Table of Contents

אתגר הנסתר ב- Marine Instrumentation

חיישני רמה הם סוסי העבודה הלא-מרוסיים של פעולות ימיות, מעקב אחר כל דבר מרמות דלק בטנקים של ספינה לבונקרים של ספינה למים בפלטפורמות offshore, אך הסביבה הימית היא בין הזירות המענישות ביותר עבור כל מכשיר אלקטרוני.אוויר סולט-לאדן, לחות קבועה, תנודות טמפרטורה רחבות, ורטט מכני מתלהב מעיכובים בביצועים יקרים ומקצרים את החיים ללא הגנה סביבתית, אפילו חיישנים ברמה בינונית, יכולים לספק סיכונים מבצעיים לחלוטין, או לא-או לא-מדומים לחלוטין, או להיכשל, או להיכשל, או להיכשל, או לא-מדומים לחלוטין.

מאמר זה בוחן מדוע הגנה סביבתית אינה ניתנת להשגה עבור חיישני רמת ימיים, האיומים הספציפיים שהם עומדים בפנים, ואת שיטות ההנדסה ואת הסטנדרטים המבטיחים אמינות ארוכת טווח.אם אתה מהנדס ספינה, מנהל נכס בחו"ל, או מערכת אינגרה, הבנה עקרונות אלה יעזרו לך לבחור, להתקין, ולשמור על חיישנים המבצעים במדויק בתנאים הקשים ביותר בעולם.

מדוע חשוב הגנת הסביבה בהגדרות ימיות

כלי שיט ימיים ומבנים offshore פועלים בסביבה שבה מים, מלח וטמפרטורות קיצוניות הם קבועים. חיישן ברמה שעובד ללא פגם במפעל או טנק מקורה יבש יכול להתפרץ בתוך חודשים כאשר נחשפים לים הפתוח.התוצאה העיקרית של הגנה לא מספקת היא מדידה לא מדויקת. ⁇ פגום, לחות אלקטרוניקה מחוספס, או חלקים מכניים לא מופרעים כל להוביל לסחף או להיכשל עבור יישומים כגון לחץ נמוך, כגון מנוע כוזב יכול לגרום לדלק כוזב לדלקת אשפה תרמית.

מעבר לדיוק, הגנה סביבתית משפיעה ישירות על FLT:0 sensor LifespanFLT:1 ו-FLT:2total Cost of הבעלותFLT 3: חיישנים נכשלים אחרי עונה אחת בים עשויים לעלות בדיוק כמו חיישן מוגן כראוי שנמשך חמש שנים - אבל החלפת העבודה, זמן למטה, ונזק משני פוטנציאלי, יתר על כן, תקנות ימיות מודרניות (למשל, פיקוח מדויק על דלק).

אתגרים סביבתיים מרכזיים עבור חיישן רמת הנחתים

כדי לעצב או לבחור הגנה מתאימה, עליך קודם כל להעריך את מתחים סביבתיים ספציפיים.הסעיפים הבאים מפורטים את האיומים העיקריים ואת מנגנוני הכישלון שלהם.

מלח מים ואווירה אלקטרו-כימית

יםווטר הוא אלקטרוליט אגרסיבי.כאשר שמן הפיקדונות משלב עם לחות, הם יוצרים סרטים מוליכים אשר מאיצים את קורוזיה ובורכת על משטחי מתכת.זה הרסני במיוחד עבור דיור חיישן, חרטות הרים, ואת אלמנטים רגישים עצמם.FLT:0Stainless Steels 304 ו 316LTF:1 הם אפשרויות נפוצות, אבל 316 גרם לחשיפה לקרינת פולינזירית גבוהה יותר של פחמן (L).

קורוזיה לא רק מחלישה שלמות מבנית, אלא גם מפריעה לעקרונות רגישים.לדוגמה, חיישן רמת קיבולי מבוסס על שכבה דיאלקטרית שיכולה לספוג לחות ולשנות את תכונותיה, בעוד אלקטרודות של חיישן התנהגות עלולות להיות מבודדות על ידי מוצרי קורוזיה.

