船舶工程技术毕业论文参考
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船舶工程技术毕业论文参考篇1
论生物工程技术在船舶防污染中的应用
摘要： 随着航运业的蓬勃发展，船舶对海洋环境造成的污染也越来越严重，传统的物理方法和化学方法在处理船舶所造成的这些污染过程中已经难以满足治理需要，而生物工程技术凭借着效率高、安全、廉价、无毒的优良特性正逐渐应用在船舶污染防治中，为此本文着重论述了现代生物技术在船舶防污染和保护海洋生态环境中的应用。
关键词： 现代生物工程技术;船舶防污染;生物技术应用
1 现代生物工程技术概述
现代生物工程技术是一项以DNA分子技术作为应用基础，在生物的个体、细胞甚至分子层面上运用生物技术手段，严格遵循要达到的目的，以生物学知识为应用基础对生物进行设计和操作，实现其预期额目的和作用的现代科学方法，主要包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程等诸多系列的生物高新技术。
生物工程技术作为一门具有综合性和应用性的学科最早可以追溯到上世纪70年代，直到90年，现代生物工程技术才真正产生，通过发挥其独特作用渐渐造福人类。生物工程技术被认为是21世纪的主导技术，随着该项技术的不断发展，其所具有的独特优势作用也不断显现，正越来越受到世界各国的普遍重视，生物工程技术将为解决人类面临的环境、资源、人口、能源、粮食危机提供技术保障和支持。
现代生物工程技术不仅在作物改良研究、医药、食品工程中起着重要作用，而且能有效控制日益严重的污染问题，在环境和生物监测中起着重要的作用，比如在处理海洋污染中常用的生物技术通常涉及分子生物学、细胞生物学、发育生物学、生殖生物学、遗传学、生物化学、微生物学等学科，可以通过研究这些学科来实现生物工程技术在船舶防污染中的应用。
运用现代生物工程技术处理污染问题与运用传统方法相比，生物控制方法明显具有许多独特的优点，生物工程技术通常情况下是以酶促反应为基础的生物化学过程，同时反应过程所需要的反应条件通常是常温、常压和近乎中性的条件，所以一般情况下这些生物处理技术都是能够实现的，并且还不会因为条件苛刻而影响其他反应的正常运行，这与物理化学处理方法技术需要高温高压的反应条件相比，大大简化了程序和反应过程，同时所需的设备也简单便于操作，整体工艺稳定安全等优点。
2 船舶航运对海洋造成的污染
海洋在人类社会的发展史上具有重要的地位，海洋生态环境是人类生存和发展的物质基础之一，同时随着海上货运量的逐年增加不可避免的在船舶运输中产生了一系列的污染海洋环境的问题，使海洋的生物资源遭受严重破坏，甚至危害到了人类的健康和生存。
随着船舶事业的蓬勃发展，无数的船舶在海洋上航行越来越频繁，随之而来的是与日俱增的船舶和各种有害物质品种进入海洋，使海洋生态环境受到不同程度的破坏，从一定程度上造成了海洋污染。在一般情况下，带来物质污染可分为油性污染物和非油性污染物。
2.1 油性污染物 一般情况下，船舶带给海洋的油性污染物主要是船舶在营运作业期间向海洋中排放的油性混合物和船舶在遭受海难事故中产生的溢油问题，这两类问题都不同程度的造成了海洋中有毒污染物的增加，对海洋的生态环境改变具有直接作用，因此需要慎重对待和分析。
