水压计程仪船首管路测速故障的陆上排查方法

徐 望，王云鹏，王亦平，方婧涵

(902厂，上海 200083)

水压计程仪船首管路测速故障的陆上排查方法

徐 望，王云鹏，王亦平，方婧涵

(902厂，上海 200083)

水压计程仪的水压管路故障会导致计程仪无法测量速度，文章基于水压计程仪的工作原理和水压管路的系统组成，针对管路渗透、阀件损坏和管路拥堵3种可能故障原因，分别制定了相应的陆上排查方案，实际工程应用表明了该方案的有效性和可行性，最后给出了水压计程仪的维修及使用建议，对该装备的维修保障工作具有重要的借鉴意义。

水压计程仪；管路；测速；故障排查

水压计程仪的基本原理是测量海水相对于舰船流动而产生的动压力，再根据动压力与流速之间的航速关系来解算出舰艇的相对航速，其管路系统承担着测量动、静压的任务。某型舰船水压计程仪曾出现船首管路系统无法测速的故障，根据舰船水面和水下航行时计程仪的工作状态，本文从理论上全面分析该故障的原因，分别制定了相应的陆上排查方法，在舰船上排后，按所制定的排故方案来执行修理，舰船下排后结合系泊、航行试验对水压计程仪进行整机调试，结果表明该排查方法能够有效地解决故障。

1 故障现象

通过试航发现该型水压计程仪具体故障如下。

1)使用推放装置管路系统测速时，水面航行和水下航行都能正常测速。

2)使用船首管路系统测速时，水压计程仪速度为0，无法测速。

3)码头调试时，2套管路系统的全压(动压和静压之和)和静压管路都能放出水，在对外吹气时都能在舷外看到气泡，说明管路对海通畅。

4)平衡阀打开时水压计程仪通电调试零位正常；分别使用2套管路对仪器通电调试，在静压放水时，仪器解算都有速度。

得到初步结论为水压计程仪电气部分及推放装置管路系统正常，船首管路系统不正常。由于水压计程仪管路系统在水下部分，不具备检修条件，因此必须在舰船上排时进行管路系统检修。

2 故障原因分析

2.1水压计程仪工作原理

水压计程仪测速的依据为伯努利方程。水压计程仪以测量海水相对于舰艇流动而产生的动压力为基础，再根据动压力与流速之间的航速关系来解算出舰艇的相对航速V，如图1所示。

图1 水压计程仪管路系统工作原理示意图

当舰艇航行时A管由于迎着海水，它除了承受静压强P作用外，还受到因海水冲击产生的压力作用，管中所产生的压力为静压和动压之和，即全压。B管伸出船底，感应的压力是静压。

2.2故障原因分析

该型水压计程仪测速水压管路有2套，分别为推放装置管路系统和船首管路系统，2套管路系统通过开关阀控制接入仪器内。仪器测速时只能采用其中一路管路系统，另一路管路系统关闭。图2为该型计程仪管路系统工作原理图。

舰船船首管路系统包括1路从舱底通向船首的管路，其进水口朝前(称为全压管路，管路规格为D25×2.5，铜质材料)，其管路穿越声呐舱、燃油舱及多个压载水舱；另外2路通向两舷艇底，其进水口朝下，在舱底层合为1路，称为静压管路。

根据舰船航行时水压计程仪的工作状态可以从理论上对故障可能性作如下分析。

1)船首全压管路存在渗漏。低速航行时船首全压管路内的压力小，高速航行时船首全压管路内的压力大。在压力大时全压管路某处存在渗漏而使全压管路内部与外部相通，此时全压管路内的压力与静压管路压力相同，没有压差，所以水压计程仪测不出速度。

理论评估：此故障原因发生的概率较高，应考

核船首管路系统的气密性。

2)阀件损坏引起管路的压力降低。当管路系统阀件损坏时，同样可造成水压计程仪船首管路测速故障。如图2中“1-4号阀”存在损坏情况，使用推放装置时仍能满足计程仪正常工作要求；当使用船首管路测速时，由于“1-4号阀”不能有效截止，导致船首全压管路与推放装置全压管路导通，水压计程仪传感器感知全压管路压力为零，测速不正常。

理论评估：此故障原因发生概率较高，应全面检查管路阀件的技术状态。

3)船首全压管路部分存在拥堵。当全压管路中存在部分拥堵时，拥堵点位置会造成压力损失，水压计程仪电气部分感应压力将降低，在低速航行时压力损耗小，水压计程仪可测速；满载高速航行时，压力损耗较大，无法测速。

