壓力表在船上的應(yīng)用與思考
一、工作原理
傳統(tǒng)的壓力表是通過表內(nèi)的敏感元件的彈性變形, 通過內(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)來反映出實(shí)際壓力。如果表殼內(nèi)通有大氣, 壓力表測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。按精度來分類, 可分為普通壓力表和精密壓力表。精密壓力表測量精確度等級(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)行過程中產(chǎn)生的壓力及工作環(huán)境來決定。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)螺旋管路用來進(jìn)行緩沖, 避免壓力波動(dòng)過快對(duì)壓力表的沖擊過大, 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)指針式壓力表所沒有的優(yōu)點(diǎn)。比如它能輸出開關(guān)信號(hào), 電阻信號(hào), 電流信號(hào)。這些信號(hào)再經(jīng)過數(shù)字轉(zhuǎn)換就能讓我們觀察而且可用于報(bào)警監(jiān)測系統(tǒng)。而我們現(xiàn)代的智能船舶就是通過采集這些信號(hào)來監(jiān)控船舶的運(yùn)行狀態(tài), 再通過報(bào)警及運(yùn)行參數(shù)的曲線變化來提前發(fā)現(xiàn)問題, 從而進(jìn)行人工干預(yù)來解決問題。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
最早通過壓力表解決的問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低, 不能很好的冷卻低溫水, 在通過反沖洗中央冷卻器后, 問題依然沒有解決, 后來檢查發(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, 通過這個(gè)可以判斷應(yīng)該是進(jìn)口的海底門濾器堵了。后來再打開濾器后, 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。在之后的工作過程中, 通過觀察設(shè)備的壓力表也解決了很多問題。通過泵的出口壓力過高, 可以判斷可能是管路不暢通, 或者是安裝時(shí)的悶板沒有及時(shí)拆除以及管路內(nèi)可能存在垃圾。有時(shí)可以通過觀察進(jìn)口壓力表指針的變化, 來排查管路是否有漏氣問題, 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。通過一路一路的關(guān)閥開閥, 觀察壓力表, 就能判斷是哪一路出現(xiàn)問題, 從而減少了排查問題的時(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。通過設(shè)備上的油水氣壓力來發(fā)現(xiàn)問題, 可以判斷某個(gè)閥沒有開, 某些設(shè)備沒有運(yùn)行。通過發(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)問題并解決它。
五、結(jié)語
隨著智能船舶的不斷發(fā)展, 各種數(shù)據(jù)的監(jiān)測成為了必然, 因此壓力表, 特別是電子式壓力表在這個(gè)過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。