הומור והסכמה

לעתים קרובות אוויר ימי עולה על 90% לחות יחסית. בתוך החיישן, שינויים טמפרטורה (למשל, כאשר חדר מנוע חם קריר בין לילה) ליצור condensation. Water vapor יכול להיכנס דרך בלוטות כבל, O-rings, או מחסנים חתומה גרועה, המוביל מעגלים קצרים, הגירה אלקטרוליטית, וצמיחה מהנה על מעגלים.

הדבקה בתוך מראה זכוכית או פנים של טרנסג'נדרים יכול גם לפזר אותות, גרימת קריאה כוזבת או אובדן מוחלט של אות. עבור חיישנים ברמת מכ"ם, טיפות מים על האנטנה יכול לחקות משטח נוזלי, לייצר מדידות לא נכונות.

שינויים בטמפרטורות קיצוניות

סביבות ימיות יכולות לעבור ממים קדחתניים (נמוכים -20 מעלות צלזיוס) למרחבי חדר המנוע מעל 80 מעלות צלזיוס שינויים בטמפרטורה מהירה לגרום להתרחבות שונה בין חומרים מדומים - לדוגמה, דיור מתכת ועדשה מפלסטיק - אשר יכול לפצח חותמות או לשבור מפרקי נמכר.FLT:0 Thermal רכיבה 1:1 משפיע גם על חיישן: אלקטרוניקה, oscillator, מתח אנלוגי, ודיוק אנלוגי עשוי לנסחף.

כמה טכנולוגיות ברמה הן רגישות יותר מאשר אחרים.חיישנים אולטרה סגול סובלים ממהירויות תלויות טמפרטורה של גליונות כי דורש פיצוי. חיישנים קפיבולי יכול להיות מושפע שינויים הנגרמים טמפרטורה קבועים דיאלקטריים. הגנה סביבתית נכונה כרוך לא רק בידוד אלא גם בחירת חיישנים מדורגים עבור טווח הטמפרטורה הצפוי ומספקת מחסומים תרמיים במידת הצורך.

כישוף וזעזוע

אוניות ופלטפורמות offshore הן כל הזמן בתנודות תנועה. Engine, אפקט הגל, ונפיחות של מיכלי מטען חיישנים ברמה גבוהה עייפות מחזור גבוהה, מזרזים משוחרר, פצח המפרקים, ולבוש קישורים מכניים למטה.עבור מתגי רמת רוטינג, הכוונון עצמו חייב להיות חזק מספיק כדי למנוע הפעלת שווא מתנועת כלי שיט.

תכנון הרהר הוא קריטי.ריגלי העלתה חיישן לפאנל רוטט יכול להגביר את ההלם.שימוש בשרירים של רטט (שיחים רוטרים או עלות מעיינות) ולהבטיח כי ראש החיישן אינו יכול להציף באופן משמעותי את החיים.

מדדים מוגנים ותקני הנדסה

הגנה סביבתית יעילה עבור חיישני רמה ימית משלבת עיצוב, בחירה חומרית, נהלי התקנה ותחזוקה מתמשכת. להלן הן האסטרטגיות הדומיננטיות והסטנדרטים המנחים אותם.

דירוגים של Enclosures ו-Ingress Protection Ratings

ההגנה הבסיסית ביותר היא מתחם חזק המונע לחות ומלח בתוקפנות (FLT:0IP (Ingress Protection) דירוגיםFLT:1 מסווג את התואר של חותם עבור יישומים ימיים, IP66 (המכונה והגנת מפני מטוסי מים חזקים) הוא קו בסיס משותף, בעוד מתקנים תת-קרקעיים (למשל, בדיקות טנקים) דורשים IP66 (Fedht ו-Fros) נוסף ל-Northros (MAFros) הוא בעיקר LTX) עם התנגדות שווה ערך ל- 466.

עם זאת, הדירוג חסר משמעות אם כניסת הכבלים אינה חתומה כראוי.כישלונות רבים של חיישן מתרחשים בגללנד הכבלים.שימוש ב-fLT:0marine-class glandsFLT:1 עם O-rings ו- נעילה אגוזים, החלת סיליקון נוחת לחוטים, ולהבטיח כי לולאות טפטוף הן שיטות חיוניות.

