黃坤?鄭磊?韓劉鋒

摘要：船舶機(jī)械中船舶的環(huán)境，特別是機(jī)艙很容易受到相應(yīng)的噪聲污染，會(huì)在一定程度上影響船舶機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行，進(jìn)而降低其使用年限和精度。大部分國(guó)家均制定了相應(yīng)的噪聲標(biāo)準(zhǔn)，從而保證船舶的運(yùn)行環(huán)境。本文分析了船舶的主要噪聲分類以及危害和降噪技術(shù)措施，結(jié)合我國(guó)當(dāng)前的船舶噪聲防護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀給出了對(duì)策和建議。

關(guān)鍵詞：噪聲分類；船舶機(jī)械；控制措施

隨著科技的發(fā)展和技術(shù)的日新月異，船舶的建造業(yè)正在發(fā)生著翻天覆地的變化。如今，噪聲污染已經(jīng)成為與空氣污染和水污染并列的世界三大主要污染之一，它日益成為人們普遍關(guān)心的問(wèn)題。船舶環(huán)境，尤其機(jī)艙環(huán)境就存在較為嚴(yán)重的噪聲污問(wèn)題，對(duì)船員的身體、生活、休息和工作都存在很大的影響，甚至?xí)a(chǎn)生心理和生上的疾?。贿^(guò)強(qiáng)的噪聲還會(huì)使船上的一些精密儀器設(shè)備工作不正常、精度降低、使用壽命縮短。

1 船舶噪聲及其分類

自18世紀(jì)瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)翻開(kāi)人類工業(yè)革命的新篇章以來(lái)，噪聲污染便隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展而日益嚴(yán)重。早在20世紀(jì)70年代，發(fā)達(dá)國(guó)家就已將噪聲作為船舶建造的一項(xiàng)重要指標(biāo)。船舶噪聲由其自身設(shè)備工作時(shí)以及外界風(fēng)浪等拍擊船體時(shí)發(fā)出的不同頻率和不同強(qiáng)度的聲音無(wú)規(guī)律地組合而成。它包括存在于艙室部位的空氣噪聲，存在于船體結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)噪聲（即振動(dòng)）以及存在于船體周圍水介質(zhì)中的水噪聲。這些噪聲不僅損害船員的健康，妨礙船員的正常工作，而且易造成船體結(jié)構(gòu)的疲勞、破壞，所以控制船舶噪聲十分必要。船舶噪聲按聲源的不同可分為機(jī)械噪聲、螺旋槳噪聲和水動(dòng)力噪聲三大類。螺旋槳噪聲和水動(dòng)力噪聲主要取決于船體結(jié)構(gòu)、形狀、重量以及主動(dòng)力裝置的功率、布置形式、機(jī)座剛性和螺旋槳的結(jié)構(gòu)形狀等。本文將著重就第一種機(jī)械噪聲如何在船舶建造過(guò)程中加以工程控制提出一些方法和思路。

2 船舶機(jī)械噪聲帶來(lái)的危害

說(shuō)到噪聲帶來(lái)的危害，真是多如牛毛。例如，噪聲會(huì)對(duì)船舶上的乘客造成耳朵部位的損害，其實(shí)還不止如此，噪音還會(huì)對(duì)人們的心血管、中樞神經(jīng)等造成嚴(yán)重的損害。如果長(zhǎng)期生活在這種噪音環(huán)境下，還會(huì)出現(xiàn)幻聽(tīng)等更為嚴(yán)重的現(xiàn)象。并且，根據(jù)科學(xué)家的研究表明，在這種情況下，人們的工作效率會(huì)大打折扣，如果晚上要在這種環(huán)境下休息，睡眠就會(huì)被影響，睡眠質(zhì)量也會(huì)降低，造成惡性循環(huán)。從船舶的角度來(lái)考慮，根據(jù)前面的分析，因?yàn)榇般暯犹幪幚聿缓?，?huì)引起震動(dòng)，進(jìn)而引起噪聲，這種噪聲不僅會(huì)給用戶帶來(lái)不好的體驗(yàn)，還會(huì)磨損船舶器具，使船舶的使用年限縮減。所以，噪聲會(huì)造成船舶的安全隱患，如果對(duì)其不加以重視，就會(huì)造成不可估量的損失。

