張濤

（中海福陸重工有限公司，廣東 珠海 519050）

海洋平臺制造企業(yè)制造過程的綠色化改造將主要從以下幾個生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行改造提升。

1 鋼材預(yù)處理綠色化改造

鋼材表面預(yù)處理是整個工藝流程中的第一個加工環(huán)節(jié)，鋼材預(yù)處理是指鋼材在加工前(即原材料狀態(tài))清除鋼材表面的氧化皮、銹斑和油跡，并涂上一層保護(hù)底漆的加工工藝。鋼材經(jīng)過預(yù)處理可以提高機(jī)械產(chǎn)品和金屬構(gòu)件的抗腐蝕能力，提高鋼板的抗疲勞性能，延長其使用壽命。然而在實際生產(chǎn)中，許多企業(yè)往往只是使用風(fēng)動鋼絲刷等工具進(jìn)行簡單清理，甚至是省略這一步驟，這是極為不對的做法。實踐證明，一般經(jīng)過預(yù)處理的鋼板比手工或風(fēng)動鋼絲刷清理的鋼板耐腐蝕壽命長五倍。而且手工風(fēng)動鋼絲刷對鋼材清理時，產(chǎn)生的大量鐵屑粉塵難以收集處理，一般都是直接排放到空氣中，在污染環(huán)境的同時，還嚴(yán)重危害著施工人員的健康。

1.1 設(shè)備投資建議

配置鋼板兼型鋼預(yù)處理流水線，并配備除塵系統(tǒng)和有機(jī)廢氣凈化系統(tǒng)，對預(yù)處理時產(chǎn)生的鐵屑粉塵和有機(jī)廢氣進(jìn)行集中處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計研究總院的研究，年鋼材預(yù)處理量2萬t以上，采用流水線作業(yè)模式較為經(jīng)濟(jì)合理，5000t以下則完全合理。

1.2 效益分析

（1）通過對預(yù)處理產(chǎn)生的鐵屑和有機(jī)廢氣進(jìn)行集中處理，避免手工清理時鐵屑粉塵和有機(jī)廢氣的無組織排放，減少對環(huán)境的污染；（2）使鋼板和型鋼的預(yù)處理率達(dá)到100%，實現(xiàn)噴砂和底漆噴涂的自動化，降低人工成本，提高工作效率。

2 切割下料綠色化改造

傳統(tǒng)的鋼材下料工藝以火焰切割為主，原理是利用氣體火焰的熱能使金屬融化分離。在金屬融化的過程中，會產(chǎn)生較大的煙塵，據(jù)統(tǒng)計，氧氣-乙炔切割每分鐘產(chǎn)生煙塵約為40-80mg，如果不加以處理，不僅造成環(huán)境的污染，一線員工長期吸入還可導(dǎo)致矽肺。

2.1 設(shè)備投資建議

鋼板切割采用數(shù)控等離子水下切割機(jī)，具有一水位可升降的切割平臺，當(dāng)開始切割時進(jìn)氣閥打開風(fēng)機(jī)給水床氣囊充氣，水位快速上升，當(dāng)水剛好淹住鋼板時關(guān)閉氣動閥，水位停止不動，切割時所產(chǎn)生的煙塵和弧光全部被水吸收。當(dāng)切割結(jié)束時出氣閥打開，氣囊放氣水位下降以便操作人員做標(biāo)記和下料。

2.2 效益分析

（1）水下切割是在水面以下進(jìn)行鋼材切割下料的工藝，由于鋼板的切口是在水下完成的，因此切割時所產(chǎn)生的煙塵和弧光會全部被水吸收，減少了對環(huán)境的污染和對員工健康的危害；（2）切割成本降低，根據(jù)某船廠的調(diào)查，火焰切割厚度18mm的鋼板，每米的消耗費用約為0.91元/m，而等離子切割約為0.83元/m。（3）切割效率提高，傳統(tǒng)火焰切割速度一般在750mm/min以內(nèi)，等離子切割速度基本上都可達(dá)到6m/min。（4）切割精度高，等離子切割是利用具有很高能量密度的高溫等離子電弧對切口集中加熱，快速熔斷的切割技術(shù)。由于等離子弧能量更集中、溫度更高、切割速度較快、切口無毛刺和掛渣，無需打磨或者二次機(jī)加工。