בחירה חומרית עבור מחתרת קורוזיה

בחירת החומרים הנכונים לדיור חיישן, ensing אלמנט, ואנשי קשר חשמליים היא החלטה אסטרטגית. פלדה 316LigtureFLT:1] היא הבחירה הנפוצה ביותר עבור ההתנגדות הגבוהה ביותר שלה לקורטוזיון chloride.עבור סביבות כימיות אגרסיביות יותר (למשל, מיכלים bleach או חומצות), FLT2:Hastelloy או phird; הם עשויים להיות מוליכים פלסטיק (PTDide) פולשים (ד) פולשים (דומנים (דפוסלים) פולשים (ד) פולשים (דומנים (ד) פולשים, פולשים, פולשים, פולשים, פולשים, פולשים, פולשים, פולשים) כי הם פולשים, פולשים, פולשים, פולשים, פולשים, פולשים).

עבור מחברים חשמליים, (FLT:0) אנשי קשר מצופים זהב (GirFLT:1) במחברים חתימים למנוע חמצון.הימנעות משחיתות דו-מתכתית (corrosion gvanic) הוא קריטי: נירוסטה פלדה ואלומיניום במגע ישיר יכול להאיץ את קורוזיון אלומיניום.

קידודים מוגנים וטיפולים על פני השטח

אפילו נירוסטה פלדה יכול לסבול משחיתות כקטן תחת צינורות או פיקדונות (FLT:0Protective ציפויים FLT:1 להוסיף מחסום נוסף. ציפויים אפיקס, צבעי פוליאורטן, ציפויים המבוססים על קרמיקה הם נפוצים.

לוחות מעגלים אלקטרוניים בתוך החיישן ניתן לחבוש עם FLT:0 ציפוי אלקטרוניקה 1 (קריליק, סיליקון או parylene) אלה שכבות דקות להגן מפני לחות, תרסיס מלח וצמיחה פטרייתיתית ללא הפרעה עם פירוק חום רכיב.

ניהול ו בידוד

(ב) כדי להילחם בטמפרטורות קיצוניות, חיישנים עשויים להיות מצוידים עם FLT:0 מקיפים: (מתקני חום) מתואמים (Fillos) 1 (או FLT:2,2, בעיקר באופן בלתי פתיר) של יסודות התחממות 3 עבור סביבות קרות, כיור חום או קירור אווירי בכפייה ניתן לראות יותר, כי שמיכות בתוך הגוף יכול להפחית זעזועים.

מיקום ההתקנה גם משנה.הרף חיישן באזור מחוספס, מאוורר הרחק מחום המנוע הישיר או או vents אדים מפחית מתח תרמי.

« « « ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

הגנה מכנית כוללת את הבנייה הפנימית של החיישן ואת המשטח החיצוני שלה חיישנים עם (FLT:0pottingFLT:1 (הספקת אלקטרוניקה ב resin) להתנגד לטטציה על ידי חיסול תנועה חופשית.עבור חיישנים רכובים חיצוניים, FLT:2vibration isolators FLT 3: (הרכבים או מעיינות) ממבנה החיתוך חיצוני יכול למנוע משיכה.

עבור בדיקות ברמה הטנק (למשל, מכ"ם גל מודרך או בדיקות קיבול), להבטיח כי החקירה היא נוקשה כראוי עבור אורך שלה וכי כיבונות טנק משמשים כדי להפחית את ההשפעה של סלוש נוזלי על המוט או כבל.

פרוטוקולים תחזוקה והערכה

אין אמצעי הגנה קבוע. לוח זמנים של תחזוקה קפדני צריך לכלול:

  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0) בדיקות נדיבות (למשל, שינויים ברמת הסימול) כדי לאמת את זמן הדיוק והתגובה.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ :0) החלפת החותמים ו- O-ringsofFLT ( 1:1) במרווחים המומלצים על ידי היצרן, או לאחר תחזוקה כלשהי המפרה את החותם.
  • (ב) ,0) Record-keeping: 1 (המידע על ביצועים) כדי לזהות מגמות סחף שעשויות להצביע על הגנה מפניה.

