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压力表在船上的应用与思考

来源:上海江南长兴造船有限责任公司作者:陈 琪发表时间:2019-07-23
摘 要:在船舶的建造和使用过程中,压力表在绝大多数设备中都起到一个很重要的作用,它既能反映设备工作的状态,也能通过它排除设备可能出现的问题。目前压力表已从最初的机械式发展到现在的电子式,配合电缆传输信号到监测报警系统,为检查和排查设备问题提供了便捷,同时也为船舶的智能化提供了技术保障。
一、工作原理
传统的压力表是通过表内的敏感元件的弹性变形,通过内部的转换机构将形变传导至指针,使指针转动来显示压力。现代新型的电子式压力表也称为扩散硅压力变送器,是一种将压力变量转换为可传送的标准化输出设备的仪表,之后再由电脑把输出信号转换成数字信号在面板上显示。
二、结构与分类
我们以弹簧管式压力表为例,主要包含螺纹接头的支持器、弹簧管、拉杆、齿轮、扇形齿轮、调节螺钉、游丝、指针、表盘、表壳、罩壳等组成。它是把设备或系统内的压力通过一个仪表管传输到压力表内,使内部弹簧管产生形变位移,经拉杆传给扇形齿轮,再转给小齿轮使与小齿轮同轴的指针转动来反映出实际压力。如果表壳内通有大气,压力表测出的压力为正压或负压。如果将表壳密封并抽真空,压力表测出的压力就是绝对压力。压力表种类有很多种。它有传统的指针型也有现代的数字型,还有一些特殊类型,如耐振型,隔膜型,耐腐型。按精度来分类,可分为普通压力表和精密压力表。精密压力表测量精确度等级分为 0.1,0.16,0.25,0.4 级;普通压力表精度可分为1.0,1.6,2.5,4.0 级。按压力表指示压力的基准分类,分为一般压力表和绝对压力表,以及差压表。按测量范围分类,分真空表,真空压力表,微压表,低压表,中压表及高压表。船上使用的比较多的是压力真空表,以低压表为主,也有一些使用的是中压表。比如空压机和主空气瓶上,以及发电机和主机上的启动压力。高压表一般用在主机的液压控制系统上。而按照显示方式可分为表盘指针式压力表和电子式压力表,后者多用于报警和控制。
普通压力表.jpg
三、应用与选型安装
船舶的建造与使用过程中,设备压力表的应用与选型主要以设备运行过程中产生的压力及工作环境来决定。例如泵的进出口压力表一般选用压力真空表,出口以低压或中压表为主。目前船舶空压机上使用的表有低压表和中压表。低压一般用于检查空压机内的油压,水压;中压主要用于出口空气压力以及空气瓶压力。而某些特殊设备,如蒸汽透平的真空冷凝器,则选用真空压力表,。因为通常我们需要观察的是它的真空度,还有造水机上的真空表也是类似的原因。通常选压力表的量程一般为设备工作压力的 1.5~3 倍,一般取 2 倍。若选用量程过大的压力表,由于表的精度是一样的,量程越大,允许误差的绝对值和肉眼观察的偏差就越大,因此压力表的读数就会不准;而量程太小,设备的工作压力等于或接近压力表的极限值,则会使表中的元件长期处于最大的形变,易产生永久变形,增加了表的误差,降低了其使用寿命。因此压力表的使用压力范围一般不超过刻度极限的 60%-70%。我们船舶设备上的压力表,通常会在它的工作范围标记颜色,这样便于观察设备的压力值,从而更容易发现设备的问题,提前规避风险,减少事故的发生。船用压力表的选用精度一般是根据设备的使用压力等级来选择,如之前提到的空压机,而且我们也能在表盘上看到它的精度级。而我们所选用的压力表的最大允许误差是压力表量程与精度等级百分比的乘积,如果误差值超过工艺要求,则需要更换更高一级精度的压力表。根据人员观察设备距离的远近,也需要选用合适大小的压力表,距离较远或较高,则选表盘直径应增大。而我们日常也要对压力表进行维护和检查,如甘油缺失应补足,镜面的破损和清洁。压力表与设备连接管一般要做一个螺旋管路用来进行缓冲,避免压力波动过快对压力表的冲击过大,同时还需要加装针阀或三通阀用于拆卸压力表。而某些特殊场合,比如船上的蒸汽压力表与容器或管道之间应设有存水弯管,避免高温蒸汽直接进入压力表的弹簧管内,致使表内元件过热变形。压力表的安装位置要便于观察维修和更换,避免受到热辐射,冻结或振动的不利影响。同时所有的压力表都需要有合格的检验标志。
目前船舶智能化程度越来越高,在某些设备上指针式压力表已经被数字式压力表或传感器所取代。带电信号的控制型压力表,它有着传统指针式压力表所没有的优点。比如它能输出开关信号,电阻信号,电流信号。这些信号再经过数字转换就能让我们观察而且可用于报警监测系统。而我们现代的智能船舶就是通过采集这些信号来监控船舶的运行状态,再通过报警及运行参数的曲线变化来提前发现问题,从而进行人工干预来解决问题。这样既能收集船舶的数据,使船舶在一个比较好的状态下运行,以达到节约能源的目的,同时还能减少安全事故,为后续的新型智能船舶提供技术支持。
四、故障分析与排除
最早通过压力表解决的问题是海水泵打不出压力。当时中央冷却器上海水压力过低,不能很好的冷却低温水,在通过反冲洗中央冷却器后,问题依然没有解决,后来检查发现泵的进口压力比平时低了很多,已经快到-0.6bar,而正常情况下一般也就在零左右,而且泵发出的声音也比较响,通过这个可以判断应该是进口的海底门滤器堵了。后来再打开滤器后,发现里面的确有很多垃圾,它们把滤网上的绝大多数孔全部堵死了。在之后的工作过程中,通过观察设备的压力表也解决了很多问题。通过泵的出口压力过高,可以判断可能是管路不畅通,或者是安装时的闷板没有及时拆除以及管路内可能存在垃圾。有时可以通过观察进口压力表指针的变化,来排查管路是否有漏气问题,特别是在进行抽吸污水井实验的时候,如果进口压力波动较大就可以判断是吸到空气了。通过一路一路的关阀开阀,观察压力表,就能判断是哪一路出现问题,从而减少了排查问题的时间。有时候从出口压力表是否在标准范围,可以判断管路是否畅通,是否出现法兰垫片破裂。通过设备上的压力表,还能发现设备的运行好坏。通过设备上的油水气压力来发现问题,可以判断某个阀没有开,某些设备没有运行。通过发电机的暴压表,可以很好的判断出发电机正时与否,做功是否达到了设计的要求,这些都为发电机的实验提供了依据。因此只要仔细留心压力表上的压力,就能很好发现问题并解决它。
五、结语
随着智能船舶的不断发展,各种数据的监测成为了必然,因此压力表,特别是电子式压力表在这个过程中起到了很大的作用,所以我们要更好的使用和维护它,这样我们的智能船舶才能更好的发展。
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