林育生，吳永明，許大為

(902廠，上海 200083)

測(cè)深儀換能器塢內(nèi)工程質(zhì)量管理剖析

林育生，吳永明，許大為

(902廠，上海 200083)

測(cè)深儀換能器塢內(nèi)工程是維修的關(guān)鍵過(guò)程，換能器一旦出現(xiàn)故障只能等艦船進(jìn)塢方可修理或更換。通過(guò)對(duì)近幾年來(lái)艦船測(cè)深儀換能器塢內(nèi)工程修理中出現(xiàn)的故障進(jìn)行調(diào)研分析，歸納出常見(jiàn)故障的發(fā)生原因，并針對(duì)塢內(nèi)工程維修和管理工作中容易發(fā)生問(wèn)題的環(huán)節(jié)，提出了加強(qiáng)換能器塢內(nèi)工程維修質(zhì)量管理的措施和建議，對(duì)塢內(nèi)工程修理工作具有一定的指導(dǎo)意義。

測(cè)深儀；換能器；塢內(nèi)工程；維修；措施

測(cè)深儀是艦船上重要的水聲航海設(shè)備，其主要功能是測(cè)量、指示和記錄艦船所在海域的水深信息，對(duì)于保障艦船的正常航行起著不可替代的作用。測(cè)深儀換能器安裝在艦船殼體底部，一旦出現(xiàn)問(wèn)題只能等艦船進(jìn)塢方可修理或更換。艦船塢內(nèi)修理期間，承擔(dān)修理任務(wù)的單位雖然也能認(rèn)識(shí)到測(cè)深儀換能器塢內(nèi)工程的重要性，但由于目前修理技術(shù)文件及產(chǎn)品技術(shù)文件中對(duì)于換能器的修理要求比較簡(jiǎn)單，也未明確該修理過(guò)程為關(guān)鍵過(guò)程，因此普遍存在修理工藝文件簡(jiǎn)單、質(zhì)量管理不夠嚴(yán)格、管理措施不夠到位等現(xiàn)象，容易導(dǎo)致測(cè)深儀塢內(nèi)工程期間或出塢后不久故障時(shí)有發(fā)生，有些甚至導(dǎo)致需重新進(jìn)塢修理的嚴(yán)重后果。故加強(qiáng)換能器塢內(nèi)工程的維修質(zhì)量管理的迫切性和重要性是顯而易見(jiàn)的。

1 塢內(nèi)工程項(xiàng)目?jī)?nèi)容

1.1 換能器簡(jiǎn)介

換能器(transducer)是自一種類型的系統(tǒng)接收信號(hào)而向另一種類型的系統(tǒng)供應(yīng)相應(yīng)的信號(hào)，使輸入信號(hào)的某一所需特征出現(xiàn)于輸出的器件[1]。水聲換能器(underwater sound transducer)是指將其他形式的能量轉(zhuǎn)換為聲能向水中輻射，或?qū)⒔邮盏降乃曅盘?hào)轉(zhuǎn)換為其他能量形式信號(hào)的換能器[1]。測(cè)深儀換能器是一種水聲換能器，它是測(cè)深儀最主要的功率部件，其作用是將發(fā)射機(jī)輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)向海底發(fā)射并將海底反射回波轉(zhuǎn)換為電信號(hào)再輸出到接收機(jī)。目前艦船上服役的測(cè)深儀型號(hào)達(dá)十幾種，換能器外形大小、工作頻率各不相同，但其工作原理基本相同。換能器內(nèi)部由振子組成，外部一般采用氯化丁基之類的聚合材料進(jìn)行封裝，這些材料構(gòu)成的覆蓋層可使聲波透過(guò)時(shí)無(wú)明顯發(fā)散、損耗或失真，還可保護(hù)水聲傳感器及電子設(shè)備免受物理?yè)p壞和海水侵蝕，但這些聚合材料本身硬度不高，易受硬物破壞。

換能器價(jià)格昂貴，安裝位置在船底，有的靠近船首，有的靠近船中[2]，具有難拆卸、難維修保養(yǎng)的特點(diǎn)。艦船航行時(shí)換能器沒(méi)在水中，若此時(shí)換能器出現(xiàn)故障需要更換，則艦船必須進(jìn)塢上排，更換工程只能在船塢內(nèi)進(jìn)行。