מפעילים רבים משתמשים כיום בטכניקות תחזוקה מקדימה של 0 (FLT:0)1, כגון ניתוח נתוני אבחון חיישן (למשל, עוצמת אות או סחף של קיבול) כדי לקבוע servicing פעיל.

יתרונות של הגנה סביבתית נכונה

השקעה בהגנה סביבתית חזקה עבור חיישני רמת ימית מניבה החזרות מוחשיות על פני בטיחות, יעילות ועלות.

יעילות ויציבות

חיישן שאינו נלחם בקורוזיה או הדבקה מספק קריאה עקבית, חוזרת על עצמה.זה משפר את הדיוק של ניהול מלאי טנקים, ניטור צריכת דלק, ובקרת מים נשפים.עבור פעולות דינמיות כמו טעינה, נתונים ברמה מדויקת מונעים לשפוך ומייעלים ניצול החלל.מידע חיישן אמין גם להאכיל במערכות אוטומטיות עבור יעילות מנוע ואופטימיזציה של טרימ", צמצום עלויות הדלק.

חיישנים מורחבים Lifespan ו- מופחתת לחלוטין של בעלות

בעוד חיישנים פרימיום עם דירוגים גבוהים של IP וחומרי פרימיום עולים יותר על פני השטח, הם בדרך כלל נמשכים שלוש עד חמש פעמים יותר מאשר יחידות לא מוגנים באותה סביבה ימית.העלות הכוללת של בעלות - כולל רכישה, התקנה, תחזוקה ועבודה חלופית - לעתים קרובות נמוך יותר עבור חיישנים מוגנים. יתר על כן, צמצום הכשלונות החיישן מורידה אירועים תחזוקה לא מכווצמים, אשר יכול לעכב מסעות ועונשים משמעותיים.

שיפור הבטיחות המבצעית וההפצה

(הדגשה של רמת הפחתת החשיכה היא קריטית לבטיחות: מיכלי דלק מחלחלים יכולים לגרום לשריפות; רמת הבלמה הלא נכונה יכולה להשפיע על יציבות הספינה.חיישנים מוגנים מפני הסביבה נוטים פחות לתת אזעקה או להחמיץ סיכונים אמיתיים.

עלויות תחזוקה מופחתות ושעות דאון

כישלונות חיישן קטנים יותר מתכוונים פחות זמן על פתרון בעיות ותיקון.בפלטפורמות offshore שבו גישה לחיישנים יכול לדרוש נפיחות יקרה או צוותי צלילה, אמינות מפחיתה ישירות את ההוצאות התפעוליות.

מסקנה: הגנה על חיישנים להגן על השקעות

הסביבה הימית היא בלתי סלחנית, אבל זה לא בלתי ניתן למדידה.על ידי הבנת האתגרים הספציפיים - קורוזיה, לחות, תנודות טמפרטורה, רטט - פועלים ומפעילים יכולים לבחור חיישנים ברמה גבוהה שנבנו עד אחרון.שלב מחסנים חתומות, חומרים עמידים קורוזיים, ציפויי מגן, ניהול תרמי, ולח יוצר הגנה רב שכבתית המבטיחה קריאה מדויקת לאורך שנים של שירות.

הגנה סביבתית אינה מחשבה; היא דרישה בסיסית.כאשר חיישני רמה מוגנים כראוי מהסביבה שלהם, הם מספקים את האמינות כי פעולות ימיות תלויות - שמירה על נכסים, צוות, והסביבה. as Ship ואוטומציה פלטפורמה מתקדמת, החיישנים בלב המערכות האלה חייבים להיות חזקים מספיק כדי לשגשג בים.

(ב) לקריאה נוספת על בחירת חיישן והגנה על תקני, להתייעץ עם משאבים מ-FLT:0 (Omega Engineering's Marine חיישן Guide FLT:1,FLT:2AutomationDirect's Level Sensor SelectionFLT 3:0, ו-(FLT:4IEC IP דירוג דירוג FLT:5 נהלים הטובים ביותר הם גם ב-LTFיראת רוח של 7FERR) ו-R.