舰船管路振动噪声控制措施综述

舰船管路振动噪声控制措施综述

摘要：每一个大型舰船内部的管路布置都是十分复杂的，就其功能来说，包括

传递动量流和质量流以及能量流，进而实现其作用的发挥。另外由于管道的存在，也让噪声可以传播了。首先很多机械设备通过管路直接连结整个舰船的结构，这

就给噪声的传播带来了便利。另一方面来说，很多泵系统工作都存在着一些间歇性，在所以液体压力流量脉动以及结构振动都难免产生噪声。

关键词：噪声控制；振动控制；管路振动

对于舰船来说，管路的振动是舰船产生噪声的重要原因，这些结构噪声的存

在可以通过管路传递到舰船的各个位置上，而管路导致的振动也往往会造成很多

负面影响，例如军舰会失去其隐蔽性，而民用传播也会因为噪声而给舒适性带来

影响，所以从这个件角度来看，其影响是很大的，应该重视起来，采取相应的手

段加以解决。

一、关于控制振动噪声的方式

（一）针对振动源以及噪声源进行控制

正常来说，管道振动和噪声的产生的来源都是舰船上的机械设备，而管路噪

声来源分为两个类别，一方面是管路系统自己产生振动而引起噪声，另一方面是

机械设备引起噪声通过管路传播。前者包括各类风机和压缩机以及泵所产生的振

动情况，由于其进行工作的原理，管路内部的气体和液体的压力并不是均衡的，

所以就会引起结构震动的情况。而间接振动的来源往往是舰船上的机械设备，机

械设备产生的振动通过连接装置传递给管路系统，这种情况下，管路系统直接和

噪声源进行连接，一方面造成了严重的噪声问题，另一方面也给管路系统带来了

很大的影响，所以针对振动源进行控制是最能治标治本的手段。

（二）在中间环节进行隔离

在中间的连接环节采取一些隔离措施，防止噪声和振动转移到其他部位，很

多情况下，由于机械运行条件比较苛刻，所以对于机械的振动以及噪声问题难以

进行彻底解决，此时就可以在传播途径上采取相应的措施来降低噪声，这在工程

中已经被广泛应用，并且行之有效。当前来看，经常用到的措施有采用弹性连接、选用阻尼材料、给管道添加消音器和滤波器等等。

二、管路振动噪声控制措施

（一）管路振动及结构噪声的控制措施

舰船结构中的振动和噪声主要有两个产生原因,一是机械设备的振动与结构噪

声通过与舰船

结构的连接部件传递至舰船结构;二是各种充液管路中的流体压力脉动和管壁的振动与结构噪声通过与舰船结构的连接部件传递至舰船结构。因此为了提高军

用舰艇的隐身性能和民用船舶的安静性与舒适性,必须同时隔离机械设备和管路两

者的振动和结构噪声向舰船结构的传递。

隔离机械设备的振动和结构噪声向舰船结构的传递主要就是对舰船主动力装置、辅机进行减振和隔振。这方面内容不再赘述。舰船管路的振动和结构噪声的

产生主要有两方面原因:一是直接与管路系统相连的各类动力机械(如泵、风机等)

的结构振动传到了管壁并由其传播;二是这类动力机械正常工作时管内流体的压力或流量脉动,如果条件合适,管内流体的压力或流量脉动可诱发管壁的结构振动并

由其传播。

为减少各类动力机械(如泵、风机等)的结构振动传到管壁,可在管路中设置隔

振元件。隔振元件一般指各种类型的隔振器、挠性接管、弹性吊架以及不同材质

的隔振垫等。例如,在工程实际中,为使泵或其它动力源的机械振动不致传给管系,

同时为降低噪声,通常在泵出口到管系之间插入一段软管(如挠性接管、金属管波

纹管、塑料管等),以达到机械隔振效果。在管路中设置软管的实质就是通过结构

的不连续,使振动的弹性波部分地被反射或被抑制掉,从而达到隔离振动的目的。

当振动位移过大时,软管还可起到位移补偿的作用。在某些国外的军用舰艇上,广

泛采用了挠性接管,将管路分成一段一段的,使各段管路在结构振动方面处于相对

独立的状况.

（二）管路流体噪声控制措施

管路系统内部除了结构噪声外,还有另一种很重要的噪声,即流体噪声。流体

噪声可根据介质(空气、油、水等)的不同可分为空气噪声和液体噪声。流体噪声

是由于管路系统中泵源的流量或压力脉动,阀的突然动作产生的流量突变(冲击),或

其他外界干扰(如负载变化)而引发的,并可由此诱发管道的结构振动。流体噪声主

要与振动源和系统阻抗有关。振动源一般指产生流量或压力脉动的流体机械(如空气压缩机、液压泵等),有时一些流体机械(如阀)的突然动作也会产生流量或压力脉

动(典型的如水击现象)。系统阻抗包括流体管道本声的阻抗(与管道的材质与几何

尺寸,以及流体介质的物理特性有关)和负载阻抗两部分。如果管路系统的阻抗满

足谐振条件,即使振动源的干扰很小(如压力脉动的幅值很小),也会在管路系统内产

生谐振,引起流体压力或流量的剧烈振荡,造成流体管道严重的结构振动和噪声。

在实际的流体系统中,压力和流量的脉动或冲击不可能完全没有,有些则是系统正

常工作状态下必然要出现的,所以说引起管路系统振动的因素是客观存在的,要采

取的消振措施只可能是:第一,不引起谐振;第二,尽可能减小系统中压力和流量的脉

动(或振荡)的幅值。

三、总结

针对舰船管路方面的噪音进行控制和处理，应该以下面的三个方面的内容作

为改良的重点。

（一）对于噪音源的控制。

在诸多措施之中，对噪音源进行控制是最彻底的一个措施了，在进行机器型

号选择的时候应该充分考虑到其噪声情况和振动情况，尽量选择噪音较小的设备。对于已经安装完毕的设备，则应该考虑到其噪声以及振动的来源，根据实际情况

来采取措施减弱其振动。

（二）针对传播途径进行控制

就其设计环节来说，经常先设计带有噪音源的设备，再设计可以传递噪音的

管路，因为管路对于设备来说往往是附属产品，所以在传播途径进行控制往往是

对管道的传播振动性能进行改造。首先在设计阶段应该做好避振工作，对管路系

统支撑进行一定程度的改变，并且变更其阀门的位置，也可以修改管路系统的模

态参数，避免共振情况的发生。在管路选择上应该优先选用连接性能良好的柔性

管路，这可以有效隔离管路的振动，也可以在管路上安装消声器来达到相应的效果。

总体上来说，如果想要降低舰船管路上的振动和噪音，应该从多个方面综合

进行考虑，并且从整体的效果出发，加强整个装置的性能，提高其运行效率，延

长其运行寿命。