外部環(huán)境溫度變化對(duì)船舶的影響分析

時(shí)間：2022-02-17 01:00:44

關(guān)鍵字：船舶制造全球化環(huán)境溫度

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[導(dǎo)讀]摘要:科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使船舶制造業(yè)受益良多,制造技術(shù)日新月異,使得船舶可以行駛的海域得到了極大的拓展,從南到北、由西向東,各大洋都有船舶的蹤跡,正是因?yàn)橛辛诉@些行駛在廣袤大洋上的船舶,全球貿(mào)易才得到了快速發(fā)展,從而推動(dòng)了全球化進(jìn)程。然而,全球航行的船舶必然會(huì)面臨海洋氣候環(huán)境變化,尤其是環(huán)境溫度變化帶來(lái)的一系列問題,現(xiàn)就環(huán)境溫度變化給船舶帶來(lái)的影響進(jìn)行分析,并提出相應(yīng)的處理方法,以供相關(guān)人員參考。

引言

溫度作為常用的物理屬性在人們的日常生活中經(jīng)常被提及和使用,例如空氣溫度、水的溫度、人體溫度等,涉及生活的方方面面,溫度的數(shù)值在生產(chǎn)生活中起著特別重要的作用,是一項(xiàng)十分重要的參數(shù)。遠(yuǎn)洋船舶經(jīng)常跨多緯度、多經(jīng)度長(zhǎng)距離行駛,因此在行駛過(guò)程中經(jīng)常遇到氣溫反復(fù)變換或溫差變化較大的情況,為此,研究外部環(huán)境溫度變化對(duì)船舶的影響就變得至關(guān)重要。本文將對(duì)船舶易受環(huán)境溫度影響的方面及處理方法進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

1制冷方面

科技的進(jìn)步改變著人們的生活,制冷設(shè)備的誕生使得人們的生活環(huán)境變得更加舒適,食物的保存期限變得更長(zhǎng)、口感更佳。當(dāng)制冷設(shè)備應(yīng)用到船舶上時(shí),原本環(huán)境惡劣的海上生活也變得多姿多彩起來(lái)。

1.1環(huán)境溫度上升對(duì)制冷方面的影響

（1）制冷效果。環(huán)境溫度的上升會(huì)使壓縮機(jī)（圖1）的負(fù)荷上升,滿負(fù)荷時(shí)溫度的上升還會(huì)讓制冷效果下降。

圖1冰機(jī)壓縮機(jī)

處理方法:減少房間、庫(kù)房與外界的熱交換,做好冷庫(kù)保溫。

（2）冷凝效果。環(huán)境溫度的上升往往伴隨著海水溫度的上升,進(jìn)而導(dǎo)致冷凝器冷凝效果變差,壓縮機(jī)排氣溫度上升,有可能導(dǎo)致排氣壓力高而報(bào)警停機(jī):同時(shí)制冷效果也會(huì)下降。

處理方法:清潔冷凝器,提升熱交換效果,將冷卻水進(jìn)口閥開大并關(guān)小冷卻水出口閥。

（3）媒水壓力。在封閉的媒水系統(tǒng)中,由于制冷效果下降,制冷量達(dá)不到要求,媒水溫度會(huì)上升,溫度的上升會(huì)導(dǎo)致水中的小氣泡匯聚。

處理方法:定期對(duì)管路進(jìn)行放氣處理,并定期補(bǔ)水保持管路壓力在正常范圍內(nèi)。

1.2環(huán)境溫度下降對(duì)制冷方面的影響

（1）制冷、冷凝效果。環(huán)境溫度的下降會(huì)使得壓縮機(jī)的負(fù)荷下降,制冷效果提升。環(huán)境溫度的上升往往伴隨著海水溫度的下降,進(jìn)而使得冷凝器冷凝效果提升,制冷劑過(guò)冷,有可能導(dǎo)致吸氣壓力降低。

處理方法:關(guān)小冷卻水進(jìn)口閥,開大冷卻水出口閥。

（2）媒水壓力。在封閉的媒水系統(tǒng)中,由于制冷效果提升,媒水溫度會(huì)有所下降,媒水壓力也就隨之下降。

處理方法:需對(duì)媒水進(jìn)行補(bǔ)水。

2管系方面

船舶管系對(duì)于船舶來(lái)說(shuō)就如同血管之于人體,其為船舶輸送各種需要的流體,如燃油、滑油、飲水、洗滌水、壓載水、艙底水、壓縮空氣等,保證船舶的動(dòng)力裝置正常運(yùn)行,為船員提供生活保障。管路系統(tǒng)由機(jī)械設(shè)備、閥件、管路、儀表附件等組成。由于遠(yuǎn)洋船舶一般船體較大,因此各種管系距離較長(zhǎng),在面對(duì)溫度變化時(shí)熱脹冷縮幅度較大,對(duì)管系的安全影響會(huì)變大。