3 船舶機(jī)械噪聲的有效控制措施

船上機(jī)械的種類很多（每船約有一千臺(tái)套設(shè)備），最主要的是主機(jī)（如柴油機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、推進(jìn)電機(jī)等）、輔機(jī)（如柴油發(fā)電機(jī)、各種泵、空壓機(jī)及空調(diào)通風(fēng)機(jī)等）。不同類型的機(jī)器產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)的機(jī)理和原因各不相同，因而聲場(chǎng)特性及其聲頻譜也不同。應(yīng)根據(jù)機(jī)器類型的不同有側(cè)重地采取不同的減振降噪措施。

3.1 控制柴油機(jī)的噪聲

現(xiàn)階段，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)于船舶的承重需求越來(lái)越大，促使柴油機(jī)功率不斷增加，隨之產(chǎn)生了空氣動(dòng)力性噪聲。出現(xiàn)這種噪聲的根本原因是進(jìn)排氣門的開(kāi)關(guān)，合理使用輪增壓系統(tǒng)可有效降低噪聲，尤其可降低廢氣脈沖導(dǎo)致的低頻噪聲，一般由具有很大定壓增壓系統(tǒng)的排氣總管完成。此外，船舶機(jī)體在安裝時(shí)會(huì)出現(xiàn)不平衡的問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致柴油機(jī)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)震動(dòng)噪聲?？赏ㄟ^(guò)柴油機(jī)的機(jī)構(gòu)將振動(dòng)能量傳至機(jī)座，并通過(guò)機(jī)座送達(dá)到艙底，合理通過(guò)船體結(jié)構(gòu)輸送到外部，進(jìn)而出現(xiàn)振動(dòng)，導(dǎo)致噪聲?，F(xiàn)階段，主要解決噪聲的方式是使用減震塊，并適當(dāng)將隔離器安置在船艙艙柜頂與柴油機(jī)座之間，保證噪聲合理降至15～20dB。此外，對(duì)于相對(duì)較好的船艙，基本采用隔音罩合理降低噪聲、分離噪聲聲源，在噪聲傳遞的過(guò)程中阻礙其傳遞。

在分析平排氣管出現(xiàn)的噪聲時(shí)，合理使用隔離振動(dòng)的方式適當(dāng)覆蓋氣管，利用6mm的聚氯丁橡膠，將氣管的法蘭黏結(jié)到氣管上，從而使噪聲降低到6dB，并在主氣管上安裝抗式消聲器，且不采用吸聲材料，利用改變消聲器內(nèi)部截面合理設(shè)計(jì)共振腔或不斷消耗共振結(jié)構(gòu)，以達(dá)到消聲的目的。

3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲控制

發(fā)動(dòng)機(jī)是船舶運(yùn)行過(guò)程中的主要機(jī)械之一，其在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中使用功率不斷上升，相應(yīng)產(chǎn)生的噪聲也逐漸加大，對(duì)此，噪聲研究人員需要充分關(guān)注到這一點(diǎn)，采取合理、有效的控制措施。研究人員需要針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)架之間的減振塊進(jìn)行有效控制，持續(xù)優(yōu)化其使用效果，減少發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的振動(dòng)情況，從而避免噪聲大范圍傳遞?？刂乒ぷ髦锌梢赃x擇使用吸音材料制作出合適的罩殼，密封發(fā)動(dòng)機(jī)，減少噪聲的擴(kuò)散。

