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摘要：本文主要对船舶海水系统管路泄漏及定位进行分析了解，船舶管路是船舶重要组成部分，其良好的工作状态是船舶运行安全的保证。船舶管路常处于高温、腐蚀、潮湿的环境之下，系统发生故障难以避免，且维护保养困难。
关键词：船舶；海水系统管路；泄漏；定位；方法
引言
船舶海水管路在船舶管路中的作用极其重要。首先，船舶系统中所有的热交换往往都靠海水系统来完成，因此，海水系统管路的可靠性，直接影响了船舶热量及时的散发和主机运行的可靠性；其次，船舶海水管路一般直接连通舷外海水，海水管路若发生泄漏将会导致舷外海水直接进入机舱，给船舶的安全造成隐患，所以对于船舶海水管路的泄漏定位研究具有重要的意义。
一、船舶管路系统分析
1.动力管路
动力管路是为船舶动力装置服务的管路，其主要的任务就是保证船舶动力装置的正常工作，按其用途不同主要有燃油系统、滑油系统、冷却水系统、压缩空气系统管路等。燃油系统的主要作用就是为主、副机和锅炉提供足够数量和一定品质的燃油，确保船舶动力装置正常运转，一般有注入、储存、驳运、净化、供给和计量六部分组成，燃油系统管路一般容易观察到，轮机员在巡视过程中较易发现泄露，因此该系统的可靠性较高；滑油系统作用是保证供给柴油机动力装置各运动部件的润滑和冷却，依柴油机的结构不同分为湿式和干式两种系统，湿式滑油系统中滑油存放在柴油机油底壳中，柴油机正常运转时，其所带的滑油泵抽吸油底壳滑油，经滑油冷却器送至各润滑部位，润滑后流回油底壳，构成独立的润滑系统；干式滑油系统中滑油存放在单独设置的滑油循环舱中，通过循环进行润滑和冷却；船舶冷却水系统作用就是把充足、连续和温度合适的冷却介质供给柴油机动力装置各个需要冷却的部位，将其多余热量带走，确保动力装置可靠的工作。
2.辅助管路
辅助管路又称通用管路，是为全船服务的管路，其主要任务是保证船舶安全营运和满足船上人员生活需要，按其用途不同，主要分为舱底水系统管路、压载水系统管路、消防系统、日用淡水和卫生系统、通风系统及其他系统管路。压载水系统：主要由压载水泵、压载水管路、压载舱及有关阀件组成，随船舶的种类、用途和吨位的不同，压载水舱在船上的位置、大小和数量也不同；压载水系统的主要作用是调整船舶的吃水和船体纵、横向的平稳及安全的稳性高度，同时通过合理的压载来减小船体变形，避免引起过大的弯曲力矩与剪切为，降低船体振动以及改善空舱适航性。
二、管路泄漏检测的概述
1.外部环境检测
船舶在营运当中，管路泄漏检测的传统主要方式为人工巡视的方法，轮机员按机舱值班要求定期巡视，若发生管路的漏泄，根据漏泄量的大小，以及污水井水位进行判断，对于具体的泄漏位置，还需进一步的排查，这种方法的缺点是巡视的盲目性较大，对于肉眼不易看到的管路以及处于花铁板下的管路（如压载水系统管路）泄漏难以发现，并且对于泄漏的位置也难以确定，所以这种方法未来应用前景不广，无法实现连续性检测，仅适用于新造普通船舶和易于巡视检查的小型船舶。
2.管壁状况检测
管壁受到外力时会有声音，声音沿管壁向两端传输，在管路上设置多个声音传感器，通过声音传感器接受信息，从而判断管路是否发生泄漏，这是目前比较新颖的而且有一定应用前景的方法。但须要注意的是船舶机舱是一个噪声很大的场所，对声音传感器往往会产生很强的干扰，从而无法确定管路泄漏的位置，所以利用接收声音来判断泄漏并不适用于该场合船舶管路泄漏。目前在应用中的延伸研究领域是采用内壁检测声音，其主要方式为管内探测球，这是一种基于漏磁技术或者超声波技术，在管内可以随介质流动的探测工具。沿管路漂流的过程当中，将探测到的数据存储，便进行分析。管内探测的优点是定位准确，缺点是船舶管路布局复杂，探测球随介质流动的过程中容易发生堵塞，且价格昂贵，所适用性受到限制。
