Repository - Scientific Journals of the Maritime University of Szczecin - Methods of noise reduction in...

Scientific Journals

Zeszyty Naukowe

Maritime University of Szczecin Akademia Morska w Szczecinie

2009, 16(88) pp. 9-17 2009, 16(88) s. 9-17

Metody redukcji poziomu nat

ęż

enia hałasu w układach

hydraulicznych centralnego zasilania na produktowcach

i chemikaliowcach

Methods of noise reduction in hydraulic central loading

systems on product and chemical tankers

Andrzej Banaszek

Akademia Morska w Szczecinie, Instytut Inżynierii Transportu, Zakład Metod Komputerowych 70-507 Szczecin, ul. Pobo_żnego 11, e-mail: andrzej.banaszek@ps.pl

Słowa kluczowe: hałas, hydraulika, system centralnego zasilania, produktowiec, chemikaliowiec Abstrakt

W referacie omówiono problematykę zwalczania hałasu pochodzącego z hydraulicznych układów centralne-go zasilania dużej mocy, montowanych na pokładach współczesnych produktowców i chemikaliowców do zasilania pomp ładunkowych. Opisano strukturę hydraulicznego układu centralnego zasilania oraz poszcze-gólne jego elementy składowe. Scharakteryzowano główne źródła hałasu. Zaprezentowano aktywne i bierne sposoby redukcji hałasu na drodze technicznej. Całość rozważań zilustrowano na przykładzie konkretnych rozwiązań układu centralnego zasilania hydraulicznego zamontowanego na produktowcu m/t „Helix”, zbu-dowany przez Stocznię Szczecińską SA dla armatora Shell-Australia.

Key words: noise, hydraulics, central loading system product tankers, chemical tankers Abstract

The paper presents the problems of fighting the noise coming from hydraulic central loading systems with big power installed on modern product and chemical tankers to supply cargo pumps. The structure of a hydraulic central loading system is described along with its components and main noise sources are characterized. Active and passive ways of noise reduction on a technical road are presented as well. All the deliberations have been illustrated on the example of specific solutions of the hydraulic central loading system installed on the product tanker m/t “Helix”, built by the Szczecin Shipyard SA for the Shell-Australia shipowner.

Wstęp

Nowoczesne produktowce i chemikaliowce jako statki przeznaczone do przewozu ropopochodnych ładunków płynnych i chemikaliów posiadają bardzo rozbudowany system ładunkowy [1, 2, 3, 4]. Składa się on z szeregu pomp ładunkowych typu zanurze-niowego, montowanych w każdym zbiorniku ła-dunkowym osobno. System ładunkowy tego typu uznawany jest za bardzo elastyczny w eksploatacji, gdyż umożliwia jednoczesny załadunek i przewóz wielu różnorodnych ładunków płynnych w czasie jednej podróży morskiej. Jest to rozwiązanie bardzo korzystne dla armatorów statku, ponieważ obecnie

w przeciętnym porcie jest do przewiezienia wiele różnorodnych ładunków płynnych, ale w mniej-szych ilościach. Za przykład współczesnego pro-duktowca tego typu może służyć jednostka klasy B578-I m/t „Helix” wybudowana w Stoczni Szcze-cińskiej SA dla znanego armatora światowego Shell-Australia (rys. 1). Z racji tego, że pompy ładunkowe montowane są bezpośrednio w zbiorni-kach ładunkowych, czyli w strefie niebezpiecznej pod względem wybuchowym, do ich napędu wyko-rzystuje się z reguły układy hydrauliczne jako bar-dziej bezpieczne w porównaniu do np. napędów elektrycznych dużej mocy. Istotnym problemem przy montażu układów hydraulicznych dużej mocy

na pokładach statków morskich jest ich stosunkowo wysoki poziom emisji hałasu. Według rezolucji Międzynarodowej Organizacji Morskiej (IMO) –

