淺析油液監測技術在船舶機械維修決策中的應用

摘要：在船舶油液監測技術中，油液監測技術是一種比較常用的監測技術，在預防船只故障方面具有重要意義。基于此，文章對油液監測技術在船舶機械維修決策中的應用進行了探討。

關鍵詞：油液監測技術；船舶機械維修；動態模型；船只故障；船舶發動機 文獻標識碼：A

中圖分類號：U664 文章編號：1009-2374（2016）01-0047-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.01.024

1 案例說明

以某型船舶為例，抽取其不同使用年限的船舶不同型號的主發動機的油液作為研究材料，樣品分別是使用20年的船舶1艘、使用10年的船舶2艘、使用5年內的船舶1艘。在進行油樣選擇和抽取時采用選取不同位置、定期取樣，固定取樣人員，保證分船分期取樣的低偏差率。以選定型號的船舶主發動機所用油液為研究材料，對不同梯度的油樣進行監測研究，制定該型船舶發動機的使用及磨損參數，構建油液磨損元素含量與船舶發動機故障爆發的相關性，以期指導實踐。經過2年的監測研究，對4艘樣船的7臺主發動機抽樣200多份分別進行檢測，得到有效譜片200余張，并測得各譜片元素數據進行深入論證分析，基于這些數據建立了該型船舶發動機的使用狀態安全預警標準，見表1。其中船舶1主機是1978年6月生產的，主機型號為6300C-1，單機功率為294kW，主機轉速為400r/min，油箱容積為500L，換油周期為5000h；船舶2是1989年1月生產的，主機型號為6PASL，單機功率為1250kW，主機轉速為945r/min，油箱的容積為3600L，換油周期為5000h；船舶3是1989年12月生產的，型號為Z280-ET，主機功率為1250kW，主機轉速為730r/min，油箱的容積為3500L，換油的周期為5000h；船舶4是1997年12月生產的，型號為6122HX，主機轉速為1000r/min，油箱的容積為4000L，換油的周期為5000h。

表1 船舶樣品油樣中鐵、銅元素極限濃度值的監測值

船名 鐵（ppm） 銅（ppm）

基線值 報警值 警告值 基線值 報警值 警告值

船舶1 40 50 55 7 10 12

船舶2 20 30 35 5 8 10

船舶3 40 50 55 5 8 10

船舶4 20 30 35 5 8 10

通過表1的數據可以看到，油樣中鐵、銅的濃度基線值、報警值和警告值和船舶發動機的型號和使用年限之間的關系。不同使用年限、不同型號的船舶發動機的油料鐵、銅濃度的極限值存在較大差異，沒有統一標準。

2 船舶發動機維護過程中對油液監測技術的廣泛應用

2.1 構建船舶機械設備使用狀態的監測體系

基于船舶機械設備的現實使用狀況，經過相關分析認為港航企業應該建立一套船舶機械設備監測體系，主要內容包括加強船舶輪機工作人員機械設備日常維護工作，輪機員每天記錄船舶主發動機的主要性能參數及使用狀況，如果發現性能異常情況應及時聯系公司機務組采取油料進行檢測，進行分析判斷指導決策。同時，由于我國生產的油質分析設備監測水平已接近世界先進水平且價格較便宜，因此也可給每艘船上配置一臺油質快速分析儀，如此輪機管理人員可以在輪機日常管理或者發動機突然出現異常情況時迅速對發動機油料進行快速檢測。這樣既可以使輪機人員及時得到輪機的現實運行情況，也可以減少油料的實驗室送檢樣品數量。開展船舶油料日常理化性質的監測機制，一般需要企業配置大量常規的化學實驗分析設備，對輪機油料進行常規指標的化驗分析。當然也有企業由油料提供方進行油料的檢測分析。船舶油料日常理化性質的監測可以預防一些輪機事故的發生，應該得到所有港航企業的足夠重視。

2.2 對船舶主發動機的油料進行定期的元素光譜分析

對船舶主發動機的油料進行定期的元素光譜分析，是船舶油液監測技術的主要工作。基于船舶管理的特殊性，對船舶油料監測工作應由船級社決定。所以，船舶的油料監測分析工作應該在船級社認可的單位進行，并根據分析數據對船舶做出維修決策。由此，可認為港航企業的船舶機械設備監測體系應選用多層次、多技術相結合的方式開展。也就是說，既要開展船上日常機械設備性能和油料監測，也要在岸上實驗室進行定期油料元素光譜分析。

