某大型化學(xué)品船舶液壓遙控系統(tǒng)串油的應(yīng)用研究

陳迪　馮春曉　王雙鑫　吳松

摘要 在化學(xué)品船舶的建造過程中，液壓遙控系統(tǒng)因要同時直接控制化學(xué)品船33個液貨艙的液貨泵和錨絞機還有壓載泵艙設(shè)備的動力開關(guān)，管路的清潔程度是保證后續(xù)系統(tǒng)的正常調(diào)試的前提，本文旨在對液壓遙控系統(tǒng)的串油應(yīng)用進行研究，希望能以最高效，最快速的方法進行系統(tǒng)串油，也會對串油過程中發(fā)生的故障進行診斷分析，對提升工作效率和保證系統(tǒng)后續(xù)的正常運行有很好的促進作用。

關(guān)鍵詞：化學(xué)品船? 液壓遙控系統(tǒng)? 高壓 串油

前言：液壓閥組通過液壓管系與其它設(shè)備直接連接，并控制著各個設(shè)備的狀態(tài)，每個設(shè)備都有液壓油的進出端口。該系統(tǒng)控制的設(shè)備分布范圍很廣，液壓油通過液壓動力單元將高壓油通過高壓管路送至設(shè)備同時將回路的低壓油輸送回動力單元，以此完成循環(huán)。

1 液壓遙控系統(tǒng)的密性概述

根據(jù)連接試驗用臨時管路，選擇適合的位置連接充氣接頭，在充氣管路安裝一只壓力表，用于充氣時觀測充氣壓力。在規(guī)定管路的頂端處及設(shè)備端部安裝相應(yīng)的合格盲板。在進行氮氣壓力試驗時，本船所有液壓設(shè)備的進出口均需悶住。選擇主甲板上任意一臺液貨泵高壓接口管路作為氣泵進氣口。

首先做低壓管路的氣密試驗，做高壓管路的氣密試驗，包括整個系統(tǒng)的控制管路，密性方法同低壓管路，注意高壓管路不是止回閥，密性時需要將系統(tǒng)內(nèi)所有閥件處于開啟狀態(tài)。

在整體系統(tǒng)氮氣密性試驗結(jié)束后，將進行系統(tǒng)的油壓密性。利用機艙區(qū)域的液壓油輸送泵，從液壓儲存柜中將液壓油注入到系統(tǒng)高低壓及控制管路中。選擇艏部一臺絞車的高低壓管作為放氣口，將盲板法蘭拆下，注油至油從管子中溢出即表明管路中充滿油。由于控制管路末端直接進設(shè)備，無法連通，故需要逐一對盲法蘭進行松動放氣。

管路注油結(jié)束后，利用高壓油泵從任意一臺液貨泵處的高壓管接口往系統(tǒng)內(nèi)泵壓。泵壓壓力從0逐漸緩慢上升到343bar，每隔50bar暫停，檢查無泄漏后才能繼續(xù)升壓。直至升壓到最高壓力后，系統(tǒng)保持壓力30分鐘無明顯壓力降后，則整個系統(tǒng)密性正式結(jié)束。

2液壓遙控系統(tǒng)的串油方法研究

2.1 串油方法概述

在管路壓力試驗結(jié)束后，正常無泄漏即可開始進行管路串油油清潔。串油清潔過程需使用Framo液壓泵站做動力，且使用系統(tǒng)自帶的濾器濾芯，并在高壓管上安裝節(jié)流孔板，以確保液壓泵出口壓力維持在50bar以上，70bar以下。

系統(tǒng)串油需要按圖1使用臨時軟管將以下設(shè)備旁通，包括有液貨泵、壓載泵、洗艙泵和錨絞機。其他控制管路也全部需要串油處理。

2.2 串油精度等級

根據(jù)廠家標(biāo)準(zhǔn)液壓油內(nèi)水含量必須低于300PPM（0.03%），固體顆粒要求見表1

2.3 串油線路的選擇與時長控制

首先進行系統(tǒng)注油，注油時注意開啟管路上的放氣塞，注油結(jié)束后先進行高壓管路串油，此時注意控制管路上的閥不要打開。選艏部加熱放氣閥一路以及艏部1#錨機組成串油第一組。打開錨機高壓管進油閥，開啟液壓輸送泵以及泵站上的保壓泵作為動力，進行1小時的串油循環(huán)。

1小時結(jié)束后，才能進行其余管路的串油，注意閥件的開啟關(guān)閉順序，必須先將串油結(jié)束的管路閥件關(guān)閉再去開啟新的需要串油的管路件。開閥之前止回閥上放氣頭打開，直至有油冒出。此步驟需分別對33臺液貨泵+2臺壓載泵+2臺洗艙泵+6臺錨絞機的液壓管路進行串油。每路進行0.5小時，共需：43X0.5=21.5小時。

