船舶工程技術畢業論文參考
船舶工程技術是為航運事業保駕護航的關鍵技術,船舶工程技術專業的高職教育主要是培養港航工程建設一線高技能應用型人才。下文是小編為大家蒐集整理的關於的內容，歡迎大家閱讀參考!
篇1
論生物工程技術在船舶防汙染中的應用
摘要： 隨著航運業的蓬勃發展，船舶對海洋環境造成的汙染也越來越嚴重，傳統的物理方法和化學方法在處理船舶所造成的這些汙染過程中已經難以滿足治理需要，而生物工程技術憑藉著效率高、安全、廉價、無毒的優良特性正逐漸應用在船舶汙染防治中，為此本文著重論述了現代生物技術在船舶防汙染和保護海洋生態環境中的應用。
關鍵詞： 現代生物工程技術;船舶防汙染;生物技術應用
1 現代生物工程技術概述
現代生物工程技術是一項以DNA分子技術作為應用基礎，在生物的個體、細胞甚至分子層面上運用生物技術手段，嚴格遵循要達到的目的，以生物學知識為應用基礎對生物進行設計和操作，實現其預期額目的和作用的現代科學方法，主要包括微生物工程、細胞工程、酶工程、基因工程等諸多系列的生物高新技術。
生物工程技術作為一門具有綜合性和應用性的學科最早可以追溯到上世紀70年代，直到90年，現代生物工程技術才真正產生，通過發揮其獨特作用漸漸造福人類。生物工程技術被認為是21世紀的主導技術，隨著該項技術的不斷髮展，其所具有的獨特優勢作用也不斷顯現，正越來越受到世界各國的普遍重視，生物工程技術將為解決人類面臨的環境、資源、人口、能源、糧食危機提供技術保障和支援。
現代生物工程技術不僅在作物改良研究、醫藥、食品工程中起著重要作用，而且能有效控制日益嚴重的汙染問題，在環境和生物監測中起著重要的作用，比如在處理海洋汙染中常用的生物技術通常涉及分子生物學、細胞生物學、發育生物學、生殖生物學、遺傳學、生物化學、微生物學等學科，可以通過研究這些學科來實現生物工程技術在船舶防汙染中的應用。
運用現代生物工程技術處理汙染問題與運用傳統方法相比，生物控制方法明顯具有許多獨特的優點，生物工程技術通常情況下是以酶促反應為基礎的生物化學過程，同時反應過程所需要的反應條件通常是常溫、常壓和近乎中性的條件，所以一般情況下這些生物處理技術都是能夠實現的，並且還不會因為條件苛刻而影響其他反應的正常執行，這與物理化學處理方法技術需要高溫高壓的反應條件相比，大大簡化了程式和反應過程，同時所需的裝置也簡單便於操作，整體工藝穩定安全等優點。
2 船舶航運對海洋造成的汙染
海洋在人類社會的發展史上具有重要的地位，海洋生態環境是人類生存和發展的物質基礎之一，同時隨著海上貨運量的逐年增加不可避免的在船舶運輸中產生了一系列的汙染海洋環境的問題，使海洋的生物資源遭受嚴重破壞，甚至危害到了人類的健康和生存。
隨著船舶事業的蓬勃發展，無數的船舶在海洋上航行越來越頻繁，隨之而來的是與日俱增的船舶和各種有害物質品種進入海洋，使海洋生態環境受到不同程度的破壞，從一定程度上造成了海洋汙染。在一般情況下，帶來物質汙染可分為油性汙染物和非油性汙染物。
2.1 油性汙染物 一般情況下，船舶帶給海洋的油性汙染物主要是船舶在營運作業期間向海洋中排放的油性混合物和船舶在遭受海難事故中產生的溢油問題，這兩類問題都不同程度的造成了海洋中有毒汙染物的增加，對海洋的生態環境改變具有直接作用，因此需要慎重對待和分析。