2.3 建構船舶機械設備維護的動態模型

構建狀態維修決策模型監測的主要目的是使維修工作變得更加便捷，因此施工人員在進行狀態監測時，有效提出油液監測維修決策模型，并根據于此構建維修決策支持系統。決策模型如圖1所示。通過多維修決策模型的分析我們可得出以下兩方面內容：一是主機性能參數；二是油液監測最終所獲取的相關結論。其主要規則表示如下：（1）規則1：若結論0與相關標準要求不相吻合，則應對取油樣進行分析，繼而采取切實可行的方案加以處理；（2）規則2：若結論1與相關標準要求不相吻合，而結論4卻與實際情況相同，這時應進行換油處理。若結論1與標準有出入而且結論4也有異常現象時則應在工作一段時間后進行取樣分析以及處理，如若結論4仍出現一定的差錯，則應立即進行維修處理，以防止安全事故發生；（3）規則3：若結論2、3中有任何一項顯示異常，那么就會對結論4造成一定的影響，這時施工人員應著重對狀態檢查表進行系統、全面的檢查。若結論0顯示正常，則所監測的結果顯示為縮短取樣間隔期，可進行深層次的取樣分析，但如果結論0顯示異常則說明該設備需要檢修；（4）倘若柴油機在正常使用中出現一定的故障，經檢測處于臨修狀態，則結論顯示為檢修即可。倘若柴油機在臨修范圍內，但在取樣檢測中各個指標顯示都正常，則結論顯示也為正常，不需要對設備進行維修處理。

圖1 柴油機維修決策模型圖

3 油液監測技術的經濟效益

以船舶3主柴油機潤滑油為例，對其跟蹤分析所得監測分析結果表示如下：（1）常規化驗分析：對各項指標進行檢測，其各項指標均顯示正常；（2）油液的光譜、鐵譜分析：在對船舶柴油機油液進行鐵譜監測分析時看到油液中含有大量磨損腐蝕顆粒，顆粒的濃度都大于100。油液元素光譜分析的結果中銅濃度均超過10ppm。由此我們可以得出結論，輪機的主要軸承已經發生嚴重磨損，應及時進行預警，并建議安排機務組進行檢修。船舶發動機進行廠內檢修時，我們發現輪機主軸瓦表面已呈深灰色，出現小斑點。假如不進行修理繼續使用，就有可能造成2臺輪機的多個主要構件損壞，預計造成幾十萬元的經濟損失。通過油液監測分析和船舶輪機的解體修理，我們發現導致以上結果主要是因為船舶輪機使用的潤滑油不能滿足船舶機械要求。當前輪機所用的油品是CC40柴油機油，不能較好地滿足船舶輪機的運行需要。基于這一事實，我們建議輪機維修完成后應選用質量更好的CD40中增壓船用柴油機油。雖然CD40的單價較CC40高一些，但其主要潤滑參數都遠高于CC40，這就使得船舶發動機各個摩擦單元點的摩擦系數大大減小。后續的實踐也確實證明，維修以后的船舶輪機換用CD40潤滑油后輪機的使用情況好于CC40，對油料進行監測分析的結果也證明了這一事實。

4 結語

綜上所述，在船舶機械維修中應用油液檢測系統，可以使管理人員可以及時了解到柴油機的運行情況，當出現故障后，可以使工作人員實時了解柴油機的運行情況，及時采取處理措施，進而避免出現更為嚴重的機損事故，保證船舶維修的及時性和針對性。

參考文獻

[1] 沈陽.試論油液監測技術在船舶機械維修決策中的作用[J].機電信息，2011，（24）.

[2] 向志偉，張暉，王斌.油液監測技術在船用柴油機故障診斷中的應用[J].潤滑與密封，2009，（4）.

作者簡介：于永妍（1982-），女，天津人，青島遠洋船員職業學院講師，研究方向：船舶與海洋工程。

（責任編輯：陳 潔）