淺談船舶機械的噪聲控制措施

黃坤?鄭磊?韓劉鋒

摘要：船舶機械中船舶的環境，特別是機艙很容易受到相應的噪聲污染，會在一定程度上影響船舶機械設備的正常運行，進而降低其使用年限和精度。大部分國家均制定了相應的噪聲標準，從而保證船舶的運行環境。本文分析了船舶的主要噪聲分類以及危害和降噪技術措施，結合我國當前的船舶噪聲防護技術現狀給出了對策和建議。

關鍵詞：噪聲分類；船舶機械；控制措施

隨著科技的發展和技術的日新月異，船舶的建造業正在發生著翻天覆地的變化。如今，噪聲污染已經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心的問題。船舶環境，尤其機艙環境就存在較為嚴重的噪聲污問題，對船員的身體、生活、休息和工作都存在很大的影響，甚至會產生心理和生上的疾病；過強的噪聲還會使船上的一些精密儀器設備工作不正常、精度降低、使用壽命縮短。

1 船舶噪聲及其分類

自18世紀瓦特發明蒸汽機翻開人類工業革命的新篇章以來，噪聲污染便隨著現代科技的迅速發展而日益嚴重。早在20世紀70年代，發達國家就已將噪聲作為船舶建造的一項重要指標。船舶噪聲由其自身設備工作時以及外界風浪等拍擊船體時發出的不同頻率和不同強度的聲音無規律地組合而成。它包括存在于艙室部位的空氣噪聲，存在于船體結構中的結構噪聲（即振動）以及存在于船體周圍水介質中的水噪聲。這些噪聲不僅損害船員的健康，妨礙船員的正常工作，而且易造成船體結構的疲勞、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械噪聲、螺旋槳噪聲和水動力噪聲三大類。螺旋槳噪聲和水動力噪聲主要取決于船體結構、形狀、重量以及主動力裝置的功率、布置形式、機座剛性和螺旋槳的結構形狀等。本文將著重就第一種機械噪聲如何在船舶建造過程中加以工程控制提出一些方法和思路。

2 船舶機械噪聲帶來的危害

說到噪聲帶來的危害，真是多如牛毛。例如，噪聲會對船舶上的乘客造成耳朵部位的損害，其實還不止如此，噪音還會對人們的心血管、中樞神經等造成嚴重的損害。如果長期生活在這種噪音環境下，還會出現幻聽等更為嚴重的現象。并且，根據科學家的研究表明，在這種情況下，人們的工作效率會大打折扣，如果晚上要在這種環境下休息，睡眠就會被影響，睡眠質量也會降低，造成惡性循環。從船舶的角度來考慮，根據前面的分析，因為船舶銜接處處理不好，會引起震動，進而引起噪聲，這種噪聲不僅會給用戶帶來不好的體驗，還會磨損船舶器具，使船舶的使用年限縮減。所以，噪聲會造成船舶的安全隱患，如果對其不加以重視，就會造成不可估量的損失。

3 船舶機械噪聲的有效控制措施

船上機械的種類很多（每船約有一千臺套設備），最主要的是主機（如柴油機、汽輪機、燃氣輪機、推進電機等）、輔機（如柴油發電機、各種泵、空壓機及空調通風機等）。不同類型的機器產生噪聲和振動的機理和原因各不相同，因而聲場特性及其聲頻譜也不同。應根據機器類型的不同有側重地采取不同的減振降噪措施。

3.1 控制柴油機的噪聲

現階段，隨著經濟的不斷發展，對于船舶的承重需求越來越大，促使柴油機功率不斷增加，隨之產生了空氣動力性噪聲。出現這種噪聲的根本原因是進排氣門的開關，合理使用輪增壓系統可有效降低噪聲，尤其可降低廢氣脈沖導致的低頻噪聲，一般由具有很大定壓增壓系統的排氣總管完成。此外，船舶機體在安裝時會出現不平衡的問題，進而導致柴油機出現結構震動噪聲。可通過柴油機的機構將振動能量傳至機座，并通過機座送達到艙底，合理通過船體結構輸送到外部，進而出現振動，導致噪聲。現階段，主要解決噪聲的方式是使用減震塊，并適當將隔離器安置在船艙艙柜頂與柴油機座之間，保證噪聲合理降至15～20dB。此外，對于相對較好的船艙，基本采用隔音罩合理降低噪聲、分離噪聲聲源，在噪聲傳遞的過程中阻礙其傳遞。