Resolution A488(XII): Code on noise levels on board ships – dopuszczalny poziom natężenia

hała-su na pokładzie otwartym produktowca czy chemi-kaliowca nie powinien przekraczać wartości 85 dB (A) mierzonej w odległości 1 m nad poziomem pokładu. Wymóg ten stanowi istotny problem dla projektantów i konstruktorów stoczni budującej jednostkę tego typu. Tematem niniejszego referatu są metody redukcji hałasu pochodzącego z hydrau-licznego układu centralnego zasilania pomp ładun-kowych, montowanego na pokładzie współczesne-go produktowca czy chemikaliowca. Całość

rozwa-żań oparto na rozwiązaniu układu hydraulicznego zainstalowanego na pokładzie produktowca m/t „Helix”.

Hydrauliczny układ centralnego zasilania dużej mocy

Koncepcja centralnego zasilania polega na zain-stalowaniu jednego wspólnego zespołu pompowego oraz instalacji hydraulicznej typu magistralowego, biegnącej wzdłuż całej długości pokładu otwartego jednostki. Poszczególne odbiorniki podłączane są do ww. magistrali równolegle. Na rysunku 2 poka-zano przykładowy schemat takiej instalacji hydrau-licznej. Układ hydrauliczny centralnego zasilania projektowany jest z reguły jako system typu pół-zamkniętego z dopełnieniem strony niskociśnie-niowej do ciśnienia ok. 0,4–10 bar. Instalacja magi-stralowa składa się z trzech linii głównych P – ciśnieniowej, R – powrotnej i L – przeciekowej,

biegnących wzdłuż całego statku na pokładzie głównym. Przykładowo, na produktowcu klasy B578-I/1 m/t „Helix” średnica magistrali ciśnie-niowej wynosiła φ 130 × 13 mm, powrotnej φ 168,3 × 4,5 mm, a przeciekowej φ 88,9 × 3,6 mm. Do magistrali podłączane są równolegle wszystkie pompy ładunkowe (rys. 3), balastowe i do mycia zbiorników. Przewody instaluje się na statku tak, aby magistrala była najwyższym poziomem w sto-sunku do całej instalacji hydraulicznej. Uniemożli-wia to powstawanie kieszeni powietrznych i zapo-wietrzanie odgałęzień instalacji. Ze względu na dużą zainstalowaną moc głównego zespołu pom-powego często decyduje się na podłączanie do ma-gistrali innych dużych odbiorników energii hydrau-licznej, jak ster strumieniowy, wciągarki cumowni-cze i cumowniczo-kotwiczne, a także żurawie po-kładowe. Jest to podyktowane tym, że ww. urzą-dzenia pokładowe wykorzystywane są jedynie w czasie manewrów portowych, kiedy nie pracują pompy ładunkowe, decydujące o wielkości mocy nominalnej układu centralnego zasilania. Każdy odbiornik podłączony do magistrali wyposażony jest w zawór odcinający na przewodzie ciśnienio-wym oraz w zawory zwrotne na przewodzie po-wrotnym i przeciekowym. Jest to rezultat równole-głego podłączenia odbiorników do magistrali. W przypadku awarii jednego urządzenia możliwe jest łatwe jego odcięcie i kontynuowanie pracy pozostałymi. Dodatkowo, wzdłuż magistrali, za-montowane są szybkozłącza na liniach P i R umoż-liwiające awaryjne podłączenie za pomocą przewo-dów giętkich przenośnej pompy ładunkowej. Insta-lacja magistrali hydraulicznej podłączona jest do zespołu zasilającego dużej mocy, w którego skład wchodzą: główny zespół pompowy, pomocniczy zespół pompowy ze zbiornikiem oleju obiegowego i pomocniczymi pompami doładowującymi, filtr główny, chłodnica, wyposażenie elektryczne (trans-formatory oraz urządzenia rozruchowe silników elektrycznych) oraz system zdalnego sterowania zespołem pompowym. Ze względu na wysoką wy-dajność pomp hydraulicznych wykorzystywane są z reguły jednostki pompowe typu tłokowo-osiowe-go A4VSOXXXDP prod. Rexroth/Brueninghaus/ Niemcy, wyposażone w regulator P = constans. Wartość nastawy ciśnienia zespołu pompowego ustala oficer ładunkowy na podstawie nomogra-mów i list ładunkowych w formie sygnału zadane-go. W celu uzyskania większej niezawodności układu i stopnia uniezależnienia, np. od awarii generatorów na statku, często część pomp hydrau-licznych napędzana jest za pomocą silników die-slowskich (rys. 4), które również stanowią znaczące