理论评估：此故障原因发生的概率较低，应考核船首管路系统的畅通性。

4)以上故障原因均存在。

3 故障排除技术方案

舰船上排后按如下故障排查技术方案来执行修理排除故障。

3.1准备和条件

1)220 V、50 Hz不断电。

2)高压吹除、泵压设施设备备便。

3)水压计程仪图纸资料齐全。

4)其它安全性措施。

3.2管路部分检修

船厂制定船首管路检修实施方案，并进行检修。针对以上分析可能存在的管路系统故障点，进行如下检修。

图2 水压计程仪管路工作原理图

1)船首全压管路气密性检查(故障可能性1)，进行全压管路气密性检查。通过封堵船首全压管路进口，打开图2所示“1-1号阀”和“1-3号阀”，在“3-1号阀”中压空气管路处对船首全压管路进行泵压作业，试验压力0.6 MPa。泵压完毕后，肥皂液检查声呐舱、燃油舱、压载水舱内全压管路、管接头、通舱管件连接部位，应无渗漏，且经过一定时间后，船首全压管路压力是否有明显下降。如存在压力明显下降的情况，视情更换损坏的管路。

2)管路及阀件技术状态检修(故障可能性2.2中2)。

(1)目视检查声呐舱、燃油舱、压载水舱内全压管路、管接头、通舱管件的状况。拆卸有故障的管路，修理或更新。原地检修有缺陷的通舱管件。

(2)结合泵压作业，检修重点阀件。船厂应结合泵压作业对阀件技术状态进行初步的检查，重点观察“1-4号阀”的技术状态。其次应将故障相关重点阀件拆卸进厂检修，更换性能下降的阀件、组件，确保阀件和组件技术状态良好后进行回装。回装后对阀件和组件应再次进行技术状态的验证。

3)船首全压管路畅通性检查(故障可能性2.2中3)。船厂应进行管路吹除作业，确保管路畅通，打开图2所示“1-1号阀”和“1-3号阀”，通过“3-1号阀”中压空气管路对船首全压管路进行吹除作业。观察船首全压管路的畅通性。

在高压吹除作业中，观察船首管路的畅通性。由于理论分析船首全压管路存在部分堵塞的可能性，应加强船首全压管路畅通性判别，必要时实施分段检查。通过疏通或多次吹除作业的方法，排除管路堵塞的故障。

4)通过以上3种检查或检修作业应能排除综合故障，即故障原因2.2中4)。

3.3电气部分检修

工厂依据维修控制程序和水压计程仪修理技术要求对电气部分进行检修，排除电气部分故障。

由于水压计程仪禁止排上通电作业，不具备整机调试的条件。整机功能验证工作，必须在舰船下排后进行。在舰船下排前，船厂应确保管路系统的畅通性和气密性以及阀件技术状态良好。

3.4系泊、航行试验

舰船下排后，结合系泊、航行试验对计程仪进行整机调试，排除故障。

4 应用

应用结果表明实际情况包含了故障原因2.2中1)和2)，船首及全压管路存在泄漏现象，通过上文提出的排查方法，结合实际工程检修，该艇水压计程仪船首管路系统能够正常测速，恢复了正常的技术性能。

5 结束语

由于水压计程仪修理工程涵盖部分水下工程，对整个舰船修理质量影响较大，为此提出以下几点建议。

1)综合多种监控手段，及时发现管路故障。舰船在航期间可以通过建立轮机转速与计程仪航速比对表，惯导速度与水压计程仪航速比对表以及水面航行状态卫星设备速度与水压计程仪航速比对表。通过航速比对表规律性的变化，可以及时发现管路及系统出现故障的苗头，采取针对性的预先维修措施，防控故障发生的概率。

2)结合排上修理，系统检修管路及相应阀件。舰船每次排上修理期间，均应建立相应的管路检查工程明细单，系统性地对相关管路系统及管路阀件进行全面的检修，消除故障发生的隐患。

3)研制专用工装，提高排上单装联调能力。舰船排上的水压计程仪检修，由于不具备实际水流速度条件，严禁排上开机，因此不能实现水压计程仪排上单装联调。这对于检修后的管路系统是个极大挑战，由于不能获得有效验证，建议研制专用工装，建立陆基计程仪检测调试平台，提高排上检修水平。

Water-pressure speed log can' t measure velocity because of water-pressure pipeline faults including pipeline infiltration,valve damage and pipeline blockage.Based on the principle and the structure of the water-pressure speed log and its pipeline,the onshore fault elimination methods are presented separately.The applications show that the proposed meathods are feasible and practical.At the last,the valuable,reference is provided for maintaining support of water-pressure speed log.

water-pressure speed log;pipeline;velocity measurement;fault elimination

U666.152

10.13352/j.issn.1001-8328.2014.06.010

徐望(1974-)，男，江西南昌人，高级工程师，工学博士，主要从事导航装备的维修保障与科研工作。

2014-06-13