壓力表在船上的應(yīng)用與思考

陳琪

摘 要：在船舶的建造和使用過(guò)程中，壓力表在絕大多數(shù)設(shè)備中都起到一個(gè)很重要的作用，它既能反映設(shè)備工作的狀態(tài)，也能通過(guò)它排除設(shè)備可能出現(xiàn)的問(wèn)題。目前壓力表已從最初的機(jī)械式發(fā)展到現(xiàn)在的電子式，配合電纜傳輸信號(hào)到監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，為檢查和排查設(shè)備問(wèn)題提供了便捷，同時(shí)也為船舶的智能化提供了技術(shù)保障。

關(guān)鍵詞：壓力表;真空;傳感器;智能船舶

一、工作原理

傳統(tǒng)的壓力表是通過(guò)表內(nèi)的敏感元件的彈性變形，通過(guò)內(nèi)部的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將形變傳導(dǎo)至指針，使指針轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)顯示壓力?，F(xiàn)代新型的電子式壓力表也稱為壓力變送器，是一種將壓力變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出設(shè)備的儀表，之后再由電腦把輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)在面板上顯示。

二、結(jié)構(gòu)與分類

我們以彈簧管式壓力表為例，主要包含螺紋接頭的支持器、彈簧管、拉桿、齒輪、扇形齒輪、調(diào)節(jié)螺釘、游絲、指針、表盤、表殼、罩殼等組成。它是把設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)的壓力通過(guò)一個(gè)儀表管傳輸?shù)綁毫Ρ韮?nèi)，使內(nèi)部彈簧管產(chǎn)生形變位移，經(jīng)拉桿傳給扇形齒輪，再轉(zhuǎn)給小齒輪使與小齒輪同軸的指針轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)反映出實(shí)際壓力。如果表殼內(nèi)通有大氣，壓力表測(cè)出的壓力為正壓或負(fù)壓。如果將表殼密封并抽真空，壓力表測(cè)出的壓力就是絕對(duì)壓力。壓力表種類有很多種。它有傳統(tǒng)的指針型也有現(xiàn)代的數(shù)字型，還有一些特殊類型，如耐振型，隔膜型，耐腐型。按精度來(lái)分類，可分為普通壓力表和精密壓力表。精密壓力表測(cè)量精確度等級(jí)分為0.1，0.16，0.25，0.4級(jí);普通壓力表精度可分為1.0，1.6，2.5，4.0級(jí)。按壓力表指示壓力的基準(zhǔn)分類，分為一般壓力表和絕對(duì)壓力表，以及差壓表。按測(cè)量范圍分類，分真空表，真空壓力表，微壓表，低壓表，中壓表及高壓表。船上使用的比較多的是壓力真空表，以低壓表為主，也有一些使用的是中壓表。比如空壓機(jī)和主空氣瓶上，以及發(fā)電機(jī)和主機(jī)上的啟動(dòng)壓力。高壓表一般用在主機(jī)的液壓控制系統(tǒng)上。而按照顯示方式可分為表盤指針式壓力表和電子式壓力表，后者多用于報(bào)警和控制。

三、應(yīng)用與選型安裝

船舶的建造與使用過(guò)程中，設(shè)備壓力表的應(yīng)用與選型主要以設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的壓力及工作環(huán)境來(lái)決定。例如泵的進(jìn)出口壓力表一般選用壓力真空表，出口以低壓或中壓表為主。目前船舶空壓機(jī)上使用的表有低壓表和中壓表。低壓一般用于檢查空壓機(jī)內(nèi)的油壓，水壓;中壓主要用于出口空氣壓力以及空氣瓶壓力。而某些特殊設(shè)備，如蒸汽透平的真空冷凝器，則選用真空壓力表，。因?yàn)橥ǔＮ覀冃枰^察的是它的真空度，還有造水機(jī)上的真空表也是類似的原因。通常選壓力表的量程一般為設(shè)備工作壓力的1.5～3倍，一般取2倍。若選用量程過(guò)大的壓力表，由于表的精度是一樣的，量程越大，允許誤差的絕對(duì)值和肉眼觀察的偏差就越大，因此壓力表的讀數(shù)就會(huì)不準(zhǔn);而量程太小，設(shè)備的工作壓力等于或接近壓力表的極限值，則會(huì)使表中的元件長(zhǎng)期處于最大的形變，易產(chǎn)生永久變形，增加了表的誤差，降低了其使用壽命。因此壓力表的使用壓力范圍一般不超過(guò)刻度極限的60%-70%。我們船舶設(shè)備上的壓力表，通常會(huì)在它的工作范圍標(biāo)記顏色，這樣便于觀察設(shè)備的壓力值，從而更容易發(fā)現(xiàn)設(shè)備的問(wèn)題，提前規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，減少事故的發(fā)生。船用壓力表的選用精度一般是根據(jù)設(shè)備的使用壓力等級(jí)來(lái)選擇，如之前提到的空壓機(jī)，而且我們也能在表盤上看到它的精度級(jí)。而我們所選用的壓力表的最大允許誤差是壓力表量程與精度等級(jí)百分比的乘積，如果誤差值超過(guò)工藝要求，則需要更換更高一級(jí)精度的壓力表。根據(jù)人員觀察設(shè)備距離的遠(yuǎn)近，也需要選用合適大小的壓力表，距離較遠(yuǎn)或較高，則選表盤直徑應(yīng)增大。而我們?nèi)粘Ｒ惨獙?duì)壓力表進(jìn)行維護(hù)和檢查，如甘油缺失應(yīng)補(bǔ)足，鏡面的破損和清潔。壓力表與設(shè)備連接管一般要做一個(gè)螺旋管路用來(lái)進(jìn)行緩沖，避免壓力波動(dòng)過(guò)快對(duì)壓力表的沖擊過(guò)大，同時(shí)還需要加裝針閥或三通閥用于拆卸壓力表。而某些特殊場(chǎng)合，比如船上的蒸汽壓力表與容器或管道之間應(yīng)設(shè)有存水彎管，避免高溫蒸汽直接進(jìn)入壓力表的彈簧管內(nèi)，致使表內(nèi)元件過(guò)熱變形。壓力表的安裝位置要便于觀察維修和更換，避免受到熱輻射，凍結(jié)或振動(dòng)的不利影響。同時(shí)所有的壓力表都需要有合格的檢驗(yàn)標(biāo)志。

