減振措施在船舶設備安裝中的應用

張晨 謝雨

摘 要：根據船舶各種設備和系統的振動特性，有針對性地采用不同的減振措施，從源頭上消除或減少船舶振動。

關鍵詞：減振；船舶

中圖分類號：U667.95 文獻標識碼：A

Abstract： According to the vibration characteristics of ship equipment， different measures are taken to reduce vibration onboard.

Key words： Vibration damping； Onboard

1 引言

隨著國際勞工組織（ILO）《2006 年海事勞工公約》、（《MLC 2006 公約》）對 2014 年 7 月 1 日及以后建造的船舶正式開始生效，船舶的舒適度要求也隨之越來越高，尤其是對噪聲的要求更高。

船舶振動指船舶在機械、軸系、螺旋槳運轉及波浪的激勵下，所引起船舶總體或局部結構的振動。振動會導致船體結構和機械部件的疲勞破壞，危及航行安全；振動使機器、儀表精度降低，導致設備失常、使用壽命縮短；振動及由振動產生的噪音會降低船員和乘客的舒適性，嚴重時會損害身體健康[1]。如何有效控制或降低船舶振動、提升船舶的舒適性，已成為船舶設計和建造中的重要關注方向。本文簡要介紹各種減振措施在船舶設計和建造過程中的應用。

2 在主機安裝中的典型減振措施

主機是船上的主要振動源，安裝過程中除了船體基座需要特殊加強外，在主機底座增加減振器是降低主機振動最為常用和有效的手段之一。對常規民用運輸船舶，基本采用圖1所示的典型減振連接形式。

（1）減振器按照材質主要分為金屬減振器和橡膠減振器兩種：金屬減振器承載能力大，對環境變化不敏感，抗老化能力強；缺點是阻尼小、越過共振區時振動大；橡膠減振器易老化、穩定性差，彈性模量比金屬小很多，可產生較大彈性形變，有利于越過共振區衰減高頻振動和噪聲。

（2）主機各個接口和管道連接也需要考慮減振：震動在主機與外接管道之間傳遞，會造成接口松動及燃油、滑油，冷卻水等泄露，影響主機的正常運行；管道系統常用到金屬、橡膠膨脹接頭或軟管接頭，這些接頭可以有效地減少主機震動傳遞至外接的管路上。

（3）主機排氣管道也要采取必要的減振措施：排氣管由于管線長、管徑大、重量重，受到振動影響時損害大，因此與主機連接處需增加金屬波紋膨脹節，以保護主機增壓器及本體。由于排氣管路高溫的特點，不適合使用橡膠類減振器，故排氣管道上在適當間距布置金屬波紋膨脹節，以吸收管路膨脹導致的變形；消音器兩端布置金屬膨脹節，以保護消音器不會受到排氣管因熱膨脹導致的擠壓或拉伸的破壞。

金屬膨脹節的選型和數量，需要根據排氣管熱膨脹量計算確定。

（4）排氣管道需進行彈性支撐，在空間允許情況下，沿管線互成角度布置，見圖2。

（5）排煙管不能與船體結構焊接固定，以防止熱膨脹及振動導致焊縫開裂。排氣管頂部通常設彈性導管，彈性導管上增加鋼絲網隔振器，以減少振動在排氣管道和船體結構之間的傳遞。需要時彈性導管上焊接擋雨帽，防止雨水進入機艙棚，見圖3。

3 在其它設備安裝中的減振措施

（1）發電機組、空壓機和風機等設備運行時振動較大，安裝時通常在底座增加減振墊，以保護設備及接口管路，見圖4。

（2）小功率的風機可以直接在風機和基座之間增加橡膠墊用以減振。當風機室靠近生活區域時，可考慮在風機上增設消音器用以減振降噪。

（3）空壓機出氣接口采用軟接，如橡膠軟管、膨脹接頭。

（4）電氣控制箱、配電箱等電氣設備內部精密元件較多，振動松動引起的電器元件失效損害較大。

（5）在冰區航行的船舶考慮增加不銹鋼絲彈簧減振器或橡膠隔離。

4 在管道安裝中的減振措施

（1）管道振動產生的原因很多，其中最主要的是管道內流體壓力迅速上升或下降會出現液擊現象，導致振動、發出噪音。管道內流體流速過快會形成湍流引起振動，因此，吸入管直徑不宜過小、流速不宜過高，以免因流阻太大導致泵及管路振動；管道流速過低，要求的管徑大、耗材多，腐蝕也加強。故管道內流速一般控制在1 m/s～3 m/s。因此，需根據具體介質合理選擇管道流速。管路布置時，應盡量平直，減少彎頭的使用，保證流通順暢。

（2）通風管道在考慮管徑大小的同時，還需注意進出風口有效流通面積的大小。保證通風筒、百葉窗的有效流通面積，可以有效的控制振動，降低風噪。在空間允許時可設置靜壓箱，氣流在通過靜壓箱時截面積增加、風壓減小、流速降低，可以起到明顯的降噪減振效果。

（3）孔板是氣流阻力元件，設置孔板是管道消減振動的有效方法之一。

（4）合理的管夾布置，也是降低管道振動的重要手段。重型管夾TC型（CB/T3780-1997）常用于液壓管路，材質有聚四氟乙烯、聚丙烯或尼龍等；其他管道系統減振，可以采用HUITE管夾，見圖5。

夾體材料按照系統介質，可以有聚四氟乙烯、橡膠、聚丙烯、尼龍和鋁合金等選擇：如要求防止靜電，可使用橡膠；要求耐腐蝕，可以選用聚四氟乙烯。

5 結束語

綜上所述，設備安裝時主要考慮如何減少振動傳遞至船體基座及外部管路接口；管路安裝時，主要考慮如何固定管路，減少外部振動傳遞至管道上。通過本文提及的減振措施在船舶建造中的應用，可以明顯的減少振動的傳遞，保障設備運行平穩，在提高船舶性能的同時給乘員提供了良好舒適的工作生活環境。

在船舶生產設計階段，根據不同設備、管道系統結合行業法規的要求，合理的選擇減振措施，是優化船舶設計、提高船舶性能的重要手段。

參考文獻

[1] 張永根. 船舶振動原因及減振方法[J]. 江蘇船舶，2005，22（3）.