船舶在營運期間向海洋中排放的油性混合物主要有：油船的壓載水、洗艙水、船舶機爐艙的含油艙底水和分油機排出的油渣。其中油船壓載水是指油船在卸貨後空載返航時，為保持船舶有一定的吃水和穩性而注入貨油艙的海水或淡水;油船洗艙水是指油船在進塢修船、通過運河和狹窄航道或換裝不同品種油料時，為清洗貨油艙所用的清洗水;船舶艙底水是指船舶動力裝置運轉期間，由於燃油系統、滑油系統等的滲漏，船舶檢修時漏入艙底的油料，擦洗機器的破布棉紗等，當混入機爐艙艙底水中，未經處理排放時將造成可觀的汙染;分油機排出的油渣是指主副機鍋爐燒用的燃油所產生的渣料。
船舶由於海上事故原因所產生的事故性溢油主要有船舶因觸礁、碰撞、擱淺和失火等意外事故所造成的油船貨油艙、貨船燃油艙等破損的大量溢油，這類汙染的特點是：常常發生在近岸或港灣內，往往在短時間內把大量石油類突然傾瀉海中，對海洋生物資源，沿岸居民的生活環境和港灣設施危害甚大。[1]
2.2 非油性汙染物 船舶所產生的非油性汙染物主要指散裝運載含有有害物質的液體或固體貨物所產生的貨艙洗艙水和艙底水，船舶生活汙水和各種垃圾。 船舶在運輸中產生有害洗艙水、壓載水和艙底水的原因是隨著油氣運輸船和化學制品運輸船的數量越來越多，噸位越來越大，船舶所運載的含有害物質貨物產生的貨艙洗艙水和艙底水排放時約含0.6%運輸量的有害殘液，船舶從一港駁入的壓載水可能帶有有害生物到另一港排放時將給當地的海生物帶來危害，這些有害殘液或壓載水排放時將危害海洋生物和人類健康。
船舶所產生的生活汙水主要包括盥洗水、糞便及廁所沖洗水、廚房和醫務室排出水及運送動物艙內的清洗水等，這些汙水帶有大量的細菌和傳染病毒，對海洋生態系統的平衡也具有重要影響。
船舶運輸過程中產生的垃圾主要來自運輸貨物而產生的包紮和墊艙材料、船舶維修保養而產生的廢棄物，比如油漆、鐵鏽、廢紙、玻璃及纖維、生活食品廢料及食品包裝等，這些垃圾排放入海也將造成汙染。[1]
3 船舶防汙染的傳統方法
對於處理船舶所帶來的汙染問題，傳統意義上一般採取化學和物理兩種方法，按照所使用方法的原理來分主要分為化學分離法和物理分離法以及其他方法，下面簡單介紹以下這三類方法。
3.1 化學分離法 化學分離法按照所使用方法的不同主要分為兩類：沉澱法和電浮分離法，這兩類方法使用條件不同，但是所達到的效果則相似。
沉澱法是利用使油汙沉澱或上浮的原理，通過向含油汙水中投放絮凝劑或聚集劑而達到油水分離的一種方法，其中所使用的兩種沉澱劑又有細微的區別，絮凝劑可使油凝聚成凝膠體而沉澱，而聚集劑則使油凝聚成膠體使其上浮。
電浮分離法的原理是把含油汙水引進裝有電極的艙櫃中，利用電解產生的氣泡在上浮過程中附著油滴而加以分離、從而實現油水分離的方法。[1]
3.2 物理分離法 物理分離法按照分離原理不同，可以分為以下幾類：
3.2.1 重力分離法 重力分離法是利用油和水的密度差，使水中油滴克服水流阻力上浮與水分離的一種方法，這種方法的主要影響因素是油粒直徑、油和水的密度、溫度，其中一般認為油粒直徑小於50um的情況下這類方法就不再起作用，比如重力分離法就很難分離乳化油，另外重力分離法如按其作用方式的不同，還可分為機械分離、靜置分離和離心分離三種。
3.2.2 過濾分離法 過濾分離法的原理是讓油汙水通過多孔性介質濾料層時，油汙水中的油粒及其它懸浮物被濾料層截留，而水可以通過濾層排出，這類方法的特點主要有：一是油水分離的過程主要靠濾料層阻截作用，將油粒及其它懸浮物截留在濾料表面;二是具有很大表面積的濾料對油粒及其它懸浮物的物理吸附作用和對微粒的接觸媒介作用，增加了油粒碰撞機會，使小油粒更容易聚合成大油粒而被截留。