źródło drgań i hałasu. Bardzo często wszystkie

Rys. 1. Widok na produktowiec m/t „Helix” zbudowany przez Stocznię Szczecińską SA dla armatora Shell-Australia

Fig. 1. A view on the product tanker m/t “Helix” built by the Szczecin Shipyard SA for the Shell-Australia shipowner

Rys. 2. Schemat typowego hydraulicznego układu centralnego zasilania Fig. 2. Diagram of a typical hydraulic central loading system

Zbiornik oleju hydraulicznego Główny zespół pomp hydraulicznych

Zespół transferu oleju hydraulicznego Pompy ładunkowe Pompy ładunkowe Pompy ładunkowe Pompy ładunkowe Pompy ładunkowe Pompy balastowe Żuraw pokładowy Ster strumieniowy Zespół sterujący Pompy do bitumenu Pompy ładunkowe Pompy ładunkowe Pompy do bitumenu Pompy ładunkowe Pompy ładunkowe

Rys. 3. Podstawowy odbiornik energii hydraulicznej na pokła-dzie produktowca / chemikaliowca – typowa pompa ładunko-wa typu SD z napędem hydraulicznym firmy FRAMO [1] Fig. 3. Basic receiver of hydraulic power onboard a product tanker / chemical tanker – typical SD cargo pump with hydra-ulic drive by FRAMO [1]

zespoły pompowe montowane są na wspólnym fundamencie wraz z filtrem głównym oraz chłodni-cą. Następnie istotną częścią zespołu zasilającego jest pomocniczy zespół pompowy. Składa się on z dwóch niskociśnieniowych pomp dopełniających oraz zbiornika oleju obiegowego. Pompy tłoczą

świeży olej do części niskociśnieniowej zespołu

głównego, utrzymując ciśnienie w przewodzie po-wrotnym na poziomie 4–10 bar. Pojemność zbior-nika obiegowego w opisywanym układzie wynosiła ok. 2000 [1]. Do ww. zbiornika odprowadzany jest również gorący olej oraz olej pochodzący z instala-cji przeciekowej. Oprócz zbiornika oleju obiego-wego w układzie znajdują się dwa zbiorniki zapa-sowe oleju hydraulicznego, przy czym pierwszy służy do magazynowania czystego oleju, a drugi jest wykorzystywany jako zbiornik do spuszczania oleju w przypadku konieczności naprawy układu głównego. Pojemność układu, sięgająca niekiedy kilku tysięcy litrów oleju, nakłada na użytkownika konieczność zaplanowania odpowiedniej gospodar-ki olejem na statku, zwłaszcza w sytuacjach awa-ryjnych. Szczegółowy opis struktury i działania układu centralnego zasilania został przedstawiony w pracach [1, 2, 3, 4].

Identyfikacja głównych źródeł hałasu w hydraulicznych układach centralnego zasilania

Układy hydrauliczne centralnego zasilania montowane na pokładach współczesnych produk-towców i chemikaliowców są układami o dużej mocy. Przykładowo, moc hydraulicznego zespołu pompowego zainstalowanego na pokładzie m/t „Helix” wyniosła 2200 kW. Nic więc dziwnego, że układ ten emituje hałas o znacznym natężeniu.