3 管線制作綠色化改造

海洋平臺工藝管線的數(shù)量多、規(guī)格復(fù)雜，一個萬噸級的海洋平臺管子總長度超過一萬米。管子形狀有直管、彎管、帶支管的直管或彎管、彎頭拼接管等。管子規(guī)格從2～60寸不等。傳統(tǒng)的制作方式是使用大量人工，分班組加工，每個班組制作的管線會涉及各種型號規(guī)格，效率極其低下，而且由于大量人力的投入，人員過于分散，焊接產(chǎn)生煙塵無法集中有效處理。

3.1 設(shè)備投資建議

采用成組技術(shù)和“管件族”制造法，按照管件族的劃分，設(shè)置對應(yīng)的互不干擾的管線生產(chǎn)線。所謂成組技術(shù)，就是將管線按照形狀、尺寸、材料、加工方式及所需設(shè)備等的相似性分類，劃分“管件族”，如：直管族、彎管族、帶附件（法蘭、套管等）的直管族，帶附件（法蘭、套管等）的彎管族等，從而批量生產(chǎn)的高效加工方式。一般按照管線材質(zhì)，設(shè)置不銹鋼和碳鋼加工單元，每個加工單元可按照管線尺寸，配置2″～14″管子生產(chǎn)線、8″～24″管子生產(chǎn)線、16″～48″管子生產(chǎn)線以及26″～60″管子生產(chǎn)線等不同尺寸的管子生產(chǎn)線。每套生產(chǎn)線配置一套高真空焊煙凈化裝置，對焊接產(chǎn)生的煙塵進(jìn)行集中處理。

3.2 效益分析

（1）按管件族劃分設(shè)置的管線生產(chǎn)線，組對焊接工位固定，產(chǎn)生的焊接煙塵可以集中處理，解決了因為人工單件生產(chǎn)或小批量生產(chǎn)時，焊接煙塵隨意排放的痛點，在減少對環(huán)境污染的同時，也保護(hù)了員工的職業(yè)健康；（2）管件族的劃分，實現(xiàn)管線的大批量自動化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，降低資源能源消耗。

4 涂裝工藝綠色化改造

涂料作業(yè)在過程中會產(chǎn)生大量的揮發(fā)性有機(jī)廢氣，嚴(yán)重地危害生產(chǎn)工人的健康，如果處理不及時還會有爆炸的風(fēng)險?；钚蕴坑袡C(jī)廢氣處理工藝，由于其價格低廉，是使用最為廣泛的一種有機(jī)廢氣處理方式。然而活性炭存在壽命短、不穩(wěn)定、受水氣影響大、難脫附高沸點有機(jī)物等缺點，在熱氣流再生過程中易發(fā)生火災(zāi)，存在一定的安全風(fēng)險。

4.1 設(shè)備投資建議

采用沸石轉(zhuǎn)輪有機(jī)廢氣處理工藝。沸石轉(zhuǎn)輪有機(jī)廢氣處理工藝，是利用沸石材料自身的超強(qiáng)吸附和脫附特性，使原本大風(fēng)量、低濃度的VOCs廢氣，轉(zhuǎn)換成小風(fēng)量、高濃度的廢氣，再經(jīng)由后端終處理設(shè)備（RCO/RTO）進(jìn)行處理的工藝。沸石具有耐高溫、不可燃、良好的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性等優(yōu)點。