在分析平排氣管出現的噪聲時，合理使用隔離振動的方式適當覆蓋氣管，利用6mm的聚氯丁橡膠，將氣管的法蘭黏結到氣管上，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，利用改變消聲器內部截面合理設計共振腔或不斷消耗共振結構，以達到消聲的目的。

3.2 發動機噪聲控制

發動機是船舶運行過程中的主要機械之一，其在實際應用的過程中使用功率不斷上升，相應產生的噪聲也逐漸加大，對此，噪聲研究人員需要充分關注到這一點，采取合理、有效的控制措施。研究人員需要針對發動機、機架之間的減振塊進行有效控制，持續優化其使用效果，減少發動機運行中的振動情況，從而避免噪聲大范圍傳遞。控制工作中可以選擇使用吸音材料制作出合適的罩殼，密封發動機，減少噪聲的擴散。

在設計船舶發動機的過程中，需要充分考量到機械噪聲過大的現象，盡可能地優化排氣噪聲通道，使得排氣管始終保持良好的暢通性，從而減少氣流脈動所產生的噪聲二次輻射情況。設計人員需要結合船舶機械的噪聲情況，尤其是發動機的運行狀態，科學設計好噴油提前角，精確控制好噴油的實際規律，從而對發動機實際燃燒過程中的噪聲進行良好控制。發動機的風扇運行環節中，也存在著機械噪聲，當風扇運行直徑和速度都逐漸擴大時，噪聲也會有所加大。對此，發動機設計人員需要采用一定的液壓馬達，科學、合理地調節風扇轉動速度，使其保持正常的運轉狀態。此外，需要針對風扇葉片數量、材料設計以及形狀加以科學設計，促進風扇的實際運行噪聲被控制在合理范圍內。

3.3 駕駛室噪聲的控制

大多數的船舶機械都有駕駛室，工作人員需要在這一空間內對整個機器進行控制，因此必須要對駕駛室內的噪聲進行合理的控制，這樣才能夠很好的保護工作人員的身心健康，使其在工作的過程中能夠更加的專注，保證整個操作的安全性。這便要求工作人員必須要科學的進行結構設計工作，并使用吸聲隔音的材料來進行駕駛室的安裝，底板、操作桿件、玻璃處也需要實施嚴格的實際，使其與外界間有一個比較安全的隔離，任何細小的空洞都會使聲音傳遞到駕駛艙的內部。駕駛艙的地面可能常常會產生裂縫的問題，這時需要使用高彈性的隔聲材料對其進行密封，駕駛艙的門板區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系。此外，為了避免振動噪聲的影響，最好能夠在駕駛室和車架之間安裝好減振器。在對駕駛室的設計水平進行改善時，必須要深入的考慮板件尺寸和質量的影響。實際開展安裝工作時，必須要保證板件疊加處的剛度符合要求，避免因振動而造成二次生源。對傳動系統內的噪聲進行控制的，主要應控制的就是變速齒輪嚙合和傳動軸旋轉時出現的振動。所以一般會使用下述措施對其實施預防和規避：首先要做的就是選擇噪聲比較小的變速器，其次需要對零部件的相互連接處使用柔性連接法進行連接，還需要對傳動軸開展嚴格的平衡管理，以更好的控制傳動軸的平衡性，這樣才能夠很好的避免因扭轉而出現的噪聲污染。

4 結語

綜上所述，隨著國際海事組織對于船舶安全以及環保的重視程度提升，制定了一系列的船舶噪聲控制規范，在實際應用中取得了較好的成效。從中可以看出，船舶噪聲控制已經成為未來發展的主流趨勢，針對我國船舶降噪技術水平較低的現狀，首先應制定同國際海事組織制定的噪聲等級規范相符合，提升相關領域人士的重視程度，促使相關部門聯合，促進船舶噪聲防護技術的發展，切實的保證我國船舶行業的健康持續發展。

參考文獻：

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（作者單位：江蘇新揚子造船有限公司）