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      船用液位遙測(cè)試驗(yàn)工法研究和應(yīng)用

      2015-05-18 14:12:06張熊富
      關(guān)鍵詞:船舶建造

      摘要:采用工裝和軟管將液位遙測(cè)傳感器和測(cè)深管有效連接,形成U型管而測(cè)量液位高度的原理。通過向測(cè)深管和軟管注入淡水進(jìn)行試驗(yàn)和校準(zhǔn),達(dá)到液位遙測(cè)效用試驗(yàn)?zāi)康模行У乇苊饬擞民g運(yùn)油料進(jìn)出的困難,降低了試驗(yàn)成本,縮短了試驗(yàn)工期。文章所述工法涉及船舶建造過程中船用液位遙測(cè)試驗(yàn)領(lǐng)域的應(yīng)用。

      關(guān)鍵詞:船舶建造;液位遙測(cè);U型管;等高原理;試驗(yàn)工法 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

      中圖分類號(hào):U664 文章編號(hào):1009-2374(2015)18-0046-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.024

      1 技術(shù)背景概述

      很多散貨船或其他船型上都設(shè)有壓載水艙(海水艙)、淡水艙、油料艙(重油艙、柴油艙等),每個(gè)油水艙都安裝有測(cè)深管,即采用測(cè)深尺放入測(cè)深管底部,測(cè)量液位高度,并通過查閱手動(dòng)測(cè)深表(設(shè)計(jì)院通過船舶設(shè)計(jì)軟件計(jì)算得出的數(shù)據(jù)表格),得出相應(yīng)的艙容。但是這種測(cè)深方式是一種手動(dòng)的測(cè)量方式,目前很多船型都安裝了船用液位遙測(cè)系統(tǒng),即安裝在油水艙底部的壓力式傳感器,可及時(shí)感應(yīng)由于液位高度變化而引起的壓力變化,并將液位高度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào),該信號(hào)經(jīng)放大器轉(zhuǎn)換為4~20mA(二線制)模擬信號(hào)輸出,此信號(hào)通過安全柵傳送至控制電腦上顯示液位高度的數(shù)值,同時(shí)也將液位遙測(cè)測(cè)深表輸入控制電腦的顯示軟件中并顯示出艙容。這樣,船舶在航行過程中可以監(jiān)控油水艙的液位高度和容積。

      江門市南洋船舶工程有限公司37000DWT系列散貨船首次安裝船用液位遙測(cè)系統(tǒng),但在碼頭系泊試驗(yàn)時(shí)遇到很大的困難。特別是油艙的液位遙測(cè)效用試驗(yàn)(即通過油艙之間調(diào)駁試驗(yàn))實(shí)施困難,比如耗費(fèi)成本較大,試驗(yàn)周期長(zhǎng)等,原因主要有以下四個(gè)方面:(1)每個(gè)重油、柴油儲(chǔ)存艙艙容很大(部分重油艙容超過200t),每條船至少10個(gè)儲(chǔ)存艙,交船前船廠只向其中一個(gè)重油艙加注60t重油(380cSt/50℃)和一個(gè)柴油艙加注30t柴油,而每個(gè)油艙必須分別注油達(dá)到25%、50%、75%、100%四個(gè)艙容狀態(tài)進(jìn)行液位遙測(cè)效用試驗(yàn),另外也需要在90%高位報(bào)警的艙容狀態(tài)下設(shè)定報(bào)警點(diǎn)效用試驗(yàn),故調(diào)駁重油或柴油進(jìn)行效用試驗(yàn)的工作量和難度很大。交船前加油量也滿足不了試驗(yàn)要求;(2)如調(diào)駁重油或柴油對(duì)10個(gè)油艙進(jìn)行效用試驗(yàn),周期至少1~2月,周期很長(zhǎng),而且船舶碼頭周期不允許;(3)采用重油駁運(yùn)過程中必須加熱到50℃左右,試驗(yàn)期間鍋爐必須一直燃燒柴油產(chǎn)生蒸汽用來加熱重油,估計(jì)鍋爐每天(按12小時(shí)計(jì)算)消耗1噸柴油,30~60天周期約消耗30~60噸,耗費(fèi)成本巨大;(4)咨詢液位遙測(cè)廠家和其他大型造船廠,小型船舶油艙容小的可以用調(diào)駁油料方法效用試驗(yàn),萬噸及以上船型,廠家在碼頭只是對(duì)油艙的液位遙測(cè)傳感器通電、檢查,無法調(diào)試和設(shè)定參數(shù),由服務(wù)商向船員提供使用說明書和演示調(diào)試、設(shè)定方法和程序,交船后由船員自行調(diào)試和使用。很明顯,船東都不接受液位遙測(cè)未調(diào)試和設(shè)定合格就交付給船員的做法。

      綜合上述困難,通過工法研究,以采用船用液位遙測(cè)試驗(yàn)裝置結(jié)合U型管液位等高原理的方法對(duì)液位遙測(cè)進(jìn)行等效試驗(yàn),突破技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn),降低成本,縮短

