测深仪换能器坞内工程质量管理剖析

林育生，吴永明，许大为

(902厂，上海 200083)

测深仪换能器坞内工程质量管理剖析

林育生，吴永明，许大为

(902厂，上海 200083)

测深仪换能器坞内工程是维修的关键过程，换能器一旦出现故障只能等舰船进坞方可修理或更换。通过对近几年来舰船测深仪换能器坞内工程修理中出现的故障进行调研分析，归纳出常见故障的发生原因，并针对坞内工程维修和管理工作中容易发生问题的环节，提出了加强换能器坞内工程维修质量管理的措施和建议，对坞内工程修理工作具有一定的指导意义。

测深仪；换能器；坞内工程；维修；措施

测深仪是舰船上重要的水声航海设备，其主要功能是测量、指示和记录舰船所在海域的水深信息，对于保障舰船的正常航行起着不可替代的作用。测深仪换能器安装在舰船壳体底部，一旦出现问题只能等舰船进坞方可修理或更换。舰船坞内修理期间，承担修理任务的单位虽然也能认识到测深仪换能器坞内工程的重要性，但由于目前修理技术文件及产品技术文件中对于换能器的修理要求比较简单，也未明确该修理过程为关键过程，因此普遍存在修理工艺文件简单、质量管理不够严格、管理措施不够到位等现象，容易导致测深仪坞内工程期间或出坞后不久故障时有发生，有些甚至导致需重新进坞修理的严重后果。故加强换能器坞内工程的维修质量管理的迫切性和重要性是显而易见的。

1 坞内工程项目内容

1.1 换能器简介

换能器(transducer)是自一种类型的系统接收信号而向另一种类型的系统供应相应的信号，使输入信号的某一所需特征出现于输出的器件[1]。水声换能器(underwater sound transducer)是指将其他形式的能量转换为声能向水中辐射，或将接收到的水声信号转换为其他能量形式信号的换能器[1]。测深仪换能器是一种水声换能器，它是测深仪最主要的功率部件，其作用是将发射机输出的电信号转换为声信号向海底发射并将海底反射回波转换为电信号再输出到接收机。目前舰船上服役的测深仪型号达十几种，换能器外形大小、工作频率各不相同，但其工作原理基本相同。换能器内部由振子组成，外部一般采用氯化丁基之类的聚合材料进行封装，这些材料构成的覆盖层可使声波透过时无明显发散、损耗或失真，还可保护水声传感器及电子设备免受物理损坏和海水侵蚀，但这些聚合材料本身硬度不高，易受硬物破坏。

换能器价格昂贵，安装位置在船底，有的靠近船首，有的靠近船中[2]，具有难拆卸、难维修保养的特点。舰船航行时换能器没在水中，若此时换能器出现故障需要更换，则舰船必须进坞上排，更换工程只能在船坞内进行。

1.2 工程项目内容

测深仪坞内工程主要工作包括以下几点。

1)换能器表面检查保养。

2)清除换能器表面的海生物，保持换能器表面清洁。

3)定期监测换能器参数。

4)更换不合格换能器。

5)质量管理部门对换能器检验验收等。

坞期内若换能器技术指标达不到要求，外观表面破损或者接近、达到使用寿命周期则必须更换换能器。坞内工程验收如果不合格，舰船就不能出坞，直到故障排除。

2 常见故障分析

2.1 故障种类

通过对近年来舰船测深仪换能器坞内工程修理中出现的故障情况进行调研分析，归纳起来测深仪坞内工程主要故障现象包括以下几点。

1)换能器绝缘指标不合格，通常表现为绝缘值低于技术指标要求。

2)换能器电容指标不合格，通常表现为电容值低于技术指标要求。

3)换能器表面受损伤，通常表现为换能器表面被划伤、破损、裂缝和漏油现象。

4)换能器老化。

5)换能器振子损坏，通常比较少见，在船坞内也难以检测判断，一般在出坞后整机调试时才能判定，故障表现为无回波信号。

6)测深仪内部电路或板件损坏。

7)电缆损坏，表现为电缆表面的破损、断裂等。

2.2 故障原因分析

测深仪换能器坞内工程修理出现故障的原因是多方面的，除偶发故障外，既有管理方面的原因，也有人为操作不当等方面的原因。通过对以往故障的分析，故障常见原因包括以下几点。