1.2 工程項(xiàng)目?jī)?nèi)容

測(cè)深儀塢內(nèi)工程主要工作包括以下幾點(diǎn)。

1)換能器表面檢查保養(yǎng)。

2)清除換能器表面的海生物，保持換能器表面清潔。

3)定期監(jiān)測(cè)換能器參數(shù)。

4)更換不合格換能器。

5)質(zhì)量管理部門(mén)對(duì)換能器檢驗(yàn)驗(yàn)收等。

塢期內(nèi)若換能器技術(shù)指標(biāo)達(dá)不到要求，外觀表面破損或者接近、達(dá)到使用壽命周期則必須更換換能器。塢內(nèi)工程驗(yàn)收如果不合格，艦船就不能出塢，直到故障排除。

2 常見(jiàn)故障分析

2.1 故障種類

通過(guò)對(duì)近年來(lái)艦船測(cè)深儀換能器塢內(nèi)工程修理中出現(xiàn)的故障情況進(jìn)行調(diào)研分析，歸納起來(lái)測(cè)深儀塢內(nèi)工程主要故障現(xiàn)象包括以下幾點(diǎn)。

1)換能器絕緣指標(biāo)不合格，通常表現(xiàn)為絕緣值低于技術(shù)指標(biāo)要求。

2)換能器電容指標(biāo)不合格，通常表現(xiàn)為電容值低于技術(shù)指標(biāo)要求。

3)換能器表面受損傷，通常表現(xiàn)為換能器表面被劃傷、破損、裂縫和漏油現(xiàn)象。

4)換能器老化。

5)換能器振子損壞，通常比較少見(jiàn)，在船塢內(nèi)也難以檢測(cè)判斷，一般在出塢后整機(jī)調(diào)試時(shí)才能判定，故障表現(xiàn)為無(wú)回波信號(hào)。

6)測(cè)深儀內(nèi)部電路或板件損壞。

7)電纜損壞，表現(xiàn)為電纜表面的破損、斷裂等。

2.2 故障原因分析

測(cè)深儀換能器塢內(nèi)工程修理出現(xiàn)故障的原因是多方面的，除偶發(fā)故障外，既有管理方面的原因，也有人為操作不當(dāng)?shù)确矫娴脑颉Ｍㄟ^(guò)對(duì)以往故障的分析，故障常見(jiàn)原因包括以下幾點(diǎn)。

1)塢內(nèi)工程管理不嚴(yán)，承修方未把測(cè)深儀換能器塢內(nèi)工程識(shí)別為關(guān)鍵過(guò)程，或雖識(shí)別，但未嚴(yán)格按照關(guān)鍵過(guò)程的要求加強(qiáng)修理過(guò)程控制。

2)未嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，測(cè)深儀塢內(nèi)期間通電造成換能器損壞。

3)測(cè)量換能器絕緣參數(shù)時(shí)操作不當(dāng)。測(cè)量之前未脫開(kāi)換能器與接線盒的連接線，導(dǎo)致兆歐表高壓竄入測(cè)深儀儀器內(nèi)部造成測(cè)深儀內(nèi)部電路或板件損壞。

4)塢內(nèi)期間換能器表面清潔保養(yǎng)方法不當(dāng)，保養(yǎng)工具不符合要求，防護(hù)措施不到位。

5)換能器老化、漏油或接近使用壽命。

6)電纜防護(hù)不當(dāng)導(dǎo)致破損。

7)測(cè)量工具不合適造成誤判，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

8)其他人員在船底施工中誤傷換能器。

9)維修技術(shù)人員未經(jīng)過(guò)崗前技術(shù)培訓(xùn)，不掌握相應(yīng)維修技術(shù)等。

2.3 典型故障案例

以下是近年來(lái)塢內(nèi)工程修理中出現(xiàn)的典型故障案例，供從事測(cè)深儀修理和維修管理等相關(guān)人員參考。

1)換能器表面受損。技術(shù)人員對(duì)正在廠修的某船進(jìn)行塢內(nèi)工程例行檢查，發(fā)現(xiàn)換能器絕緣檢測(cè)值與上次測(cè)量值相比嚴(yán)重下降，遠(yuǎn)低于技術(shù)要求，進(jìn)一步檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)換能器表面有數(shù)道裂紋且表層有破損現(xiàn)象。調(diào)查了解到船廠工人之前曾在船底刮過(guò)砂，可能誤傷到換能器。經(jīng)鑒定該換能器已損壞，必須更換。