2.1環(huán)境溫度上升對(duì)管系方面的影響

（1）海水管路。海水溫度的上升會(huì)加劇海水對(duì)管路的腐蝕,造成管路出現(xiàn)砂眼,同時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致管路進(jìn)氣,影響設(shè)備運(yùn)行安全性。

處理方法:加強(qiáng)對(duì)管線的安全巡視,在管路出現(xiàn)砂眼時(shí)及時(shí)堵漏,并對(duì)管路進(jìn)行放氣處理。

（2）連接附件。管路的連接方式一般分為法蘭連接（圖2）、螺紋連接、焊接連接、加布膠管連接。環(huán)境溫度的上升會(huì)使管路產(chǎn)生一定量的膨脹,在連接處易產(chǎn)生應(yīng)力集中,影響連接密封性。

處理方法:在環(huán)境溫度上升時(shí)加強(qiáng)對(duì)管路連接處的檢查,同時(shí)可在管路中增加一段波紋管,消減膨脹影響,避免連接處產(chǎn)生泄漏。

圖2管路法蘭

2.2環(huán)境溫度下降對(duì)管系方面的影響

（1）水管路:當(dāng)環(huán)境溫度下降到冰點(diǎn)以下時(shí)暴露在外的管路內(nèi)部容易結(jié)冰,影響液體流通效果,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成管路堵塞或脹裂管路。

處理方法:對(duì)暴露在外的管路進(jìn)行保溫處理,在管路不使用時(shí)可將管路中的水泄放掉。

（2）連接附件。環(huán)境溫度的下降會(huì)使管路產(chǎn)生一定量的收縮,在連接處易產(chǎn)生應(yīng)力集中,影響連接密封性。

處理方法:在環(huán)境溫度下降時(shí)加強(qiáng)對(duì)管路連接處的檢查,同時(shí)可在管路中增加一段波紋管,消減膨脹影響,避免連接處產(chǎn)生泄漏。法蘭連接時(shí)也可對(duì)法蘭螺栓進(jìn)行緊固。

3液壓系統(tǒng)方面

液壓系統(tǒng)的分類有以下幾種:按照液壓回路的基本構(gòu)成,可以把液壓傳動(dòng)系統(tǒng)分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng):按照液壓系統(tǒng)的主要功能,可以分為傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng):按照實(shí)現(xiàn)速度控制的方式,可以分為閥控制和泵控制:按照換向閥中位狀態(tài),可以分為開中位和閉中位。

3.1環(huán)境溫度上升對(duì)液壓系統(tǒng)方面的影響

（1）液壓油油箱油位。當(dāng)環(huán)境溫度上升時(shí)液壓油會(huì)發(fā)生膨脹,體積增大,可能造成油箱溢流。

處理方法:在加注液壓油時(shí)切忌加滿,留出膨脹空間。

（2）液壓油管路（圖3）。環(huán)境溫度的上升將使得油溫升高,液壓油的黏性下降,造成管路泄漏增加,導(dǎo)致場(chǎng)地污染。

處理方法:加強(qiáng)通風(fēng),并及時(shí)清理泄漏的液壓油。

（3）傳動(dòng)比。環(huán)境溫度的上升會(huì)使得油溫升高,液壓油發(fā)生膨脹,密度降低,在大負(fù)載工作情況下將導(dǎo)致傳動(dòng)比不穩(wěn)定且精度下降。

處理方法:加強(qiáng)通風(fēng),降低油溫。

3.2環(huán)境溫度下降對(duì)液壓系統(tǒng)方面的影響

（1）液壓油油箱油位。當(dāng)環(huán)境溫度下降時(shí),液壓油會(huì)發(fā)生收縮,體積減小,可能造成油箱低液位。

圖3液壓油管路

處理方法:向油箱內(nèi)添加適量的液壓油。

（2）能耗。環(huán)境溫度的下降會(huì)使得油溫下降,液壓油的黏性提高,流通受阻,效率下降,能耗提升。

處理方法:減少空氣流動(dòng),通過(guò)加熱裝置提高環(huán)境溫度。

4船體方面

古代人們利用木材建造船舶,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們漸漸開始用鋼鐵來(lái)建造船舶,并且船體越建越大。由于材料的熱脹冷縮特性,體積越大、長(zhǎng)度越長(zhǎng)的物體,在熱脹冷縮的情況下形變?cè)酱?現(xiàn)代遠(yuǎn)洋貨輪排水量都較大,因此受溫度影響較大。

4.1環(huán)境溫度上升對(duì)船體方面的影響

（1）凝水。當(dāng)船舶駛?cè)敫邷睾Ｓ驎r(shí),環(huán)境溫度上升,濕熱的空氣進(jìn)入船內(nèi),遇冷會(huì)產(chǎn)生大量的凝水,例如液艙艙壁、飲水管路、冷媒水管路（圖4）等處,如不及時(shí)清理,這些凝水會(huì)加劇船體的腐蝕,危害船體結(jié)構(gòu),影響船舶安全。