舰船超声波防海生物污损技术应用试验研究

摘要:针对舰船的海生物腐蚀污染问题,对超声波防海生物污损技术在海水阀箱、螺旋桨上的应用进行试验研究,同时检验超声波装置对海水阀箱、螺旋桨金属材料力学拉伸和冲击性能的影响。结果表明:在63 天的试验周期内,超声波防污技术对海生物的生长与附着有一定的抑制作用,对海水阀箱、螺旋桨金属材料的力学性能、冲击性能和表面涂层性能等基本无影响。研究结果证明了超声波防海生物技术的价值,并排除了应用风险,对舰船超声波防海生物技术的实船应用具有一定的指导意义。

船用碳钢大气腐蚀行为的研究进展

摘要:大气腐蚀是船用碳钢最常见的腐蚀形式之一,在造成巨大经济损失的同时严重威胁舰船安全。因此,对船用碳钢大气腐蚀行为的研究具有重要意义。为明确船用碳钢在远洋(Cl-) 、酸性(SO2) 和沿海(Cl-、SO2) 大气环境下的腐蚀行为,本文基于Q235钢梳理了船用碳钢的大气腐蚀机理,在此基础上,分析了碳钢在三种大气环境下的腐蚀特点、锈层形貌和腐蚀产物; 同时,系统性归纳总结了大气腐蚀的试验方法和分析方法;最后,对涂层防护机理和失效问题进行了综述,为舰船在典型地区大气腐蚀行为的预测和防腐设计提供理论依据。

船用薄板激光-电弧复合焊工艺研究

摘要:采用激光-电弧复合焊对船用AH36级6mm薄板进行焊接工艺对比试验。在不改变其他参数的情况下,通过改变预热功率与焊接速度,分别进行试验。结果表明:当焊前预热功率为20kW、焊接速度为2300cm/min时,焊缝成形良好且检测无缺陷,硬度分布均匀,拉伸接头强度高于母材,弯曲试样表面无可见裂纹,冲击吸收能量符合标准,是最优的参数组合;当焊前预热功率为5kW、焊接速度为2100cm/min时,焊缝成形余高较高,焊缝熔合线+2mm处冲击吸收能量过低。

船舶碳捕集、利用与封存技术综述

摘要:追踪了国内外围绕船舶碳捕集、利用与封存(CCUS)技术开展的研究,梳理了重点内容和主要研究成果;从CCUS不同技术路径的优缺点出发,分析了目前CCUS技术在船舶上的应用可行性;针对发展迅猛的液化天然气船舶,提出了开展CCUS的技术路线;总结了目前船舶CCUS技术存在的问题,针对性地提出了建议,并探讨了船舶CCUS关键技术的发展方向。研究结果表明:船舶CCUS技术可以在短期内显著减排,且适用于营运和新造在内的绝大多数含碳燃料船舶;国外正在积极部署船舶CCUS技术实船验证研究,但国内的研究多处于概念设计与仿真研究阶段;由于改造简单,技术成熟度高且成本低,燃烧后捕集法中的化学吸收法目前最适用于船舶碳捕集,但要解决能耗高和系统尺寸大等问题,需加快探索性能更优良的先进化学溶剂及更具革命性的捕集方法;液态存储是目前最成熟的存储方式,但还需要提升其安全性与经济性;亟需加快构建以大型CO2运输船为主的储运方式,推进港口与海洋平台CO2转驳、接收的基础设施建设;CO2在海洋油气田驱油驱气、淡化海水及能源催化重整等领域应用前景广阔,但船舶CO2利用技术亟待规模化、产业化和相关产业技术协同发展;将液态CO2或干冰进行海洋封存是未来的发展趋势,但亟需完善相关标准和法律法规,推动封存配套装备和技术开发;需要探索出一整套标准化、系统化的碳排放管理模式,推动CCUS技术配套发展,构建完整、绿色、经济、高效的船舶CCUS产业链。

