船用液位遙測(cè)試驗(yàn)工法研究和應(yīng)用

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。

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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）