1)坞内工程管理不严，承修方未把测深仪换能器坞内工程识别为关键过程，或虽识别，但未严格按照关键过程的要求加强修理过程控制。

2)未严格执行操作规程，测深仪坞内期间通电造成换能器损坏。

3)测量换能器绝缘参数时操作不当。测量之前未脱开换能器与接线盒的连接线，导致兆欧表高压窜入测深仪仪器内部造成测深仪内部电路或板件损坏。

4)坞内期间换能器表面清洁保养方法不当，保养工具不符合要求，防护措施不到位。

5)换能器老化、漏油或接近使用寿命。

6)电缆防护不当导致破损。

7)测量工具不合适造成误判，不能及时发现问题。

8)其他人员在船底施工中误伤换能器。

9)维修技术人员未经过岗前技术培训，不掌握相应维修技术等。

2.3 典型故障案例

以下是近年来坞内工程修理中出现的典型故障案例，供从事测深仪修理和维修管理等相关人员参考。

1)换能器表面受损。技术人员对正在厂修的某船进行坞内工程例行检查，发现换能器绝缘检测值与上次测量值相比严重下降，远低于技术要求，进一步检查时发现换能器表面有数道裂纹且表层有破损现象。调查了解到船厂工人之前曾在船底刮过砂，可能误伤到换能器。经鉴定该换能器已损坏，必须更换。

2)测深仪线路板受损。某船进坞之前勘验检查测深仪通电正常工作，坞内工程结束下水后，通电调试时发现测深仪无回波信号，继续检查发现该测深仪接收通道初级的前置放大器线路板故障，更换该线路板后测深仪工作正常。进一步查找故障原因，发现前置放大器接收通道的电容击穿造成短路，引起其外围元器件损坏。经了解该船人员坞内检查换能器绝缘性能时，兆欧表直接接入接收通道进行检测，并未脱开换能器与接线盒的连接线。可以判断故障原因是因为兆欧表高压直接窜入接收通道，造成前置放大器线路板损坏。

3)换能器绝缘指标不合格。某船即将出坞下水，检验人员对坞内工程进行验收，发现换能器绝缘参数实测值严重下降，已略低于技术要求，而据修理技术人员反映之前自检时绝缘值均正常。检查时发现该修理人员测试所用型号的兆欧表电压标称值未达到该型测深仪技术要求且未曾计量过，从而导致测量结果不能反映实际情况。进一步检查发现该换能器已接近使用寿命，必须更换。由于问题发现及时，更换换能器后该船按时出坞，未造成质量事故。

3 加强质量管理的措施

测深仪坞内工程非常重要，容不得半点马虎。在执行现有管理规章制度的基础上，必须进一步加强坞内工程的管理，防止出现质量事故。以下从完善制度、维修管理、换能器清洁保养、换能器更换和预防性修理5个方面提出相应管理措施。

3.1 完善测深仪坞内工程工作制度

承修方、舰船方、监修方都要高度重视这项工作，不断完善相应工作制度和管理规定。

1)舰船方要加强对维修工作的监督，建立装备日常巡视制度，及时掌握装备状态，发现问题及时报告。

2)承修方要把测深仪换能器坞内工程列为关键过程，制定关键过程控制程序，编制测深仪坞内工程作业技术文件，落实坞内工程定期检查制度和专检制度，按照关键过程的要求加强修理过程控制。技术人员必须经过岗前培训，经考核掌握相关技术要求后方可从事坞内工程修理工作。

3)监修方代表要加强坞内工程的管理，指导承修方按照修理技术标准开展工作，建立并严格落实三方检验验收制度，严把质量关，不允许测深仪坞内工程验收不合格的舰船出坞，防止出现质量事故。

3.2 加强测深仪坞内期间维修工作管控

测深仪坞内工程除按规定开展外，还必须注意做好细节工作。

1)测深仪坞内期间严禁通电，以免造成测深仪换能器损坏，可以采取一些预防措施如取下电源保险丝、贴上警示标识等，防止无关人员误通电、误操作。

2)换能器参数测量应严格按照操作规程进行，测量时在接线盒处进行，并先脱开换能器与接线盒的连接线，避免兆欧表测量绝缘时高压窜入测深仪仪器内部造成测深仪内部电路或板件损坏。

3)应加强换能器绝缘和电容参数监测工作，参数测量应定期进行，一般间隔10～15天测量1次,一旦测量结果不符合指标要求应立即报告并处置。

4)用兆欧表测量绝缘电阻，兆欧表的电压根据设备工作电压的高低进行选择，兆欧表的电压不应高于被测电路中的元件所规定的耐压[3]。由于换能器耐压各不相同，必须根据换能器耐压值选择相应级别的兆欧表。测量仪表内的电池需保证电量充足以免测量不准造成误判。