3.管内流动状态检测
（1）模型的方法。这类方法主要是利用管路内流体的能量平衡方程、质量平衡方程、动量平衡方程等进行建模，在此模型中，通常得到结果是非线性的，因此还需要差分法或者特征线法使其线性化，然后根据估计值与实测值的比较来进行泄漏定位研究。该方法的不足之处在于需要建立比较准确的数学模型，同时还要流量计进行测量，而实际情况是在许多管路的检测研究当中，管路上没有安装足够的流量计，使得此方法的使用受到限制。
（2）信号的处理方法。基于信号的处理方法主要是通过对检测管道两端的压力和流量信号进行分析，然后实现泄漏的检测和定位，不需要建立复杂的数学模型，具有更为广泛的应用前景。主要包括有基于流量信号的流量平衡法；基于压力信号的压力点分析法、负压波法和压为梯度法等；以及基于声波的方法。
（3）模式识别和人工神经元网络的方法。当前全球人工智能已取得了很大的进展，将人工智能技术应用到管路的泄漏定位当中也有大量的研究，目前常用的方法主要是模式识别和人工神经网络的方法。人工神经网络可以实现输入到输出的非线性映射，具有模拟任何连续非线性函数的能为和从样本学习的能力，在管路泄漏中取得了一定的应用。这是有待继续挖掘潜力的智能检测和定位泄漏的研究领域。
三、管路泄漏及定位评价指标分析
1.实时性：能在最短的时间内检测到管路发生泄漏并确定泄漏点，方便船舶轮机管理人员及时进行维修以减少损失。
2.灵敏性：要求能够检测定位出较小泄漏量的泄漏，可以适应各种泄漏情况下的船舶管路泄漏检测定位。
3.准确性：检测系统能够及时准确的检测出船舶管路泄漏情况的发生，并且要求检测系统具有较低的误报警率、较高的可靠性和较小的定位误差。
4.易适应性：检测系统应具有一定的通用性，可以适应不同运行环境和不同运输介质的船舶管路检测。
5.易维护性：当检测系统发生故障时，系统装置应该容易调整并且能够进行快速维护。
6.性价比高：船舶管路泄漏检测定位系统使用性能与系统设计与运行的花费之间的比值要高。
四、典型的管路泄漏检测及定位流程
首先采用基于流体网络模型的方法对管路进行泄漏的判断，若管路发生泄漏，则进行下一步泄漏定位，采用的方法是基于双传感器的压力梯度法进行研究，文中需要获取的参数是管路上某节点的压力和管路进口的流量，以此进行船舶管路的泄漏定位研究，参照流程图1；
结束语
综上所述，船舶管路是船舶各系统的重要组成部分，它的安全性能对船舶安全至关重要，船舶管路运行环境和情况复杂多变，在选用泄漏检测和定位方法时，要考虑相关的评价指标，对实时性、灵敏性、准确性、易适应性、易维护性以及性价比的因素综合考虑，从而实现对于管路泄漏检测和定位。
参考文献：
[1]杨东．船舶管道泄漏监测仪的设计与实现[D]．北京工业大学，2014.
[2]崔谦．油气管道泄漏检测方法的研究及应用[D]．天津大学，2005．
[3]关键．基于ＢＰ神经网络的管道泄漏定位系统研究[D]．北京交通大学，2009．
论文作者:杨茂
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/9/9
标签：管路论文; 船舶论文; 系统论文; 方法论文; 海水论文; 发生论文; 水系论文; 《防护工程》2019年12期论文;