船舶在营运期间向海洋中排放的油性混合物主要有：油船的压载水、洗舱水、船舶机炉舱的含油舱底水和分油机排出的油渣。其中油船压载水是指油船在卸货后空载返航时，为保持船舶有一定的吃水和稳性而注入货油舱的海水或淡水;油船洗舱水是指油船在进坞修船、通过运河和狭窄航道或换装不同品种油料时，为清洗货油舱所用的清洗水;船舶舱底水是指船舶动力装置运转期间，由于燃油系统、滑油系统等的渗漏，船舶检修时漏入舱底的油料，擦洗机器的破布棉纱等，当混入机炉舱舱底水中，未经处理排放时将造成可观的污染;分油机排出的油渣是指主副机锅炉烧用的燃油所产生的渣料。
船舶由于海上事故原因所产生的事故性溢油主要有船舶因触礁、碰撞、搁浅和失火等意外事故所造成的油船货油舱、货船燃油舱等破损的大量溢油，这类污染的特点是：常常发生在近岸或港湾内，往往在短时间内把大量石油类突然倾泻海中，对海洋生物资源，沿岸居民的生活环境和港湾设施危害甚大。[1]
2.2 非油性污染物 船舶所产生的非油性污染物主要指散装运载含有有害物质的液体或固体货物所产生的货舱洗舱水和舱底水，船舶生活污水和各种垃圾。 船舶在运输中产生有害洗舱水、压载水和舱底水的原因是随着油气运输船和化学制品运输船的数量越来越多，吨位越来越大，船舶所运载的含有害物质货物产生的货舱洗舱水和舱底水排放时约含0.6%运输量的有害残液，船舶从一港驳入的压载水可能带有有害生物到另一港排放时将给当地的海生物带来危害，这些有害残液或压载水排放时将危害海洋生物和人类健康。
船舶所产生的生活污水主要包括盥洗水、粪便及厕所冲洗水、厨房和医务室排出水及运送动物舱内的清洗水等，这些污水带有大量的细菌和传染病毒，对海洋生态系统的平衡也具有重要影响。
船舶运输过程中产生的垃圾主要来自运输货物而产生的包扎和垫舱材料、船舶维修保养而产生的废弃物，比如油漆、铁锈、废纸、玻璃及纤维、生活食品废料及食品包装等，这些垃圾排放入海也将造成污染。[1]
3 船舶防污染的传统方法
对于处理船舶所带来的污染问题，传统意义上一般采取化学和物理两种方法，按照所使用方法的原理来分主要分为化学分离法和物理分离法以及其他方法，下面简单介绍以下这三类方法。
3.1 化学分离法 化学分离法按照所使用方法的不同主要分为两类：沉淀法和电浮分离法，这两类方法使用条件不同，但是所达到的效果则相似。
沉淀法是利用使油污沉淀或上浮的原理，通过向含油污水中投放絮凝剂或聚集剂而达到油水分离的一种方法，其中所使用的两种沉淀剂又有细微的区别，絮凝剂可使油凝聚成凝胶体而沉淀，而聚集剂则使油凝聚成胶体使其上浮。
电浮分离法的原理是把含油污水引进装有电极的舱柜中，利用电解产生的气泡在上浮过程中附着油滴而加以分离、从而实现油水分离的方法。[1]
3.2 物理分离法 物理分离法按照分离原理不同，可以分为以下几类：
3.2.1 重力分离法 重力分离法是利用油和水的密度差，使水中油滴克服水流阻力上浮与水分离的一种方法，这种方法的主要影响因素是油粒直径、油和水的密度、温度，其中一般认为油粒直径小于50um的情况下这类方法就不再起作用，比如重力分离法就很难分离乳化油，另外重力分离法如按其作用方式的不同，还可分为机械分离、静置分离和离心分离三种。
3.2.2 过滤分离法 过滤分离法的原理是让油污水通过多孔性介质滤料层时，油污水中的油粒及其它悬浮物被滤料层截留，而水可以通过滤层排出，这类方法的特点主要有：一是油水分离的过程主要靠滤料层阻截作用，将油粒及其它悬浮物截留在滤料表面;二是具有很大表面积的滤料对油粒及其它悬浮物的物理吸附作用和对微粒的接触媒介作用，增加了油粒碰撞机会，使小油粒更容易聚合成大油粒而被截留。