目前船舶智能化程度越來(lái)越高，在某些設(shè)備上指針式壓力表已經(jīng)被數(shù)字式壓力表或傳感器所取代。帶電信號(hào)的控制型壓力表，它有著傳統(tǒng)指針式壓力表所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)。比如它能輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)，電阻信號(hào)，電流信號(hào)。這些信號(hào)再經(jīng)過(guò)數(shù)字轉(zhuǎn)換就能讓我們觀察而且可用于報(bào)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。而我們現(xiàn)代的智能船舶就是通過(guò)采集這些信號(hào)來(lái)監(jiān)控船舶的運(yùn)行狀態(tài)，再通過(guò)報(bào)警及運(yùn)行參數(shù)的曲線變化來(lái)提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，從而進(jìn)行人工干預(yù)來(lái)解決問(wèn)題。這樣既能收集船舶的數(shù)據(jù)，使船舶在一個(gè)比較好的狀態(tài)下運(yùn)行，以達(dá)到節(jié)約能源的目的，同時(shí)還能減少安全事故，為后續(xù)的新型智能船舶提供技術(shù)支持。

四、故障分析與排除

最早通過(guò)壓力表解決的問(wèn)題是海水泵打不出壓力。當(dāng)時(shí)中央冷卻器上海水壓力過(guò)低，不能很好的冷卻低溫水，在通過(guò)反沖洗中央冷卻器后，問(wèn)題依然沒(méi)有解決，后來(lái)檢查發(fā)現(xiàn)泵的進(jìn)口壓力比平時(shí)低了很多，已經(jīng)快到-0.6bar，而正常情況下一般也就在零左右，而且泵發(fā)出的聲音也比較響，通過(guò)這個(gè)可以判斷應(yīng)該是進(jìn)口的海底門濾器堵了。后來(lái)再打開(kāi)濾器后，發(fā)現(xiàn)里面的確有很多垃圾，它們把濾網(wǎng)上的絕大多數(shù)孔全部堵死了。在之后的工作過(guò)程中，通過(guò)觀察設(shè)備的壓力表也解決了很多問(wèn)題。通過(guò)泵的出口壓力過(guò)高，可以判斷可能是管路不暢通，或者是安裝時(shí)的悶板沒(méi)有及時(shí)拆除以及管路內(nèi)可能存在垃圾。有時(shí)可以通過(guò)觀察進(jìn)口壓力表指針的變化，來(lái)排查管路是否有漏氣問(wèn)題，特別是在進(jìn)行抽吸污水井實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，如果進(jìn)口壓力波動(dòng)較大就可以判斷是吸到空氣了。通過(guò)一路一路的關(guān)閥開(kāi)閥，觀察壓力表，就能判斷是哪一路出現(xiàn)問(wèn)題，從而減少了排查問(wèn)題的時(shí)間。有時(shí)候從出口壓力表是否在標(biāo)準(zhǔn)范圍，可以判斷管路是否暢通，是否出現(xiàn)法蘭墊片破裂。通過(guò)設(shè)備上的壓力表，還能發(fā)現(xiàn)設(shè)備的運(yùn)行好壞。通過(guò)設(shè)備上的油水氣壓力來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，可以判斷某個(gè)閥沒(méi)有開(kāi)，某些設(shè)備沒(méi)有運(yùn)行。通過(guò)發(fā)電機(jī)的暴壓表，可以很好的判斷出發(fā)電機(jī)正時(shí)與否，做功是否達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，這些都為發(fā)電機(jī)的實(shí)驗(yàn)提供了依據(jù)。因此只要仔細(xì)留心壓力表上的壓力，就能很好發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決它。

五、結(jié)語(yǔ)

隨著智能船舶的不斷發(fā)展，各種數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)成為了必然，因此壓力表，特別是電子式壓力表在這個(gè)過(guò)程中起到了很大的作用，所以我們要更好的使用和維護(hù)它，這樣我們的智能船舶才能更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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