此步驟最后一步：將艏部加熱放氣閥和艏部1#錨機組成一路，最后串油循環(huán)1小時。

以上，高壓管路串油共需時間：1+21.5+1=23.5小時

之后進行整個系統(tǒng)內(nèi)高低壓管路的串油工作。首先選艏部加熱放氣閥和艏部1#2#錨機以及1P1S兩臺液貨泵作為第一組，串油循環(huán)2小時。接著按照從船艏至船艉的順序依次將管路分為約每6路一組，每組串油需要1小時，共需7小時。最后一步為重復(fù)第一步工作，但為提高管路內(nèi)部清潔度，共需要3小時。

以上，高低壓管路串油共需時間：2+7+3=12小時

最后打開控制管末端的節(jié)流孔板截止閥，對控制管路進行串油，控制管路分為4組，33臺液貨泵+2臺壓載泵+2臺洗艙泵，每組約10路，串油循環(huán)0.5小時，共需4X0.5=2小時。

在液壓系統(tǒng)管路全部串油結(jié)束后，將系統(tǒng)液壓油取樣化驗，若達到要求則串油工作結(jié)束，不合格則要繼續(xù)分組串油直至化驗合格?；灪细駸o誤后，將管路中殘存的液壓油抽回油柜，管路復(fù)位安裝到設(shè)備上，則全部的串油工作正式結(jié)束。

3串油的應(yīng)用研究與故障分析

3.1 節(jié)流孔板的直徑計算與設(shè)計

由于液壓系統(tǒng)高壓支管通徑為45mm，而控制管路的通徑僅為18mm，兩者相差約3倍。為保證在串油過程中保持相同的流速與油壓，需要在高壓管路和控制管路中間安裝節(jié)流孔板連接?？紤]到此次串油的液壓油粘度為46cSt，密度為870kg/m3，雷諾系數(shù)約為4000，孔板流量系數(shù)為0.65和通過節(jié)流孔板的壓降約為50bar。將管路通徑代入下列公式，就可以算出節(jié)流孔板尺寸：

根據(jù)計算結(jié)果我們在圖2中的串油實驗現(xiàn)場進行了實際應(yīng)用。

3.2 液壓系統(tǒng)的串油故障診斷分析概述

由于該船型液壓系統(tǒng)控制全船眾多設(shè)備，若系統(tǒng)串油過程中出現(xiàn)故障，需要快速高效的針對故障的表征（即船舶上的報警信號）來進行診斷分析。本文應(yīng)用主觀貝葉斯方法的不精確推理模型進行分析。

在主觀貝葉斯方法中，E為證據(jù)（也稱前提），H為結(jié)論，LS、LN分別為充分性量度和必要性量度，P（H）為H的先驗概率，表示H以概率P（H）成立。在主觀貝葉斯方法中LS、LN、P（H）由專家給出。

上面LS和LN是概率定義，在實際專家系統(tǒng)中，LS、LN和P（H）三個數(shù)值均由領(lǐng)域?qū)＜抑付ā８鶕?jù)推導(dǎo)，以E表示正常，（E ） 表示故障，我們可以得到故障的先驗概率P（H），這樣可以得到各個設(shè)備之間的LN關(guān)系值。綜上，在串油過程中得知LN的值，即可得出故障的后驗概率。

簡單實例：根據(jù)船舶貨物控制室傳感器信息，可查得1S液貨泵壓力傳感器PT4365的高位報警值為30bar，當(dāng)PT4365大于30bar時，根據(jù)LN的數(shù)值，以及各個設(shè)備的先驗概率，可以得到：

MH111V為高壓閥，故障的先驗概率P1為0.05，根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，取LN=30，因此它的后續(xù)概率P2（即當(dāng)前情況下的故障概率）為

計算可得P2/ P1=0.612/0.05 =12.24，也就是說，由于PT4365高位報警值的存在，高壓閥MH111V故障的概率由0.05的先驗概率變?yōu)?.612的后驗概率，故存在的概率升高為原來的將近12倍。

4 結(jié)論與展望

論文研究設(shè)計了某大型化學(xué)品船舶液壓遙控系統(tǒng)的串油應(yīng)用方法，也利用主觀貝葉斯方法對串油過程中會發(fā)生的故障概率進行了分析。在解決現(xiàn)場問題的同時，結(jié)合施工人員的豐富經(jīng)驗和專家意見，能更高效快速的解決過程中的難題。

論文的主要原理和成果，也成功地在我司在建船舶中進行了應(yīng)用和實施，有著顯著效果，對其他船舶的液壓系統(tǒng)串油工作有著借鑒意義。

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