在設(shè)計(jì)船舶發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)程中，需要充分考量到機(jī)械噪聲過(guò)大的現(xiàn)象，盡可能地優(yōu)化排氣噪聲通道，使得排氣管始終保持良好的暢通性，從而減少氣流脈動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲二次輻射情況。設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合船舶機(jī)械的噪聲情況，尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，科學(xué)設(shè)計(jì)好噴油提前角，精確控制好噴油的實(shí)際規(guī)律，從而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際燃燒過(guò)程中的噪聲進(jìn)行良好控制。發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇運(yùn)行環(huán)節(jié)中，也存在著機(jī)械噪聲，當(dāng)風(fēng)扇運(yùn)行直徑和速度都逐漸擴(kuò)大時(shí)，噪聲也會(huì)有所加大。對(duì)此，發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)人員需要采用一定的液壓馬達(dá)，科學(xué)、合理地調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)速度，使其保持正常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。此外，需要針對(duì)風(fēng)扇葉片數(shù)量、材料設(shè)計(jì)以及形狀加以科學(xué)設(shè)計(jì)，促進(jìn)風(fēng)扇的實(shí)際運(yùn)行噪聲被控制在合理范圍內(nèi)。

3.3 駕駛室噪聲的控制

大多數(shù)的船舶機(jī)械都有駕駛室，工作人員需要在這一空間內(nèi)對(duì)整個(gè)機(jī)器進(jìn)行控制，因此必須要對(duì)駕駛室內(nèi)的噪聲進(jìn)行合理的控制，這樣才能夠很好的保護(hù)工作人員的身心健康，使其在工作的過(guò)程中能夠更加的專注，保證整個(gè)操作的安全性。這便要求工作人員必須要科學(xué)的進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，并使用吸聲隔音的材料來(lái)進(jìn)行駕駛室的安裝，底板、操作桿件、玻璃處也需要實(shí)施嚴(yán)格的實(shí)際，使其與外界間有一個(gè)比較安全的隔離，任何細(xì)小的空洞都會(huì)使聲音傳遞到駕駛艙的內(nèi)部。駕駛艙的地面可能常常會(huì)產(chǎn)生裂縫的問(wèn)題，這時(shí)需要使用高彈性的隔聲材料對(duì)其進(jìn)行密封，駕駛艙的門板區(qū)域最好能使用柔軟性較好的材料鑲嵌，這樣才可以保證玻璃和襯墊的緊密聯(lián)系。此外，為了避免振動(dòng)噪聲的影響，最好能夠在駕駛室和車架之間安裝好減振器。在對(duì)駕駛室的設(shè)計(jì)水平進(jìn)行改善時(shí)，必須要深入的考慮板件尺寸和質(zhì)量的影響。實(shí)際開(kāi)展安裝工作時(shí)，必須要保證板件疊加處的剛度符合要求，避免因振動(dòng)而造成二次生源。對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)的噪聲進(jìn)行控制的，主要應(yīng)控制的就是變速齒輪嚙合和傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的振動(dòng)。所以一般會(huì)使用下述措施對(duì)其實(shí)施預(yù)防和規(guī)避：首先要做的就是選擇噪聲比較小的變速器，其次需要對(duì)零部件的相互連接處使用柔性連接法進(jìn)行連接，還需要對(duì)傳動(dòng)軸開(kāi)展嚴(yán)格的平衡管理，以更好的控制傳動(dòng)軸的平衡性，這樣才能夠很好的避免因扭轉(zhuǎn)而出現(xiàn)的噪聲污染。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著國(guó)際海事組織對(duì)于船舶安全以及環(huán)保的重視程度提升，制定了一系列的船舶噪聲控制規(guī)范，在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的成效。從中可以看出，船舶噪聲控制已經(jīng)成為未來(lái)發(fā)展的主流趨勢(shì)，針對(duì)我國(guó)船舶降噪技術(shù)水平較低的現(xiàn)狀，首先應(yīng)制定同國(guó)際海事組織制定的噪聲等級(jí)規(guī)范相符合，提升相關(guān)領(lǐng)域人士的重視程度，促使相關(guān)部門聯(lián)合，促進(jìn)船舶噪聲防護(hù)技術(shù)的發(fā)展，切實(shí)的保證我國(guó)船舶行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：江蘇新?lián)P子造船有限公司）