3.2.3 聚結分離法 聚結分離法的主要原理是運用潤溼理論和碰撞聚結理論，當微小油粒通過多孔材料時，讓這些細小微粒互相碰撞促使油粒聚合增大從而上浮和分離，這類方法最大的特點是精細化，但是在使用聚結分離法時影響粗粒化程度的因素主要有聚結元件的材料選擇和材料充填的高度密度等，決定聚結分離程度的關鍵是材料和油粒之間的相互作用，也就是說只有材料和油發生潤溼，聚結才能發生。
3.2.4 吸附分離法 吸附分離方法的原理是用多孔性固體吸附材料作為濾器，當汙水通過濾器時微小油粒被吸附在固體表面上，從而使油水分離，這類方法的特點是由於分子間普遍存在著引力，所以這類吸附方法沒有選擇性，並且可以吸附多層粒子。
3.2.5 氣浮分離法 氣浮分離法的原理就是通過產生氣泡將汙水中的細微油粒吸附上浮，從而達到油水分離的目的。[1]
3.3 其他分離方法 在實際操作中，除了常用化學分離法和物理分離法之外，經過方法創新，還有其他的一些分離方法，這些分離方法主要有：電解分離法、凝聚分離法、活性汙泥法***生物化學法***、超濾膜過濾法、反滲透法。
4 生物工程技術在船舶防汙染中的應用
以上部分主要列舉出了一些傳統的物理法和化學法在船舶防汙染中的應用，雖然化學法處理汙染的效果好，但因其操作條件差，腐蝕性高，還存在著二次汙染又不能滿足環保的要求，物理法也存在著一定缺陷，因而可以考慮在船舶防汙染中應用生物工程技術，在船舶防汙染中引進生物工程技術的原理是由於被汙染過的海洋汙水中存在著許多成分複雜的有毒物質，而運用生物技術中的微生物自身的降解作用可以降解海洋汙水中的有毒物質，將其轉化為無毒物質，從而使汙水得到淨化。
將生物技術運用到船舶防汙染中，可以有效保護海洋環境，目前，在該領域得到應用的生物工程技術主要包括生物修復、防生物附著、生態毒理、環境適應和共生等，具體而言主要有以下幾個應用方面：
4.1 處理油汙染 船舶帶給海洋的油性汙染物都不同程度的造成了海洋中汙染物的增加，對海洋的生態環境具有嚴重的破壞作用，生物工程技術在處理這類汙染過程中採取的原理是運用微生物的生物降解將石油中的大分子降解為小分子，最後完全氧化為二氧化碳和水，這種方法具有高效、經濟、安全、無二次汙染的獨特優點，對於海洋環境沒有副作用。
4.2 處理有害防汙漆汙染 為了防止船底生物附著造成汙染，減小船舶航行的阻力，節省燃料，提高船舶運營效率，運用生物工程技術的原理就是利用海洋生物的自身防汙損機理，確保海洋生物汙染預防機制正常執行，加大對有益微生物的篩選，從而提取和分離防汙活性物質，製備天然生物防汙劑用於海洋附著生物的防除。[4]
4.3 防治海洋大氣汙染 一般情況下，船舶運輸過程中都會產生一定量的廢煙廢氣，故而會向海洋大氣中注入硫氧化物、氮氧化物和烴類汙染物等有害氣體，這些氣體會對海洋大氣造成嚴重汙染，也會對動植物及人類造成極大危害，故而可以運用生物技術來處理海洋大氣汙染，大氣汙染的生物技術治理原理是利用微生物的生化作用，首先將大氣汙染物進行分解然後轉化為無害或少害物質，從而達到治理的目的。[4]
參考文獻：
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[2]段怡萍.現代生物技術在環境保護中的應用和前景[J].科技創業月刊，2005***5***.
