船舶甲板液壓故障排除措施探究

摘 要：液壓技術已經被深入而廣泛地運用到船舶工程中，該液壓系統的運行與維護也成為船舶管理人員的主要工作內容之一。船舶甲板液壓故障問題已經成為船舶系統面臨的主要問題，必須做好相關的設備檢查與故障排除工作，只有這樣才能確保船舶液壓系統的安全。文章結合案例分析了船舶甲板液壓故障排除的方法。

關鍵詞：船舶；甲板液壓；故障排除；措施

液壓系統是船舶系統的重要組成部分，要想確保船舶系統能正常持續(xù)運轉，就必須做好液壓系統的維護，定期對系統中的油體進行檢測，重點檢查吸入管、濾器等部件，確保其處于正常工作狀態(tài)，當發(fā)現問題時必須及時調查、分析，利用船舶系統安全技術知識來處理問題。

1 工程概況

某船舶在靠港裝卸貨過程中收到信息，甲板液壓艙蓋系統運轉出現異常現象，艙蓋液壓軟管頻繁爆裂，導致艙口蓋無法正常開關，使得船艙面不能按照常規(guī)工作，造成了無比嚴重的系統故障問題。

2 船舶甲板液壓故障現象

2.1 查找故障

面對甲板液壓系統出現的異常狀況，先對甲板液壓系統圖進行深入地分析、掌握與了解，并參看維修記錄，最終得出液壓管故障問題已經存在很久，船內數根液壓軟管存在故障問題，曾被頻繁更換，基于這樣的調查結果，有必要對整個船舶系統展開調查、追蹤。先檢查桅屋艙蓋液壓泵站的油箱，其油位顯示正常。開啟油箱，查看內部油體有無特殊變化，用手觸動油面，明顯感受到了固態(tài)的油泥。在油箱外部順著油泵吸口來找尋液壓油吸入濾器，但未發(fā)現濾器。接著看向油箱內部，發(fā)現了吸油管、濾器。從而判斷出油泵運轉過程中，無法有效吸油，同時也會把浩瀚的空氣持續(xù)泵向液壓系統內部，導致其內部滿腹氣體，空氣占據了系統內部空間，形成了高壓空腔，當系統持續(xù)運轉時，由于內部充斥著太多的空氣，導致液流無法持續(xù)，從而出現液壓沖擊問題，持續(xù)的沖擊與震蕩，引發(fā)了軟管的爆裂。

2.2 原因分析

2.2.1 液壓沖擊

導致液壓沖擊的原因有很多，具體包括以下幾大方面：閥門被瞬時間地啟動，或者被瞬間地關閉，導致液體高速率流動，使得液流在一瞬間出現截斷、變向等問題，液流無法正常流動，系統所需的液流供應得不到滿足。液流內部摻雜著氣體，外面的負荷在一瞬間變化，出現脈動變化等，這些因素都將導致液壓故障。同時，其他的一些因素也會對液壓沖擊強度造成不良影響，例如：沖擊波的傳遞速度、液流截斷的時間等。在這兩個因素中，各自發(fā)揮著自己的影響性作用，具體體現在：

第一，沖擊波的傳遞速度。用a表示，同習題所選擇的材料、介質，以及自身構造等密切相關，只有在系統參數為常數時，該傳遞速度為定值。多數的機器油中，該傳遞速度a在970-1100m/s。

第二，液流截斷的時間。該時間，用t表示，簡單說就是液流通道開啟或者關閉所需的時間，一般在幾秒鐘。該時間t的大小在某種程度上體現出了液流截斷速度的大小。t的值越大，截斷速度反而慢，系統流道中的液體壓力波動則會變小，相反，如果液流截斷時間t小，截斷速度則會對應上升，系統內部的液壓波動也會對應上升，壓力沖擊隨之增大。

2.2.2 氣蝕問題

液壓沖擊問題的另外表現形式為：氣蝕現象。也就是高速流動狀態(tài)下的液流內部的某個點，如果壓力急劇升高，達到這一溫度狀態(tài)下液體的汽化壓力時，會使得液體出現沸騰、冒泡等現象，而且液體中的特殊氣體，例如：不凝性氣體也會對應被分離，導致最初接連流動的液流也會在氣泡的作用下出現氣流、液流現象，在液流的帶動下，氣泡也將被帶至高壓區(qū)，液體在片刻間沖入氣泡，會導致氣泡破滅，氣泡核心地帶的作用力會急劇上升，達到1Gpa，整個系統的油壓也會迅速上升。系統會因高壓的作用出現大規(guī)模震動，并對應出現噪音，產生一種巨大的沖擊力，其主要來自于系統局部的高壓、高溫等的持續(xù)作用，從而對整個系統、管道等帶來巨大的侵蝕、破壞，導致零件的表層出現蜂窩孔，出現氣穴現象。

