减振措施在船舶设备安装中的应用

张晨 谢雨

摘 要：根据船舶各种设备和系统的振动特性，有针对性地采用不同的减振措施，从源头上消除或减少船舶振动。

关键词：减振；船舶

中图分类号：U667.95 文献标识码：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

随着国际劳工组织（ILO）《2006 年海事劳工公约》、（《MLC 2006 公约》）对 2014 年 7 月 1 日及以后建造的船舶正式开始生效，船舶的舒适度要求也随之越来越高，尤其是对噪声的要求更高。

船舶振动指船舶在机械、轴系、螺旋桨运转及波浪的激励下，所引起船舶总体或局部结构的振动。振动会导致船体结构和机械部件的疲劳破坏，危及航行安全；振动使机器、仪表精度降低，导致设备失常、使用寿命缩短；振动及由振动产生的噪音会降低船员和乘客的舒适性，严重时会损害身体健康[1]。如何有效控制或降低船舶振动、提升船舶的舒适性，已成为船舶设计和建造中的重要关注方向。本文简要介绍各种减振措施在船舶设计和建造过程中的应用。

2 在主机安装中的典型减振措施

主机是船上的主要振动源，安装过程中除了船体基座需要特殊加强外，在主机底座增加减振器是降低主机振动最为常用和有效的手段之一。对常规民用运输船舶，基本采用图1所示的典型减振连接形式。

（1）减振器按照材质主要分为金属减振器和橡胶减振器两种：金属减振器承载能力大，对环境变化不敏感，抗老化能力强；缺点是阻尼小、越过共振区时振动大；橡胶减振器易老化、稳定性差，弹性模量比金属小很多，可产生较大弹性形变，有利于越过共振区衰减高频振动和噪声。

（2）主机各个接口和管道连接也需要考虑减振：震动在主机与外接管道之间传递，会造成接口松动及燃油、滑油，冷却水等泄露，影响主机的正常运行；管道系统常用到金属、橡胶膨胀接头或软管接头，这些接头可以有效地减少主机震动传递至外接的管路上。

（3）主机排气管道也要采取必要的减振措施：排气管由于管线长、管径大、重量重，受到振动影响时损害大，因此与主机连接处需增加金属波纹膨胀节，以保护主机增压器及本体。由于排气管路高温的特点，不适合使用橡胶类减振器，故排气管道上在适当间距布置金属波纹膨胀节，以吸收管路膨胀导致的变形；消音器两端布置金属膨胀节，以保护消音器不会受到排气管因热膨胀导致的挤压或拉伸的破坏。

金属膨胀节的选型和数量，需要根据排气管热膨胀量计算确定。

（4）排气管道需进行弹性支撑，在空间允许情况下，沿管线互成角度布置，见图2。

（5）排烟管不能与船体结构焊接固定，以防止热膨胀及振动导致焊缝开裂。排气管顶部通常设弹性导管，弹性导管上增加钢丝网隔振器，以减少振动在排气管道和船体结构之间的传递。需要时弹性导管上焊接挡雨帽，防止雨水进入机舱棚，见图3。

3 在其它设备安装中的减振措施

（1）发电机组、空压机和风机等设备运行时振动较大，安装时通常在底座增加减振垫，以保护设备及接口管路，见图4。

（2）小功率的风机可以直接在风机和基座之间增加橡胶垫用以减振。当风机室靠近生活区域时，可考虑在风机上增设消音器用以减振降噪。

（3）空压机出气接口采用软接，如橡胶软管、膨胀接头。

（4）电气控制箱、配电箱等电气设备内部精密元件较多，振动松动引起的电器元件失效损害较大。

（5）在冰区航行的船舶考虑增加不锈钢丝弹簧减振器或橡胶隔离。

4 在管道安装中的减振措施

（1）管道振动产生的原因很多，其中最主要的是管道内流体压力迅速上升或下降会出现液击现象，导致振动、发出噪音。管道内流体流速过快会形成湍流引起振动，因此，吸入管直径不宜过小、流速不宜过高，以免因流阻太大导致泵及管路振动；管道流速过低，要求的管径大、耗材多，腐蚀也加强。故管道内流速一般控制在1 m/s～3 m/s。因此，需根据具体介质合理选择管道流速。管路布置时，应尽量平直，减少弯头的使用，保证流通顺畅。

（2）通风管道在考虑管径大小的同时，还需注意进出风口有效流通面积的大小。保证通风筒、百叶窗的有效流通面积，可以有效的控制振动，降低风噪。在空间允许时可设置静压箱，气流在通过静压箱时截面积增加、风压减小、流速降低，可以起到明显的降噪减振效果。

（3）孔板是气流阻力元件，设置孔板是管道消减振动的有效方法之一。

（4）合理的管夹布置，也是降低管道振动的重要手段。重型管夹TC型（CB/T3780-1997）常用于液压管路，材质有聚四氟乙烯、聚丙烯或尼龙等；其他管道系统减振，可以采用HUITE管夹，见图5。

夹体材料按照系统介质，可以有聚四氟乙烯、橡胶、聚丙烯、尼龙和铝合金等选择：如要求防止静电，可使用橡胶；要求耐腐蚀，可以选用聚四氟乙烯。

5 结束语

综上所述，设备安装时主要考虑如何减少振动传递至船体基座及外部管路接口；管路安装时，主要考慮如何固定管路，减少外部振动传递至管道上。通过本文提及的减振措施在船舶建造中的应用，可以明显的减少振动的传递，保障设备运行平稳，在提高船舶性能的同时给乘员提供了良好舒适的工作生活环境。

在船舶生产设计阶段，根据不同设备、管道系统结合行业法规的要求，合理的选择减振措施，是优化船舶设计、提高船舶性能的重要手段。

参考文献

[1] 张永根. 船舶振动原因及减振方法[J]. 江苏船舶，2005，22（3）.