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[4]吉雲秀，公維民.生物工程在船舶防汙染的應用及發展前景[J].中國航海，2003***4***.
篇2
淺析船舶塗裝技術
【摘要】船舶工業在我國起步的時間比較晚，進些年在經濟的帶動下，有了一定的發展，但是相對於發達國家，還存在一定的差距，船舶塗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;塗裝技術;工藝支柱;問題
前言
文章詳細介紹了船舶塗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，並結合自身實踐經驗和相關知識，提出了一些解決的辦法。
二、船舶塗裝技術國內外的現狀
由於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塗層效能標準》***PSPC*** ,並且同時以 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《塗層效能標準》的制訂和實施對我國造船業將是一場考驗和挑戰,但也將對我國船廠提高管理和工藝水平,促進造船技術的發展起到推動作用。我國造船界對此應予以充分重視,儘早研究實施對策。為了使有關企業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,必須立即在全行業全面、深入地開展標準宣貫工作。
1.塗裝技術、管理人員現狀
船舶塗裝是一項集化工、機械、電器、流體動力、熱工技術於一體的技術工種，因而它對從事塗裝的技術和管理人員提出了多方位的要求，單一的化工專業或機械專業的技術人員，並不能擔當起整個塗裝過程的技術責任，還必須具備相關專業的知識才能勝任。儘管他們在實踐中積累不少經驗，又掌握相關塗裝知識，但就知識結構而言，缺乏全面性。
2.塗裝裝置的現狀
作為船舶塗裝的主要設施鋼材預處理流水線和噴丸塗裝房，許多中、小造船企業中無法建立，只能依靠大船廠，委託大船廠對需使用的鋼材進行預處理，預處理的質量好壞，取決於加工企業，作為造船企業本身卻無法保證，從而增加了船舶二次除鏽的工作量。大多數造船企業在噴丸塗裝低於國外壓縮空氣壓力水平，造成噴丸效率低，磨料損耗大。甚至有的小型企業根本沒有配置R孔除鏽磨光機，對於眾多的R孔除鏽只能手工用鋼絲刷來除鏽，這種除鏽方式無法保證塗裝表面預處理的質量，就更談不上塗裝的高質量。
三、船舶塗裝技術中的主要問題
對近兩年建造出口船舶時暴露出的塗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
由於“漆糊塗”的傳統概念,使塗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式上,塗裝工作往往是被忽視的,不僅施工環境和條件惡劣,而且只能“見縫插針”、“打游擊式地進行作業,與各工種混雜一起。剛塗裝完畢的塗膜,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,塗裝質量差,容易出事故。
2.基礎技術標準和工藝規程問題
鋼材的表面預處理質量是確保塗裝質量的基礎。鋼材表面防腐塗層的有效壽命,在很大程度上取決於鋼材表面的除鏽質量。鋼材表面的原始狀態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鏽質量,若干國家制訂了鋼材除鏽質量標準。國外船廠還編制有成套的塗裝工藝技術檔案。通過這一整套基礎技術標準和工藝規程等的指導和制約,從而對塗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,才開始瞭解國外的有關標準和規程等,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
除鏽塗裝工藝裝備方面的更新、改進是緩慢的,不少裝置陳舊落後,承造出口船舶以後,矛盾比較突出。沿用了多年的酸洗工藝,因清理後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。二次除鏽工裝,品種規格不全,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,噴嘴品種規格少,質量不穩定,影響塗裝工效和質量,增加塗料損耗,因而一艘2.7萬噸級散貨船要多用5、6萬美元的進口塗料。
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，狹窄區域，如果採用衝砂工藝處理，國外先進船廠通常會採用行動式衝砂裝置進行工藝處理，而按照我們現在的工藝標準，只能通過人工打磨進行。儘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，打磨相比於衝砂工藝來粗糙度會比較低，油漆的粘附力相對較弱;其次，打磨處理的效率與衝砂相比低很多，大大增船廠的塗裝工藝週期，拖延了整船的生產進度，致使船廠在交船時經常處於不利的談判地位。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衝砂相比。甚至不少船廠缺乏分段塗裝工場和相應的設施,更加難以保證質量和進度。由於磨料問題,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,要耗用價值一萬餘元的磨料。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,在除鏽塗裝過程中需用的環保和勞保用具及裝備方面還存在較多問題。
