势[J].上海涂料,2005,(06).
船舶最新技术论文篇二
船舶电力推进技术概况
[摘 要]本文主要介绍了船舶电力推进的特点和结构，在电力推进系统中常用的推进器，以及船舶电力推进的关键技术。阐述了船舶电力推进是今后船舶动力的发展方向，以及应该解决的技术难点。
[关键词]电力推进;结构;推进器;关键技术
中图分类号：U665.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X(2014)31-0266-01
船舶电力推进系统代表着当今船舶动力的发展方向。传统的船舶推进方式是利用原动机直接推进，而船舶电力推进则由原动机带动发电机发电，经变频器把满足要求的电流送到推进电动机，从而驱动螺旋桨的推进方式。跟传统的机械推进方式相比，采用电力推进系统的船舶在经济性、振动噪声、船舶操纵、布置和安全可靠性等方面具有明显优点。
1.电力推进的特点
以柴油机和汽轮机为主的传统型船舶，发动机占据空间过大、工作环境差、振动大、噪声高、油污多、废气排放影响空气质量。另外由于主机大而高，系统复杂，增加维护难度，加重维护工作量(轮机人员往往占船员的30%-45%)。[4]
船舶采用电力推进系统后，提高了柴油机效率约10%-15%，节约了维修保养费，显著提高船体空间利用率，同时船型优化，提供了安静的推进方式，并且通过柴油机在大于40%的负载匀速运转来减少了NOx和SOx的排放[4]。除此之外，电力推进系统还将提高船舶的机动性、可靠性和电站的可利用率。
1.1 电力推进船相对于机械推进船的主要优势在于：
⑴机动性能好。由于电动机的控制性能优于传统的热力机械，电力推进船舶的机动性能较好，还具有紧急停车时滑行距离短、小角度回转和快速响应等优点。
⑵机舱小、布置灵活，可增加船舶的载货载客能力。电力推进系统减少了尾轴、舵、传动装置以及热力系统所需要的大量辅机，节省了舱容。
⑶推进效率高。由于吊舱式结构省去了舵，所以与传统的定距浆(特别是大功率船舶用双桨时)相比推进效率提高了6%-10%。最近ABB和韩国三星船厂曾对一万箱的集装箱船舶进行了技术和经济论证，其结论是“对于电力推进船而言，推进效率与舱容的增加已抵消电力推挤装置初投资的增加和二次换能损耗”。[5]
⑷节能、环保。减少各种燃油、滑油的消耗;减少废气排放和震动噪声污染。
⑸适合于特种船舶的应用。如战舰、移动式平台、破冰船等。这些船舶航行时一般不使用其他大功率的电力设备，若使用，则不航行，电站就获得了很高的使用率。
1.2 同时电力推进存在的缺点
⑴经过两次能量转换，在电气能量转换中，若采用交-直-交变频调速，还有两次电能的能量转换，使得电力推进比传统推进效率低。额定工况时，一般直接传动为98%，直流电力推进为85%～90%，交流电机推进为94%～95%;
⑵初期投资成本较高。例如中远广州公司18000t半潜船采用SSP吊舱式电力推进系统，比传统推进采购费多300万美元，有资料表明，采用全电力推进比机械推进所需初期费用贵25%左右;[2]
⑶需要高技术的电气工程师做维修保养工作。
2.电力推进装置结构
目前世界上使用电力推进的船舶，主要分两类：一类是电力推进与其他发动机推进结合的混合推进，例如英国23型护卫舰;另一类是全电力推进，即使用一个电站供电给推进装置和其他辅助装置，例如美国DD21水面舰艇。[2]
混合电力推进的发电机是由其他源动力提供能源，然后发电机供电能给电动机，电动机(或电动机组)再带动船舶螺旋桨旋转。例如英国海军“诺福克”号护卫舰的柴油发电机组和燃气轮机联合装置的布置方案。
综合电力系统也称为集成(全)电力驱动，是一种既为电力驱动提供动力，同时也为舰船日用用电系统提供电源的一种方式。全电力舰船指的是具有综合电力系统的船舶，不仅螺旋桨，而且所有的传动装置(如泵、绞车、阀门、舵，等等)都依靠电能工作，而不是采用机械的、气动的或液压的能量。