5)测量换能器电容参数推荐使用电容表，如使用具有测量电容功能的万用表来测量，则应使用高精度(4位半)的万用表，否则测量结果不准，容易导致误判。

6)使用的监视和测量设备如电容表、兆欧表、阻抗分析仪必须经过计量且在有效期内，验收使用的计量设备应专用。

7)测深仪换能器坞内工程验收应在舰船出坞前更换换能器所需的一个时间周期前进行，以免发现问题来不及处理从而影响舰船正常出坞，通常情况下水面舰船验收应提前2～3天进行，潜艇验收应提前15天进行，因潜艇更换传感器需考虑到电缆穿舱水密等因素。

3.3 换能器表面清洁保养工作

根据换能器的结构特点，在进行换能器表面保养时通常采用质地较软的木铲、抹布和温热的淡水肥皂溶液进行换能器表面清洁保养，直至换能器表面干净整洁，观察换能器表面应无裂缝、破损和漏油现象，一旦有异常情况要及时上报，并由维修管理部门组织专家进行鉴定是否更换。换能器表面保养后要采用保护罩盖住，以避免表面涂漆及船底刮砂时破坏换能器表面，在舰艇出坞前及时取下保护罩。换能器表面清洁保养时严禁以下行为发生。

1)严禁用锋锐物、硬布、砂纸、研磨膏和其他研磨材料清除换能器表面附着物，以免刮伤辐射面表面保护层。

2)严禁用酒精、汽油等溶剂进行表面清洗以免浸溶破坏表面的聚合材料。

3)严禁用物体碰撞、冲击换能器表面，以免损伤换能器内部振子。

4)严禁在换能器表面涂漆。

3.4 慎重稳妥做好换能器更换工作

1)更换安装换能器工程一般由修船厂实施，安装过程中航海装备承修方技术人员必须到场，密切协同配合修船厂技术人员完成更换工作。

2)准备安装的新换能器必须有产品合格证和检验证明，承修方质检部门在更换前要按关键件要求进行验收。

3)从仓库领取的换能器如果放置时间较长,在更换之前必须进行耐压试验，确保水密性能完好，防止因换能器老化严重而不能使用。

4)换能器电缆穿舱时要注意保护好电缆屏蔽层，不得用力牵拉换能器连接电缆。

5)换能器安装时其辐射面要正对海底，与水平面夹角<1°，辐射面与艇底平齐。

6)换能器边缘不能有明显突变，周围30°内不应有固定物，以免影响其指向性。

7)对于坞期较长的舰船,更换换能器的时机应安排靠近出坞的有效时间内进行，避免因离出坞时间较长保养不当出现新的故障。

8)换能器安装后的验收由监修方、舰艇方、承修方三方按照测深仪坞内工程检验验收制度进行验收和确认。

3.5 做好预防性修理工作

1)承修方要建立每条舰艇测深仪换能器修理档案，详细记录换能器的使用情况和历次修理的信息。

2)每次坞内工程修理、参数测量、检查记录要齐全完整，保持可追溯性。

3)坞排期间修理技术人员定期检测换能器绝缘和电容参数，如果连续两次测量结果值相比变化较大，或者参数指标下降趋势明显，应引起重视，即使指标合格，也必须查明原因。

4)从预防性维修角度出发，对达到使用寿命或使用寿命未能延续到下一进坞周期的换能器，即使当前技术指标符合要求也必须更换，以保证出坞后测深仪在航期间能正常工作。

4 结束语

测深仪换能器坞内工程是航海装备维修的关键过程，也是重难点工程，稍有不慎，很容易出现问题，从而影响整艘舰船的修理进度，造成不可挽回的损失，必须引起维修技术人员、生产管理部门、质量管理部门、业务机关和用户的高度重视，要认真吸取以往坞内工程故障的教训，不断探索坞内工程有效的管理措施，完善修理技术文件和管理制度，确实加强换能器坞内工程的过程控制，提高修理质量，防止坞内工程修理出现不应该发生的问题。

[1] GB/T 3947-1996，声学名词术语[S].

[2] 陈宇里.《航海仪器》教材中船用回声测深仪换能器安装位置的探讨[J].航海教育研究,2012,(2):57-59.

[3] GB/T 8016-2009，船用回声测深设备[S].

The repair project of transducer of echo sounder in dry dock is a critical process.Once the transducer is failure,it can' t be repaired until the ship comes into a shipyard.Through analysis of the case of transducer's failure during docking repair before,we can find out the reason of common fault of transducer.Some measures and advices to enhance the quality management are given for repair project of transducer in dry dock,which is instructional to the work for transducer's project of docking repair.

echo sounder;transducer;projcet of docking repair;repair;measure

U673

10.13352/j.issn.1001-8328.2014.02.013

林育生(1969-)，男，福建华安人，高级工程师，学士，主要从事船舶导航技术保障工作。

2013-10-10