Rys. 4. Typowy hydrauliczny zespół pompowy dużej mocy z zamontowanym na wspólnym fundamencie zespołem dopełniającym oraz zbiornikiem obiegowym [5]

Fig. 4. Typical hydraulic power pack with big power with auxiliary unit and circulating tank installed on the common foundation [5]

Pokład otwarty Przewód ładunkowy Poziom ładunku Silnik hydrauliczny Wał napędowy Zawór ładunkowy otwarty Blok hydrauliczny Zrębnica pokładowa Przewody hydrauliczne Wirnik

Drgania układu hydraulicznego, będącego głów-nym źródłem hałasu, przenoszone są za pośrednic-twem (patrz rys. 5):

− drgającego medium roboczego, jakim jest olej hydrauliczny przenoszący moc w układzie;

− drgających mechanicznych elementów struktury układu (elementy automatyki hydraulicznej, agregaty hydrauliczne, przewody hydrauliczne itp.);

− drgającego powietrza znajdującego się w

bezpo-średniej bliskości elementów będących źródłem hałasu.

Rys. 5. Drogi rozprzestrzeniania się drgań pochodzących od hydraulicznego zespołu pompowego

Fig. 5. Ways of spreading of vibration coming from hydraulic pump set

Zwalczanie hałasu w pomieszczeniu zespołu pompowego

Zespoły pompowe zasilające sieć przewodów magistralowych układu centralnego zasilania to z reguły zespoły wieloagregatowe dużej mocy. Montowane są one na jednym wspólnym funda-mencie, mocowanym do konstrukcji kadłuba okrę-towego w pomieszczeniu zespołu pompowego. Wymiary i masa takiego zespołu są z reguły duże, znacznie odbiegające od klasycznych urządzeń hydraulicznych stosowanych na lądzie. Przykła-dowo, masa hydraulicznego zespołu pompowego na omawianym produktowcu m/t „Helix” wynosiła 16,1 t przy gabarytach A × B × h równych odpo-wiednio 7000 mm × 2570 mm × 2212 mm. Obiekt drgający o tak wielkich rozmiarach i masie jest wyzwaniem dla projektantów mających za zadanie ograniczenie w pobliżu poziomu natężenia hałasu. Jeżeli zespół pompowy instalowany jest w po-mieszczeniu zlokalizowanym na śródokręciu statku w specjalnej pokładówce, z dala od pomieszczeń mieszkalnych, to jeszcze nie jest to tak poważny problem. Gorzej, gdy musi być on zlokalizowany w nadbudówce mieszkalnej na rufie statku, a z ta-kim przypadkiem często mamy do czynienia w praktyce stoczniowej, ze względu na łatwy dostęp serwisowy w trakcie eksploatacji jednostki na morzu. W celu ograniczenia emisji hałasu,

w pierwszej kolejności należy skoncentrować się na tym, aby drgania generowane przez wirujące ele-menty pomp i silników napędowych nie przenosiły się na elementy konstrukcji podłogi, ścian pomiesz-czenia pompowni oraz sufitu. Na statku o konstruk-cji stalowej kadłuba jest to szczególnie ważne, gdyż drgająca płyta stalowa przykładowej ściany po-mieszczenia czy sufitu stanowi jednocześnie wielką drgającą membranę, emitującą hałas do sąsiednich pomieszczeń. Również wszelkie elementy wzmac-niające stanowią miejsce transmisji drgań i hałasu na całą konstrukcję stalową kadłuba. Aby tego uniknąć, wszystkie silniki napędowe oraz pompy hydrauliczne muszą być mocowane do konstrukcji fundamentowej nie bezpośrednio, lecz za pośred-nictwem specjalnych podkładek tłumiących (rys. 6). Dodatkowo konstrukcja samego fundamen-tu zespołu pompowego musi opierać się o odpo-wiednie wzmocnienia konstrukcyjne wbudowane w strukturę podłogi pomieszczenia celem prawi-dłowej transmisji obciążeń na całą konstrukcję