2)測(cè)深儀線路板受損。某船進(jìn)塢之前勘驗(yàn)檢查測(cè)深儀通電正常工作，塢內(nèi)工程結(jié)束下水后，通電調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)測(cè)深儀無(wú)回波信號(hào)，繼續(xù)檢查發(fā)現(xiàn)該測(cè)深儀接收通道初級(jí)的前置放大器線路板故障，更換該線路板后測(cè)深儀工作正常。進(jìn)一步查找故障原因，發(fā)現(xiàn)前置放大器接收通道的電容擊穿造成短路，引起其外圍元器件損壞。經(jīng)了解該船人員塢內(nèi)檢查換能器絕緣性能時(shí)，兆歐表直接接入接收通道進(jìn)行檢測(cè)，并未脫開(kāi)換能器與接線盒的連接線?？梢耘袛喙收显蚴且?yàn)檎讱W表高壓直接竄入接收通道，造成前置放大器線路板損壞。

3)換能器絕緣指標(biāo)不合格。某船即將出塢下水，檢驗(yàn)人員對(duì)塢內(nèi)工程進(jìn)行驗(yàn)收，發(fā)現(xiàn)換能器絕緣參數(shù)實(shí)測(cè)值嚴(yán)重下降，已略低于技術(shù)要求，而據(jù)修理技術(shù)人員反映之前自檢時(shí)絕緣值均正常。檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)該修理人員測(cè)試所用型號(hào)的兆歐表電壓標(biāo)稱值未達(dá)到該型測(cè)深儀技術(shù)要求且未曾計(jì)量過(guò)，從而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不能反映實(shí)際情況。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)該換能器已接近使用壽命，必須更換。由于問(wèn)題發(fā)現(xiàn)及時(shí)，更換換能器后該船按時(shí)出塢，未造成質(zhì)量事故。

3 加強(qiáng)質(zhì)量管理的措施

測(cè)深儀塢內(nèi)工程非常重要，容不得半點(diǎn)馬虎。在執(zhí)行現(xiàn)有管理規(guī)章制度的基礎(chǔ)上，必須進(jìn)一步加強(qiáng)塢內(nèi)工程的管理，防止出現(xiàn)質(zhì)量事故。以下從完善制度、維修管理、換能器清潔保養(yǎng)、換能器更換和預(yù)防性修理5個(gè)方面提出相應(yīng)管理措施。

3.1 完善測(cè)深儀塢內(nèi)工程工作制度

承修方、艦船方、監(jiān)修方都要高度重視這項(xiàng)工作，不斷完善相應(yīng)工作制度和管理規(guī)定。

1)艦船方要加強(qiáng)對(duì)維修工作的監(jiān)督，建立裝備日常巡視制度，及時(shí)掌握裝備狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)報(bào)告。

2)承修方要把測(cè)深儀換能器塢內(nèi)工程列為關(guān)鍵過(guò)程，制定關(guān)鍵過(guò)程控制程序，編制測(cè)深儀塢內(nèi)工程作業(yè)技術(shù)文件，落實(shí)塢內(nèi)工程定期檢查制度和專檢制度，按照關(guān)鍵過(guò)程的要求加強(qiáng)修理過(guò)程控制。技術(shù)人員必須經(jīng)過(guò)崗前培訓(xùn)，經(jīng)考核掌握相關(guān)技術(shù)要求后方可從事塢內(nèi)工程修理工作。

3)監(jiān)修方代表要加強(qiáng)塢內(nèi)工程的管理，指導(dǎo)承修方按照修理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展工作，建立并嚴(yán)格落實(shí)三方檢驗(yàn)驗(yàn)收制度，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，不允許測(cè)深儀塢內(nèi)工程驗(yàn)收不合格的艦船出塢，防止出現(xiàn)質(zhì)量事故。