复合材料导管对泵喷推进器水动力性能及振动特性的影响

摘要:[目的]针对泵喷推进器的轻量化与减振需求,提出将碳纤维增强复合材料(CFRC)应用于泵喷推进器导管。[方法]首先,建立泵喷推进器CFD/FEM 双向流固耦合数值计算方法,获取泵喷推进器在流体激励下的结构响应,进而分析结构变形对水动力性能和轴系激励的影响;然后,建立泵喷推进器的CFRC 导管模型,分析CFRC 对泵喷推进器水动力、结构振动传递和响应的影响。[结果]CFRC 导管泵喷推进器的结构变形为10−7 m 量级,对水动力性能没有影响;复合材料导管前4 阶湿模态的固有频率比干模态减少了65.3%~80.2%;在振动特性方面,在定子与导管连接约束处激励时, CFRC 导管的总加速度级相较于金属材料(铜合金)下降了1.053 3 dB,但在内表面激励时CFRC 导管的振动性能则有所反弹。[结论]CFRC 在实现轻量化的同时,还可以显著改善泵喷推进器的振动特性,研究成果可为推进器设计提供参考。

基于吸隔声超材料的舰船声隐身技术研究进展

摘要: 随着水下探测技术的多元化发展,探测精度与分辨率持续提升,以消声瓦为代表的传统声隐身技术面临低频声波吸收性能不足的问题。而声学超材料凭借其独特的“小尺寸调控大波长”物理特性,在船舶振动噪声控制领域展现出巨大的应用潜力,为此,系统梳理船舶声隐身技术的主要技术路径及其技术瓶颈,重点从作用机制和工程应用两个维度深入探讨声子晶体、薄膜型超材料和亥姆霍兹型超材料在空气介质中的声学调控特性。随后,基于现有研究成果进一步探讨基于超材料的水下声学覆盖层的应用,展望其未来的发展趋势。

船用材料运输工装的研发与应用

摘要:在多批量、多船型并行建造的总组阶段,原有的龙门吊、塔吊等吊装资源已无法满足所有材料的吊装需求,需按任务的轻重缓急及申请顺序进行吊装作业。由于巨型总段等晒装材料物量巨大,吊运作业无法满足作业需求,造成经常性等待作业,导致现场人员出现作业等工、误工的工时浪费。为此,研发了一种适用于多工况船舶建造场景作业的材料运输工装,在吊车等资源不足的情况下,可以长期有效地运输材料,以满足现场材料吊运需求。

焊接机器人在船舶建造中的应用与发展

摘要:为了响应《推进船舶总装建造智能化转型行动计划(2019—2021)》的提出,提高造船的质量、效率和效益,增加我国船舶行业的国际竞争优势,我国船舶行业应迅速提升船舶焊接装备技术,加快推广焊接机器人在船舶行业中的应用与研究,逐渐完成船舶建造智能化的转型。为此,主要阐述了国内外学者关于管道型焊接机器人、吊篮式焊接机器人、移动式焊接机器人及龙门式焊接机器人的研究,并结合焊接机器人在船企应用的案例,对船舶焊接机机器人发展趋势进行探讨。

基于复合模型驱动的船舶设备二三维协同布置技术

摘要:[目的]针对传统的船舶三维物理模型与二维原理图之间的数据割裂、难以并行建模等问题,提出一种基于复合模型驱动的船舶设备二维、三维协同布置技术。[方法]首先,通过构建面向系统的复合模型,自动识别并配置二维、三维模型的关联参数集,包括设备几何尺寸、空间位置坐标、物理性能参数以及船舶系统功能逻辑关联等多维度信息;然后,基于舱室布置智能关联映射算法,依据二维原理图的逻辑关系,自动在三维模型中实现设备布置的精准映射与动态更新,确保二维、三维模型在设计过程中的协同变化;最后,开展机舱布置案例的技术验证。[结果]对比结果表明,相较于传统的非协同设计流程,二维、三维协同布置技术的效率提高了约4.5%,充分验证了所提方法的可行性与有效性。[结论]研究成果可为船舶设备二维、三维协同布置提供参考。

超临界二氧化碳发电系统在未来舰船动力领域的应用前景与关键技术分析

摘要:超临界二氧化碳(S-CO2)发电系统以S-CO2 作为工质,基于真实气体的闭式布雷顿循环,通过直接或间接方式将热源释热转换为电能,具有功率密度高、循环效率高等优势,可以较好地满足未来舰船动力发展的需求。通过介绍S-CO2 发电系统的技术特点及其近60 年的发展历程,提出面向舰船总体设计和动力系统应用的 7 种关键技术,涵盖总体设计、协调匹配、运行控制、电磁兼容、减振降噪、工质控制、安全可靠等方面,并基于系统工程方法论,梳理并提出舰船S-CO2 发电系统设计的总体思路。