另外，PSPC在本專案中還突出體現在艙室合攏後壓載艙破損率的控制上。國外先進船廠，由於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，通常都是在可控範圍內。但是國內的船廠對塗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，我們在本專案上，採取了一下措施：1. 盡力控制壓載水艙的動火作業，在合攏區域，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. 在分段製造中，如果部分大型裝置由於到貨較晚，會事先按照圖紙完成裝置底座的焊接工作，以便使後續塗裝工作得以順利進行，而不必等待裝置到貨後引起的燒焊等破壞已有塗裝的作業。3. 移除壓載水艙的馬板，吊耳等結構件，通常採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，破損區域我們選擇用動力打磨至ST3，然後修噴2度油漆，膜厚至320µm;如果破損率超過2%，破損區域可以選擇衝砂處理至SA2.5。但由於工藝水平及裝置限制，我們通常是控制在2%以內，採用動力打磨方式進行破損處理。
4.科研技術隊伍問題
船舶除鏽塗裝工藝技術研究,屬於為生產服務的開發研究和應用研究,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、機械製造、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的科研技術人員共同協作,長期努力,才能逐步解決所研究的問題。我國船廠對除鏽塗裝工人的培訓大多不夠重視,經過專業訓練並具備豐富經驗的塗裝技術人員為數甚少,專業工藝研究單位中,從事塗裝技術科研工作的力量也不足,專業不配套,人員結構不成比例。
四、船舶塗裝技術中相關問題的解決措施
1.合理的施工工藝規範
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, 又要便於船廠施工, 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中, 油漆的使用量是非常大的, 儘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。由於新型油漆效能不斷提高, 通用性增加和塗布率的提高, 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效能, 而且可以減少塗裝次數和總膜厚, 從而有利於控制成本、縮短造船週期。
2.適當的塗裝工裝和裝置
常規的工裝裝置包括高空作業車、腳手架、通風機、照明燈及工業用空調等。一個有實力的船廠都會為塗裝施工配備足夠的作業車,以便施工人員能夠到達所需的工作處所, 並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塗裝施工中的難點, 因此, 提供足夠的照明、通風甚至空調裝置對改善施工環境、保證施工質量和人身安全是非常有益的。
不可否認，國外船廠在工藝及裝置方面，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的強制執行，國內很多船廠也在進行相應改革，包括添置更新裝置或聘請具有相關特種噴塗作業的經驗的廠家進行工程分包，以解決現階段的燃眉之急。
選擇適合的塗裝條件
絕大部分船體鋼板的表面需噴塗2 至5 度油漆, 正確的塗裝順序對於每一度油漆來說都尤為重要。在對鋼板表面噴塗油漆之前, 需對鋼板的表面狀況進行確認, 並對當時的溫度、溼度進行一定的檢測。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塗到鋼板上的油漆產生流掛, 並且乾燥過快的油漆表面易產生橘皮皺摺或黏附漆霧, 使漆膜表面成形受影響。而過低的鋼板溫度不利於油漆的乾燥, 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乾燥, 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的發展，船舶塗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的發展，不利於我國海工裝備業的可持續發展，更不利於我國海上軍事力量的發展。
參考文獻：
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