3.2 加強(qiáng)測(cè)深儀塢內(nèi)期間維修工作管控

測(cè)深儀塢內(nèi)工程除按規(guī)定開(kāi)展外，還必須注意做好細(xì)節(jié)工作。

1)測(cè)深儀塢內(nèi)期間嚴(yán)禁通電，以免造成測(cè)深儀換能器損壞，可以采取一些預(yù)防措施如取下電源保險(xiǎn)絲、貼上警示標(biāo)識(shí)等，防止無(wú)關(guān)人員誤通電、誤操作。

2)換能器參數(shù)測(cè)量應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行，測(cè)量時(shí)在接線盒處進(jìn)行，并先脫開(kāi)換能器與接線盒的連接線，避免兆歐表測(cè)量絕緣時(shí)高壓竄入測(cè)深儀儀器內(nèi)部造成測(cè)深儀內(nèi)部電路或板件損壞。

3)應(yīng)加強(qiáng)換能器絕緣和電容參數(shù)監(jiān)測(cè)工作，參數(shù)測(cè)量應(yīng)定期進(jìn)行，一般間隔10～15天測(cè)量1次,一旦測(cè)量結(jié)果不符合指標(biāo)要求應(yīng)立即報(bào)告并處置。

4)用兆歐表測(cè)量絕緣電阻，兆歐表的電壓根據(jù)設(shè)備工作電壓的高低進(jìn)行選擇，兆歐表的電壓不應(yīng)高于被測(cè)電路中的元件所規(guī)定的耐壓[3]。由于換能器耐壓各不相同，必須根據(jù)換能器耐壓值選擇相應(yīng)級(jí)別的兆歐表。測(cè)量?jī)x表內(nèi)的電池需保證電量充足以免測(cè)量不準(zhǔn)造成誤判。

5)測(cè)量換能器電容參數(shù)推薦使用電容表，如使用具有測(cè)量電容功能的萬(wàn)用表來(lái)測(cè)量，則應(yīng)使用高精度(4位半)的萬(wàn)用表，否則測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)，容易導(dǎo)致誤判。

6)使用的監(jiān)視和測(cè)量設(shè)備如電容表、兆歐表、阻抗分析儀必須經(jīng)過(guò)計(jì)量且在有效期內(nèi)，驗(yàn)收使用的計(jì)量設(shè)備應(yīng)專用。

7)測(cè)深儀換能器塢內(nèi)工程驗(yàn)收應(yīng)在艦船出塢前更換換能器所需的一個(gè)時(shí)間周期前進(jìn)行，以免發(fā)現(xiàn)問(wèn)題來(lái)不及處理從而影響艦船正常出塢，通常情況下水面艦船驗(yàn)收應(yīng)提前2～3天進(jìn)行，潛艇驗(yàn)收應(yīng)提前15天進(jìn)行，因潛艇更換傳感器需考慮到電纜穿艙水密等因素。

3.3 換能器表面清潔保養(yǎng)工作

根據(jù)換能器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在進(jìn)行換能器表面保養(yǎng)時(shí)通常采用質(zhì)地較軟的木鏟、抹布和溫?zé)岬牡试砣芤哼M(jìn)行換能器表面清潔保養(yǎng)，直至換能器表面干凈整潔，觀察換能器表面應(yīng)無(wú)裂縫、破損和漏油現(xiàn)象，一旦有異常情況要及時(shí)上報(bào)，并由維修管理部門(mén)組織專家進(jìn)行鑒定是否更換。換能器表面保養(yǎng)后要采用保護(hù)罩蓋住，以避免表面涂漆及船底刮砂時(shí)破壞換能器表面，在艦艇出塢前及時(shí)取下保護(hù)罩。換能器表面清潔保養(yǎng)時(shí)嚴(yán)禁以下行為發(fā)生。

1)嚴(yán)禁用鋒銳物、硬布、砂紙、研磨膏和其他研磨材料清除換能器表面附著物，以免刮傷輻射面表面保護(hù)層。

2)嚴(yán)禁用酒精、汽油等溶劑進(jìn)行表面清洗以免浸溶破壞表面的聚合材料。

3)嚴(yán)禁用物體碰撞、沖擊換能器表面，以免損傷換能器內(nèi)部振子。

4)嚴(yán)禁在換能器表面涂漆。

3.4 慎重穩(wěn)妥做好換能器更換工作

1)更換安裝換能器工程一般由修船廠實(shí)施，安裝過(guò)程中航海裝備承修方技術(shù)人員必須到場(chǎng)，密切協(xié)同配合修船廠技術(shù)人員完成更換工作。