3.2.3 聚结分离法 聚结分离法的主要原理是运用润湿理论和碰撞聚结理论，当微小油粒通过多孔材料时，让这些细小微粒互相碰撞促使油粒聚合增大从而上浮和分离，这类方法最大的特点是精细化，但是在使用聚结分离法时影响粗粒化程度的因素主要有聚结元件的材料选择和材料充填的高度密度等，决定聚结分离程度的关键是材料和油粒之间的相互作用，也就是说只有材料和油发生润湿，聚结才能发生。
3.2.4 吸附分离法 吸附分离方法的原理是用多孔性固体吸附材料作为滤器，当污水通过滤器时微小油粒被吸附在固体表面上，从而使油水分离，这类方法的特点是由于分子间普遍存在着引力，所以这类吸附方法没有选择性，并且可以吸附多层粒子。
3.2.5 气浮分离法 气浮分离法的原理就是通过产生气泡将污水中的细微油粒吸附上浮，从而达到油水分离的目的。[1]
3.3 其他分离方法 在实际操作中，除了常用化学分离法和物理分离法之外，经过方法创新，还有其他的一些分离方法，这些分离方法主要有：电解分离法、凝聚分离法、活性污泥法(生物化学法)、超滤膜过滤法、反渗透法。
4 生物工程技术在船舶防污染中的应用
以上部分主要列举出了一些传统的物理法和化学法在船舶防污染中的应用，虽然化学法处理污染的效果好，但因其操作条件差，腐蚀性高，还存在着二次污染又不能满足环保的要求，物理法也存在着一定缺陷，因而可以考虑在船舶防污染中应用生物工程技术，在船舶防污染中引进生物工程技术的原理是由于被污染过的海洋污水中存在着许多成分复杂的有毒物质，而运用生物技术中的微生物自身的降解作用可以降解海洋污水中的有毒物质，将其转化为无毒物质，从而使污水得到净化。
将生物技术运用到船舶防污染中，可以有效保护海洋环境，目前，在该领域得到应用的生物工程技术主要包括生物修复、防生物附着、生态毒理、环境适应和共生等，具体而言主要有以下几个应用方面：
4.1 处理油污染 船舶带给海洋的油性污染物都不同程度的造成了海洋中污染物的增加，对海洋的生态环境具有严重的破坏作用，生物工程技术在处理这类污染过程中采取的原理是运用微生物的生物降解将石油中的大分子降解为小分子，最后完全氧化为二氧化碳和水，这种方法具有高效、经济、安全、无二次污染的独特优点，对于海洋环境没有副作用。
4.2 处理有害防污漆污染 为了防止船底生物附着造成污染，减小船舶航行的阻力，节省燃料，提高船舶运营效率，运用生物工程技术的原理就是利用海洋生物的自身防污损机理，确保海洋生物污染预防机制正常运行，加大对有益微生物的筛选，从而提取和分离防污活性物质，制备天然生物防污剂用于海洋附着生物的防除。[4]
4.3 防治海洋大气污染 一般情况下，船舶运输过程中都会产生一定量的废烟废气，故而会向海洋大气中注入硫氧化物、氮氧化物和烃类污染物等有害气体，这些气体会对海洋大气造成严重污染，也会对动植物及人类造成极大危害，故而可以运用生物技术来处理海洋大气污染，大气污染的生物技术治理原理是利用微生物的生化作用，首先将大气污染物进行分解然后转化为无害或少害物质，从而达到治理的目的。[4]
参考文献：
[1]佚名.船舶防污染技术技术[EB/OL].百度文库.
[2]段怡萍.现代生物技术在环境保护中的应用和前景[J].科技创业月刊，2005(5).
[3]佚名.21世纪海洋生物技术发展展望[EB/OL].论文天下，2007.
[4]吉云秀，公维民.生物工程在船舶防污染的应用及发展前景[J].中国航海，2003(4).
船舶工程技术毕业论文参考篇2
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
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).