no-śną kadłuba statku. Szczególnie należy dbać o do-bre podparcie skrajnych elementów fundamentu celem uniknięcia przenoszenia drgań układu na nieusztywnione blachy konstrukcji poszycia podło-gi pomieszczenia. Pomimo tego typu zabiegów transmisja drgań na elementy konstrukcyjne całego kadłuba jest spora. Jedynym skutecznym sposobem wytłumienia nadmiernych wibracji jest zwiększenie masy własnej ławy fundamentowej. W przypadku hydraulicznego zespołu pompowego uzyskuje się to na drodze wypełnienia całego fundamentu zespołu betonem. Zapewnia on dobre odseparowanie agre-gatów hydraulicznych drgających na podkładkach elastycznych od konstrukcji nośnej pomieszczenia. Celem ochrony sąsiednich pomieszczeń, a zwłasz-cza umieszczonych piętro wyżej, gdzie przebywają ludzie z obsługi statku, podłogi ww. pomieszczeń konstruuje się jako „pływające” poprzez wylewania elastycznych podłóg o odpowiedniej masie. Sufit i ściany boczne pomieszczenia są dodatkowo izo-lowane przegrodami dźwiękochłonnymi wykona-nymi z waty szklanej wzmocnionej cienką blachą. Pozwala to na dobrą izolację dźwiękową pomiesz-czenia oraz ogranicza transmisję hałasu na ze-wnątrz poprzez drgania cząstek powietrza. Jest to istotne, gdyż standardowe wymagania armatora ograniczają poziom hałasu w pomieszczeniach biurowo-mieszkalnych do wartości niewiększej niż 67 dB.

Następnym istotnym źródłem hałasu są drgania strumienia oleju hydraulicznego generowanego przez agregaty hydrauliczne. Drgania te mają cha-rakter cykliczny i wynikają z budowy oraz działa-nia głównych pomp hydraulicznych. W układach

Drgania strumienia oleju hydraulicznego Drgania struktury układu hydraulicznego Drgania cząstek powietrza Źródło drgań

centralnego zasilania, montowanych na współcze-snych produktowcach i chemikaliowcach, z reguły są to pompy wyporowe typu osiowo-tłokowego z regulowaną wydajnością. Światowym potentatem w produkcji tego typu jednostek hydrostatycznych jest firma Bosch-Rexroth / Niemcy. Pompa osiowo- -tłokowa jej produkcji z wychylną tarczą typu A4VSOXXXDP [7] zaliczana jest do najlepszych na świecie pomp hydraulicznych dużej mocy. Hydrauliczny zespół pompowy na m/t „Helix” został wyposażony w 5 pomp tego typu. Na rysun-ku 7 przedstawiono przekrój ww. pompy. Tłoczki w pompie wykonują w czasie pracy ruch posuwi-sto-zwrotny, przy czym wydajność pompy jest

zależna od kąta wychylenia tarczy sterującej. Prze-strzenie robocze pod tłokami w bloku cylindrowym są łączone za pośrednictwem rozdzielacza typu nerkowego raz z przestrzenią tłoczną, raz z prze-strzenią ssącą pompy [8]. Ruch pojedynczego tłoczka można opisać równaniem:

( )

(

)

Dp – średnica podziałowa otworów przestrze-ni roboczych w bloku cylindrowym,

ω – prędkość kątowa wału napędowego

pompy,

β – kąt wychylenia tarczy sterującej pompy. W takim przypadku teoretyczna wydajność chwilowa pompy opisana jest zależnością:

(

)

∑

Qtp – chwilowa wydajność teoretyczna pom-py,

dt – średnica pojedynczego tłoczka pompy, α – kąt podziałki kątowej pompy.

z

π

2

=

α (3)

Rys. 6. Mocowanie agregatów hydraulicznych do ramy fundamentowej za pośrednictwem podkładek tłumiących [6] Fig. 6. Fastening of hydraulic units to the foundation by way of dampening washers [6]

Rys. 7. Pompa osiowo-tłokowa z wychylną tarczą typu A4VSO prod. Bosch–Rexroth / Niemcy [7]