      周期。

      2 工法研究?jī)?nèi)容

      本工法的目的是提供一種船用液位遙測(cè)試驗(yàn)工裝,適用于在船上進(jìn)行液位遙測(cè)系統(tǒng)等效試驗(yàn)。

      為了達(dá)到上述目的,本工法的技術(shù)方案如下:根據(jù)U型管液位高度相等原理,采用軟管連接測(cè)深管和液位遙測(cè)傳感器的方式,并向測(cè)深管和U型軟管注入淡水進(jìn)行等效試驗(yàn),例如加注淡水至油艙測(cè)深管液位分別在25%、50%、75%、100%時(shí)用測(cè)深尺測(cè)量液位高度,查手動(dòng)測(cè)深表得到容積,并通過調(diào)試液位遙測(cè)系統(tǒng)電腦上顯示和設(shè)定相關(guān)參數(shù),達(dá)到液位遙測(cè)系統(tǒng)顯示液位高度和容積與手動(dòng)在測(cè)深管內(nèi)測(cè)量的結(jié)果一致。本試驗(yàn)工裝和方法突破了技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn),試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單、可靠。

      本工裝的效果如下:試驗(yàn)期間,只需要服務(wù)廠商、調(diào)試人員在所有油艙安裝此試驗(yàn)裝置,并向U型軟管和測(cè)深管內(nèi)加注淡水、測(cè)量液位、調(diào)試、報(bào)驗(yàn)等,完成此試驗(yàn)工作只需2~3天時(shí)間。

      3 工法的應(yīng)用

      如圖1,船用液位遙測(cè)試驗(yàn)裝置由短管一、短管二、三通短管、軟管、喉箍、漏斗組成。零件1、零件2和零件3由船廠制作,零件4、零件5和零件6需采購,每個(gè)安裝了液位遙測(cè)傳感器的油艙需要安裝一套此試驗(yàn)裝置,一般情況下,一艘散貨船或其他型船約10~20個(gè)油艙,每次液位遙測(cè)試驗(yàn)前需安裝10~20套此試驗(yàn)裝置同時(shí)進(jìn)行調(diào)試,此試驗(yàn)裝置可以循環(huán)利用,達(dá)到了縮短周期、節(jié)約成本的目的。

      船用液位遙測(cè)試驗(yàn)工裝的使用方法如下:

      第一,根據(jù)圖1分別制造零件1、零件2和零件3,并采購零件4、零件5和零件6,數(shù)量根據(jù)實(shí)船油艙數(shù)量確定,每個(gè)油艙配備1套此裝置。

      第二,按照?qǐng)D1安裝零件,并用軟管將液位遙測(cè)傳感器和測(cè)深管連通。軟管和短管連接處用喉箍扎緊,并將軟管從油艙頂部人孔蓋位置穿出油艙外。

      第三,測(cè)深管和軟管形成U型,根據(jù)U型管液面等高原理,試驗(yàn)時(shí),在油艙頂部通過漏斗向軟管和測(cè)深管內(nèi)注入淡水,并經(jīng)過測(cè)深尺手動(dòng)測(cè)量測(cè)深管內(nèi)的淡水高度和查閱手動(dòng)測(cè)深表得出艙容,此淡水高度也通過液位傳感器傳送至控制電腦上顯示,經(jīng)過查看電腦顯示艙容是否與手動(dòng)測(cè)深結(jié)果一致,如不一致,需經(jīng)過調(diào)整液位遙測(cè)的盲區(qū)。調(diào)整后,需重新灌入淡水至另一種不同高度,再次重復(fù)檢查手動(dòng)測(cè)深和液位遙測(cè)顯示值是否一致,如不一致,再重復(fù)以上步驟,直至結(jié)果滿足要求(誤差不超過0.5%~2%)。調(diào)試完畢,一般情況下,需向船東提交25%、50%、75%、100%等狀態(tài)的報(bào)驗(yàn)和

      記錄。

      此液位遙測(cè)試驗(yàn)裝置和方法在我司37000DWT系列散貨船上得到了很好的應(yīng)用,順利地向船東交驗(yàn)液位遙測(cè)等效試驗(yàn)??傊?,此方法避免了油艙的油料駁運(yùn)、鍋爐運(yùn)行等操作,節(jié)約了很大的工作量和成本。每條船縮短了約1~2個(gè)月的試驗(yàn)周期,節(jié)省鍋爐燃燒柴油成本約20~30萬元/船,節(jié)省工人調(diào)駁油料消耗工時(shí)1000h/船。

      4 結(jié)語

      據(jù)了解,目前國(guó)內(nèi)的造船廠都是按照廠家的建議在碼頭調(diào)試期間直接向油艙加油進(jìn)行駁運(yùn)效用試驗(yàn),或者不調(diào)試,只有我司唯一通過研究本工裝,采用液位遙測(cè)試驗(yàn)裝置和等效試驗(yàn)方法,并得到了實(shí)船的驗(yàn)證。

      參考文獻(xiàn)

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      德.船舶工程技術(shù)手冊(cè)[M].上海:上海交通大學(xué)出版社,1970.

      [3] 樊尚春.傳感器技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2010.

      作者簡(jiǎn)介:張熊富(1982-),男,海南屯昌人,江門市南洋船舶工程有限公司工程師,研究方向:船舶輪機(jī)、管系設(shè)計(jì)和技術(shù)。

      (責(zé)任編輯:秦遜玉)

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