如图1所示：原动机Y带动发电机G，发电机G带动推进电机M，电机M驱动螺旋桨J，从而推动船舶航行。因螺旋桨所需功率很大，一般需要设置两个单独的电站：推进电机电站和辅机电站，分别给推进电机和辅机供电。
3.关键技术
为实现船舶的电力推进要解决一系列技术问题，其中比较关键的有如下几点：
3.1 电力系统总体技术研究
综合全电力系统的设计是当今各种先进技术的综合运用，技术含量高。综合电力系统各个模块需要运行良好并相互协调以发挥系统最佳效能。各个模块的研究主要包括：
⑴发电模块：包括原动机的选择和新型原动机的研制，高功率、高能量密度的交流或直流发电机的研制，全船环形电网关键技术的研究等;
⑵配电模块，包括区域配电模式研究等;
⑶电力变换模块：包括大容量电能变换技术研究，中、高压电网的安全性研究等;
⑷电力控制模块：包括电力系统智能化综合监控与管理技术研究等;
⑸推进电机模块：包括现有推进电机应用于系统研究，新型推进电机及其应用于系统的可行性研究等;
⑹能量储存模块：为了提高电力系统的供电可靠性及供电品质，保障船舶安全稳定运行。当电力总线为某一设备提供电功率时，为避免对其它电气设备的影响，可使用中间储能设备来维持总线的稳定性。因此应开展新型储能技术，如超导储能技术、蓄电池储能技术、飞轮储能技术以及能量管理模式研究等;
⑺系统集成技术：系统集成的核心在于系统的综合优化和系统的控制与管理，因此应开展包括系统模块化及综合优化技术、系统综合智能监控技术、系统稳定控制技术、系统保护技术、系统综合智能管理等技术的研究。
3.2 推进电机技术研究
推进电机是综合电力系统的重要组成部分。美、英海军目前采用感应推进电机，正在研制永磁电机，下一步将研制超导电机。电力推进的一个主要研究内容是推进电机交流化，其核心是电力变换器与交流推进电机的技术组合。直流推进电机已无法满足日益增大的电力船舶对推进电机单机容量的需求，各项技术的发展成熟，使得交流电力推进系统取代直流电力推进系统已是大势所趋。永磁推进电动机与传统推进电机相比，具有体积小、重量轻、高比功率、效率高、噪声低、易于实现集中遥控、可靠性高、可维护性好等优点。
3.3 综合电力系统适装性技术研究
综合电力系统装备船舶不仅需要研究其与船舶总体的关系，还应考虑其与船上其它系统、设备的关系。需主要开展以下方面的研究：系统装备于船舶的适装性问题，并研究与此相关的对船舶安全性、可靠性影响及系统对船舶海洋环境的适装性问题等;解决系统内部及与其它船用电子设备之间的电磁兼容性问题，动力是船舶的心脏。
4.结语
船舶电力推进是现在世界船舶的研究热点，也是今后船舶的发展方向。动力不只是船舶的核心，也是我国船舶行业的瓶颈。一直以来我国在船舶动力方面都落后于国际先进水平，一直在引进国外的先进技术。在这新的一波船舶动力发展热潮中，我们要抓住这个机会，加大有关电学、控制理论、热力学、计算机等基础学科的研究，拥有自主知识产权的技术，走出一条自主研发的道路。
参考文献
[1]林耿青，闫大海，符道.综合电力推进：现代船舶的动力革命[J].中国船检，2004(05)
[2]陈新毅，杨烨.船舶电力推进技术发展概述[J].中国水运，2008(08)
[3]李楠.现代船舶电力推进系统的发展[J].中国水运，2009(01)
[4]刘国，徐绍佐.船舶综合电力推进系统综述[J].柴油机，2004(02)
[5]薛士龙.船舶电力推进仿真装置及其关键技术的研究[D].上海海事大学，2006
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