某大型化學品船舶液壓遙控系統串油的應用研究

陳迪　馮春曉　王雙鑫　吳松

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

關鍵詞：化學品船? 液壓遙控系統? 高壓 串油

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

1 液壓遙控系統的密性概述

根據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。在規定管路的頂端處及設備端部安裝相應的合格盲板。在進行氮氣壓力試驗時，本船所有液壓設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，密性時需要將系統內所有閥件處于開啟狀態。

在整體系統氮氣密性試驗結束后，將進行系統的油壓密性。利用機艙區域的液壓油輸送泵，從液壓儲存柜中將液壓油注入到系統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內泵壓。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升壓。直至升壓到最高壓力后，系統保持壓力30分鐘無明顯壓力降后，則整個系統密性正式結束。

2液壓遙控系統的串油方法研究

2.1 串油方法概述

在管路壓力試驗結束后，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，且使用系統自帶的濾器濾芯，并在高壓管上安裝節流孔板，以確保液壓泵出口壓力維持在50bar以上，70bar以下。

系統串油需要按圖1使用臨時軟管將以下設備旁通，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

根據廠家標準液壓油內水含量必須低于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

首先進行系統注油，注油時注意開啟管路上的放氣塞，注油結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。

1小時結束后，才能進行其余管路的串油，注意閥件的開啟關閉順序，必須先將串油結束的管路閥件關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

之后進行整個系統內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。最后一步為重復第一步工作，但為提高管路內部清潔度，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0.5小時，共需4X0.5=2小時。

在液壓系統管路全部串油結束后，將系統液壓油取樣化驗，若達到要求則串油工作結束，不合格則要繼續分組串油直至化驗合格。化驗合格無誤后，將管路中殘存的液壓油抽回油柜，管路復位安裝到設備上，則全部的串油工作正式結束。

3串油的應用研究與故障分析

3.1 節流孔板的直徑計算與設計

由于液壓系統高壓支管通徑為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流孔板連接。考慮到此次串油的液壓油粘度為46cSt，密度為870kg/m3，雷諾系數約為4000，孔板流量系數為0.65和通過節流孔板的壓降約為50bar。將管路通徑代入下列公式，就可以算出節流孔板尺寸：

根據計算結果我們在圖2中的串油實驗現場進行了實際應用。

3.2 液壓系統的串油故障診斷分析概述

由于該船型液壓系統控制全船眾多設備，若系統串油過程中出現故障，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（也稱前提），H為結論，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，在實際專家系統中，LS、LN和P（H）三個數值均由領域專家指定。根據推導，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備之間的LN關系值。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PT4365大于30bar時，根據LN的數值，以及各個設備的先驗概率，可以得到：

MH111V為高壓閥，故障的先驗概率P1為0.05，根據現場經驗，取LN=30，因此它的后續概率P2（即當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的先驗概率變為0.612的后驗概率，故存在的概率升高為原來的將近12倍。

4 結論與展望

論文研究設計了某大型化學品船舶液壓遙控系統的串油應用方法，也利用主觀貝葉斯方法對串油過程中會發生的故障概率進行了分析。在解決現場問題的同時，結合施工人員的豐富經驗和專家意見，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用和實施，有著顯著效果，對其他船舶的液壓系統串油工作有著借鑒意義。

參考文獻

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