4.2 效益分析

（1）不造成二次污染。轉(zhuǎn)輪中的沸石高分子篩材料在使用完后，不屬于危險廢棄物，簡單處理即可。而活性炭由于會殘留大量的有機(jī)物，屬于危險廢棄物，會造成環(huán)境的二次污染；（2）性能穩(wěn)定。相比于活性炭有機(jī)廢氣處理，沸石轉(zhuǎn)輪處理的性能非常穩(wěn)定，不會隨使用時間的增加而降低處理效率，其有機(jī)廢氣的凈化率穩(wěn)定保持在95%以上。

5 總裝階段綠色化改造

隨著海洋石油開發(fā)的高速發(fā)展，海洋平臺鋼結(jié)構(gòu)陸地建造的重量越來越大，從最初的幾百噸到現(xiàn)在的幾萬噸不等。由于自重大，考慮到后期裝船運輸，一般采用滑道建造，以牽引拖拽的方式將海洋平臺鋼結(jié)構(gòu)從滑道輸送至運輸船?；澜ㄔ齑嬖谝韵氯秉c：一是滑道建造方式使得海洋平臺鋼結(jié)構(gòu)的陸地建造只能在固定的滑道進(jìn)行總裝，限制了總裝場地資源的合理利用。以一個萬噸級海洋平臺總裝為例，在滑道上的總裝時間一般在10個月左右，在此期間，該條滑道只能供一個產(chǎn)品總裝使用。二是隨著海洋平臺鋼結(jié)構(gòu)陸地建造的重量越來越大，滑道承載力會越來越捉襟見肘，直至不滿足載荷要求而不得不重新投資建設(shè)。而新建滑道的投資巨大，萬噸級滑道的建設(shè)成本約為35萬元/m，加重企業(yè)的投資負(fù)擔(dān)；三是在牽引拖拽裝船出運時，需要在滑靴底部涂抹大量潤滑油脂，以減少滑靴與滑道之間的摩擦。這部分潤滑油脂屬于一次性消耗，無法回收利用。

5.1 設(shè)備投資建議

采用非滑道建造、滾裝裝船工藝，購置一批SPMT（自行模塊化運輸車），SPMT可根據(jù)運載結(jié)構(gòu)物形式和重量自由拼裝，靈活組合。單車每軸線最大承載力約為30～50t，多個軸線組合后，最大載重量可達(dá)50000t以上。同時SPMT對地面平整度要求不是太高，遇到坑洼路面，通過液壓油缸壓力平衡，每個車軸會自動找平，調(diào)節(jié)各車輪的載荷平衡，使得運輸?shù)闹匦臀锛冀K保持水平。

5.2 效益分析

（1）SPMT運輸重型結(jié)構(gòu)物的方式，使得海洋平臺的總裝不再局限在滑道上進(jìn)行，解除了滑道資源對生產(chǎn)的限制，對于企業(yè)擴(kuò)大產(chǎn)能和提高總裝場地資源極為有利；（2）SPMT可以根據(jù)結(jié)構(gòu)物重量任意組合拼裝的方式，提高了運輸?shù)臋C(jī)動性和靈活性，在降低滑道投資成本的同時，也能避免“大馬拉小車”造成的資源浪費；（3）減少了在滑道滑移裝船時潤滑油脂無法回收造成的對周圍環(huán)境的影響。

6 結(jié)語

隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)社會帶來的“環(huán)境污染、生態(tài)破壞、資源短缺”這三大災(zāi)難逐漸在我們的生活中顯現(xiàn)其可怕的力量，企業(yè)履行必要的社會環(huán)境責(zé)任開始引起了越來越多的政府、非政府組織、學(xué)術(shù)各界的關(guān)注和重視，并逐步成為了公司治理和戰(zhàn)略管理的重要理念。海工裝備制造業(yè)是國家發(fā)展高端裝備制造業(yè)的重要組成部分，作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，海洋工程裝備業(yè)處于世界高端制造領(lǐng)域，對投資、技術(shù)進(jìn)步、就業(yè)的拉動效果極為明顯。海洋工程裝備等高端制造業(yè)的綠色化發(fā)展，必然成為帶動整個制造產(chǎn)業(yè)升級的重要引擎。