2)準(zhǔn)備安裝的新?lián)Q能器必須有產(chǎn)品合格證和檢驗(yàn)證明，承修方質(zhì)檢部門(mén)在更換前要按關(guān)鍵件要求進(jìn)行驗(yàn)收。

3)從倉(cāng)庫(kù)領(lǐng)取的換能器如果放置時(shí)間較長(zhǎng),在更換之前必須進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，確保水密性能完好，防止因換能器老化嚴(yán)重而不能使用。

4)換能器電纜穿艙時(shí)要注意保護(hù)好電纜屏蔽層，不得用力牽拉換能器連接電纜。

5)換能器安裝時(shí)其輻射面要正對(duì)海底，與水平面夾角<1°，輻射面與艇底平齊。

6)換能器邊緣不能有明顯突變，周圍30°內(nèi)不應(yīng)有固定物，以免影響其指向性。

7)對(duì)于塢期較長(zhǎng)的艦船,更換換能器的時(shí)機(jī)應(yīng)安排靠近出塢的有效時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，避免因離出塢時(shí)間較長(zhǎng)保養(yǎng)不當(dāng)出現(xiàn)新的故障。

8)換能器安裝后的驗(yàn)收由監(jiān)修方、艦艇方、承修方三方按照測(cè)深儀塢內(nèi)工程檢驗(yàn)驗(yàn)收制度進(jìn)行驗(yàn)收和確認(rèn)。

3.5 做好預(yù)防性修理工作

1)承修方要建立每條艦艇測(cè)深儀換能器修理檔案，詳細(xì)記錄換能器的使用情況和歷次修理的信息。

2)每次塢內(nèi)工程修理、參數(shù)測(cè)量、檢查記錄要齊全完整，保持可追溯性。

3)塢排期間修理技術(shù)人員定期檢測(cè)換能器絕緣和電容參數(shù)，如果連續(xù)兩次測(cè)量結(jié)果值相比變化較大，或者參數(shù)指標(biāo)下降趨勢(shì)明顯，應(yīng)引起重視，即使指標(biāo)合格，也必須查明原因。

4)從預(yù)防性維修角度出發(fā)，對(duì)達(dá)到使用壽命或使用壽命未能延續(xù)到下一進(jìn)塢周期的換能器，即使當(dāng)前技術(shù)指標(biāo)符合要求也必須更換，以保證出塢后測(cè)深儀在航期間能正常工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

測(cè)深儀換能器塢內(nèi)工程是航海裝備維修的關(guān)鍵過(guò)程，也是重難點(diǎn)工程，稍有不慎，很容易出現(xiàn)問(wèn)題，從而影響整艘艦船的修理進(jìn)度，造成不可挽回的損失，必須引起維修技術(shù)人員、生產(chǎn)管理部門(mén)、質(zhì)量管理部門(mén)、業(yè)務(wù)機(jī)關(guān)和用戶的高度重視，要認(rèn)真吸取以往塢內(nèi)工程故障的教訓(xùn)，不斷探索塢內(nèi)工程有效的管理措施，完善修理技術(shù)文件和管理制度，確實(shí)加強(qiáng)換能器塢內(nèi)工程的過(guò)程控制，提高修理質(zhì)量，防止塢內(nèi)工程修理出現(xiàn)不應(yīng)該發(fā)生的問(wèn)題。

[1] GB/T 3947-1996，聲學(xué)名詞術(shù)語(yǔ)[S].

[2] 陳宇里.《航海儀器》教材中船用回聲測(cè)深儀換能器安裝位置的探討[J].航海教育研究,2012,(2):57-59.

[3] GB/T 8016-2009，船用回聲測(cè)深設(shè)備[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，福建華安人，高級(jí)工程師，學(xué)士，主要從事船舶導(dǎo)航技術(shù)保障工作。

2013-10-10