Fig. 7. Axial-piston hydraulic pump A4VSO with deflection disk produced by Bosch–Rexroth / Germany [7]

Agregat pompowy Podkładka tłumiąca Konstrukcja fundamentu Beton

gdzie:

z – liczba tłoczków w pompie,

i – liczba tłoczków tłoczących olej do

prze-strzeni tłocznej α ω α α ω ≤ < − = ≤ < + = t z i t z i 2 dla 2 1 2 0 dla 2 1 (4)

Jak wynika ze wzorów (1–4), teoretyczna wy-dajność chwilowa pompy przy ustalonych parame-trach technicznych zmienia się wraz z kątem obrotu wału napędowego. Przykładowy wykres zmian w funkcji kąta obrotu wału napędowego pompy przedstawiono na rysunku 8.

Rys. 8. Zmiany chwilowej wydajności teoretycznej pompy tłokowo-osiowej z wychylną tarczą w funkcji kąta obrotu wału napędowego pompy (na podst. [8])

Fig. 8. Changes of temporary theoretical discharge flow of a piston-axial pump with deflection disk in a function of pump shafting’s rotation angle (based on [8])

Jak widać na wykresie, opisywana wydajność chwilowa zmienia się cyklicznie od wartości Qtpmin równej: z D d Q_tp t p 2 π ctg tg 8 π 2 min ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ =ω β (5)

do wartości Qtpmax opisanej następującą zależnością:

z D d Q_tp t p 2 π sin 2 tg 8 π 2 max ω ⋅ β ⋅ ⋅ ⋅ = (6)

Analogicznie do wydajności chwilowej pompy zmienia się moment napędowy na jej wale. W re-zultacie w przewodzie tłocznym pompy jest gene-rowany strumień oleju hydraulicznego o pulsującej wartości wydajności i ciśnienia, przy czym często-tliwość pulsacji określona jest wzorem:

π 2 z ⋅ =ω f [Hz] (7)

Opisywana pulsacja jest niebezpieczna nie tylko dla generowanego poziomu hałasu w pobliżu ze-społu pompowego, ale całego systemu hydraulicz-nego, którego magistrale biegną wydłuż pokładu otwartego jednostki pływającej. W celu ogranicze-nia pulsacji strumieogranicze-nia oleju hydraulicznego zasto-sowano tłumiki na przewodzie tłocznym każdej pompy hydraulicznej. Miały one postać rurową, przy czym średnica tłumika znacząco różniła się od

średnicy przewodu hydraulicznego (rys. 9). Wiel-kość tłumienia w tłumiku jest opisana zależnością:

2 1 log 20 p p D_T ∆ ∆ = (8) gdzie:

∆p1 – amplituda pulsacji ciśnienia strumienia

oleju wpływającego do tłumika,

∆p2 – amplituda pulsacji ciśnienia strumienia

oleju wypływającego z tłumika.

Rys. 9. Schemat tłumika typu rurowego wraz z typową jego charakterystyką tłumienia (na podst. [9])

Fig. 9. Diagram of a tubular damper along with its typical damping characteristics (based on [9])

Charakterystyka tłumika zależy między innymi od wymiarów geometrycznych, jak długość czy stosunek średnicy wewnętrznej tłumika do średnicy wewnętrznej przewodu hydraulicznego. Można tak dobrać te wymiary, że wartość tłumienia będzie maksymalna przy danych warunkach zasilania ole-jem hydraulicznym. Innym elementem pozwalają-cym na redukcję amplitudy pulsacji ciśnienia stru-mienia oleju hydraulicznego jest akumulator hy-drauliczny. Ze względu na pojemność opisywanego układu centralnego zasilania dużej mocy rozwiąza-nie to rozwiąza-nie jest stosowane, gdyż wymagałoby użycia dużej liczby akumulatorów, co jest kosztowne i w rzeczywistości niepraktykowane.