出現氣穴的最直接原因在于：液壓系統內部有氣壓較低的部分，最典型的部位當屬油泵吸入管道，其中內含一定的真空度，管路、閥門內部存在狹窄環(huán)節(jié)，當液流迅速上升時，部分地區(qū)的壓力則會驟然下降，從而為氣穴的出現創(chuàng)造了條件，氣穴導致了油泵流量不足，使得整個系統的壓力也不斷變化，從而導致了嚴重的震動現象，這種震動會影響氣體的流通，造成管道內部液體、氣體交互式地流動，導致系統無法有效運轉。

氣蝕問題的其他誘因在于：建構系統的零部件、構件等都具有一定的彈性，系統內部一旦出現周期性能量時，這些彈性部件必將變形，從而導致液流同構件之間無法有效配合，出現不定期的壓縮、分離等現象。其中液流遭到壓縮時，會出現高壓，高壓過高升至液流所處環(huán)境下的汽化壓力后，氣泡則將破掉，破滅速度越快，對應的氣蝕性越大。

3 該船舶甲板故障原因查找

結合故障后，對維修記錄的查找、分析與檢查能看到，導致這一系統液壓沖擊的原因在于：該船舶甲板液壓系統此前由于吸入管、油濾器零部件松弛的問題，導致系統內部已經吸入了大量空氣，液壓系統中由于氣體持續(xù)滲入，導致其運轉過程中沖擊力上升，頻度也增大，從而引發(fā)系統、管道等高強度地震動，從而引發(fā)了管道振動、爆裂的等問題，出現了非常惡劣的氣蝕問題，劇烈振動的持續(xù)進行，使得吸入管的部件更加松弛，直到其最終完全脫離原位，油泵無法供應油液，系統也不能運轉。振動同時又把管道中的油泥、腐蝕物等逐漸蠕動到油箱內，長期下去，油泥將沉淀在其底部，使液位鏡通道無法提供油體流動的空間，失去其原有的功能和作用。

4 排除故障的方法

由于已經找到了該船舶系統的故障所在，就可以圍繞故障成因進行處理，先全面清理系統，把系統中的殘油換掉，更新成新的液壓油。殘油祛除后，應對油箱進行徹底的清理，再分步肢解油泵，將濾器徹底進行清理，重新對各個部件等進行安裝。油箱內部添加潔凈的液壓油，再次啟動油泵。再對船蓋系統重新進行驗證操作，將系統中的殘余氣體、臟污等徹底清除，油箱由于不斷地換油、更新油體，使得整個系統油的質量更高，為了確保系統油的質量，應該再對油箱進行換油，經過反復的換油、運轉、更新，使得系統整體上能夠靈活操作，更加穩(wěn)定地運行。接下來的一段時間內，整個船舶系統能夠正常運轉、工作，沒有再次出現類似的故障問題，船舶能夠走向正規(guī)的運行軌道。

5 故障后的反思

該故障過后，經過反思總結出：因為船員工作不夠認真、日常的液壓系統維護工作知識十分欠缺。液壓系統的管理與維護，要在掌握其構造、運轉原理的基礎上，既要確保其無泄漏，液壓油沒有任何污染、雜質，同時，又要防止液壓系統中滲入空氣。然而，在實際的工作過程中，管理人員有失職的表現，不能依照規(guī)定、按照一定程度對系統進行維修、維護與保養(yǎng)，相關的設備、裝置等也沒能得到及時更新，從而給船舶系統帶來了故障隱患。

要想確保船舶系統能健康持續(xù)運轉，就必須做好液壓系統的維護，定期對系統中的油體進行更新，重點檢查吸入管、濾器等部件，確保其處于正常狀態(tài)，當發(fā)現問題時必須及時調查、分析，利用船舶系統安全技術知識來處理問題。

同時，相關的維修工作者必須按照維修規(guī)定與綱領去展開維修、調查，要定期排查各個系統、設備、裝置等的安全情況，做好各項設備的維修、保養(yǎng)、維護與管理，只有這樣才能確保整個系統的安全。

參考文獻

[1]許樂平.船舶管理[M].大連海事大學出版社，2000.

[2]《輪機工程手冊》編委會.輪機工程手冊[M].人民交通出版社，1992.

[3]《機修手冊》編委會.機修手冊（第3版）[M].機械工業(yè)出版社，1993.

作者簡介：李金華（1980-），男，湖北鐘祥人，本科，機械工程師，研究方向：長期從事船舶管路放樣設計工作。