Zwalczanie hałasu na pokładzie otwartym statku

Instalacja magistrali układu centralnego zasila-nia biegnąca wzdłuż pokładu otwartego statku rów-nież stanowi poważne źródło hałasu. Jest on

wywo-Qtp min Qtp max Qtp śr ρ [rad] Qtp [l/min] φ dr φ dtł L DT [dB] Częstotliwość f [Hz] T łu m ie n ie

ływany między innymi przez mechaniczne drgania elementów struktury układu, jak:

− przewody hydrauliczne,

− odbiorniki hydrauliczne zasilane hydraulicznie (w tym przede wszystkich pompy ładunkowe),

− oraz przez przepływ oleju hydraulicznego przez przewody i hydrauliczne zawory sterujące. Drgania przewodów są istotnym zagadnieniem przy zwalczaniu nadmiernego hałasu na pokładzie statku. Są one wywoływane z jednej strony przez drgania kadłuba statku (wskutek pracy silnika głównego i uderzeń fal morskich), a z drugiej stro-ny pulsacją przepływającego strumienia oleju hy-draulicznego. Ważne jest, by te drgania nie przeno-siły się na kadłub i vice versa – przewody nie przejmowały drgań konstrukcji wsporczej. Stąd ważne jest prawidłowe uchwytowanie przewodów hydraulicznych. Ze względu na poziom i moc wi-bracji preferowane jest uchwytowanie elastyczne za pomocą specjalnych uchwytów z podkładkami gumowymi lub elastomerowymi (rys. 10).

Rys. 10. Elastyczne uchwytowanie przewodów magistralo-wych hydraulicznego układu centralnego zasilania

Fig. 10. Flexible fastening of main lines of a hydraulic central loading system

Im mniejsza jest średnica przewodu, tym musi być on częściej mocowany. Ze względu na poważ-ne konsekwencje nadmiernych drgań przewodów prowadzących nie tylko do podwyższenia poziomu emitowanego hałasu na pokładzie statku, ale i do niebezpieczeństwa poluzowania się złączy hydrau-licznych i w konsekwencji poważnej awarii – prawidłowość uchwytowania powinna być szczegó-łowo badana przed zdaniem statku armatorowi. Podobne problemy odnośnie zwalczania hałasu na pokładzie otwartym statku dotyczą drgań wszyst-kich odbiorników energii hydraulicznej, a w szcze-gólności zanurzeniowych pomp ładunkowych.

Analogicznie jak w przypadku przewodów hydrau-licznych, projektanci powinni zadbać o elastyczne mocowanie pomp. W tym celu wprowadzono spe-cjalne podkładki elastyczne przy połączeniu kon-strukcji pomp do zrębnic pokładowych (rys. 11).

Rys. 11. Mocowanie elastyczne pompy ładunkowej do zrębni-cy pokładowej [6]

Fig. 11. Elastic fastening of a cargo pump to deck coaming [6]

Osobnym problemem jest zwalczanie hałasu wywołanego przepływającym strumieniem oleju hydraulicznego. Jest to złożone zagadnienie, wy-magające specjalnego projektowania elementów dławiących w zaworach sterujących. Jednak równie ważnym jest zauważenie związku pomiędzy ilością powietrza w oleju hydraulicznym a poziomem emi-towanego hałasu [9, 10]. Dlatego celem ogranicze-nia poziomu hałasu niezbędne jest przeprowadzenie dokładnego odpowietrzenia całej instalacji hydrau-licznej. Nie jest to łatwe w układach hydraulicz-nych o tak dużej mocy i pojemności, jak w opisy-wanym przypadku układów centralnego zasilania na produktowcach i chemikaliowcach.

Z przeprowadzonych na pokładzie statku pomia-rów wynika, że wprowadzenie uchwytowania ela-stycznego przewodów hydraulicznych obniżyło poziom hałasu – o 7 dB, a elastyczne mocowanie pomp ładunkowych do zrębic pokładowych o na-stępne 7 dB. W odniesieniu do siłowni, w której był zainstalowany zespół pompowy, montaż tłumików na króćcach tłocznych pomp hydraulicznych po-zwolił na obniżenie poziomu hałasu o 3 dB, a ela-styczne mocowanie pomp i przewodów o 8 dB. Warto dodać, że poziom hałasu samej pojedynczej pompy hydraulicznej A4VSO500DP wynosił 86 dB przy ciśnieniu nominalnym i maksymalnej wydaj-ności właściwej oraz 78 db przy wydajwydaj-ności mini-malnej. Zrębnica pokładowa Gumowa podkładka Korpus pompy Gumowa uszczelka Śruba, nakrętka i podkładka

Podsumowanie

Przedstawiona w referacie problematyka zwal-czania hałasu jest bardzo istotną kwestią w odnie-sieniu do hydraulicznych układów centralnego zasi-lania montowanych na współczesnych produktow-cach i chemikaliowproduktow-cach. Poziom emitowanego hałasu nie może przekraczać dopuszczalnych norm, gdyż skutkuje to brakiem akceptacji rozwiązania układu napędu hydraulicznego ze strony instytucji klasyfikacyjnych i armatora, co oznacza niemoż-ność zdania przez stocznię statku właścicielowi i wypłynięcie jednostki w rejs. Szczególnie ważne jest odpowiednie zaprojektowanie pomieszczenia zespołu pompowego, fundamentu oraz tłumików w poszczególnych pompach, prawidłowe mocowa-nie przewodów hydraulicznych na pokładzie otwar-tym jednostki oraz odpowietrzenie całej instalacji hydraulicznej. Przy prawidłowym wykonaniu ww. czynności uzyskanie poziomu emitowanego hałasu poniżej wartości 85 dB na pokładzie otwartym stat-ku jest możliwe, czego przykładem jest produkto-wiec m/t „Helix” oraz inne produktowce i chemika-liowce wybudowane w Stoczni Szczecińskiej SA.

Bibliografia

1.BANASZEK A.: The concept of capacity control of hydraulic submerged cargo pumps in liquid cargoes transport at sea. Marine Technology Transactions, Vol. 16, Polish Academy of Sciences, Branch in Gdańsk, Gdańsk 2005.

2.BANASZEK A.: The influence of liquid cargo density on discharge rate of hydraulic submerged cargo pumps on modern product and chemical tankers, Marine Technology Transactions Vol. 17, pp. 47–57, Polish Academy of Sciences, Branch in Gdańsk, Gdańsk 2006.

3.BANASZEK A.: The influence of liquid cargo viscosity on flow value of hydraulic submerged cargo pumps used in transport at sea. Archives of Transport No. 4/2006, Polish Academy of Sciences, Warsaw 2006.

4.BANASZEK A.: Napęd hydrauliczny okrętowych pomp ładunkowych na produktowcach i chemikaliowcach. Prze-gląd Mechaniczny Nr 1/2006, ISSN 0033-2259.

5.BANASZEK A.: The concept of central hydraulic loading system on board product and chemical tankers. First Inter-national Conference „Ship machines and equipment opera-tion”, Świnoujście-Ystad-Copenhaga 2003, Zeszyty Nau-kowe Wyższej Szkoły Morskiej Nr 68, Szczecin 2003. 6.FRAMO Services AS Operation of FRAMO Cargo Pumps.

Service Bulletin No. 10, Bergen 1993, Norway.

7.Bosch-Rexroth Group Catalogue RD 92050/09.97. Lohr a/Main 1997, Germany.

8.STRYCZEK S.: Napęd hydrostatyczny t. I / II. WNT, War-szawa 1990.

9.KOLLEK W., Palczak E.: Optymalizacja elementów i ukła-dów hydraulicznych, Zakład Narodowy im. Ossolińskich, Wrocław 1994.

10.PALCZAK E.: Dynamika elementów i układów hydraulicz-nych. Zakład Narodowy im. Ossolińskich, Wrocław 1994.

Recenzent: dr hab. inż. Franciszek Tomaszewski prof. WSKiZ w Poznaniu