船舶輪機主要設備故障現象分析及處理

楊瑜 張雷

摘 要：隨著運行時間的增加，船舶輪機設備出現故障不可避免。發生故障不可怕，重要的是能及時處理好故障，保證設備的安全穩定運行。筆者就船舶輪機設備故障現象及原因進行闡述，并介紹了相應的處理辦法，最后以故障案例加以分析，可供參考。

關鍵詞：故障現象；原因；處理

船舶輪機設備主要是指為船舶機、電設備所備用的部件、配件及零件。廣義上也包括機艙工作所需的備用品、材料物資和工具等。近幾年來，隨著船舶運力的不斷發展，船舶輪機設備也越來越復雜多樣。并且隨著運行時間的增加，船舶輪機設備也不可避免地出現各類故障。事故統計顯示，由于輪機設備故障造成的事故也逐步上升。因此，如何管理好船舶輪機設備，在出現故障后能及時處理好問題，使它們處于最佳的運行狀況，就成為了船舶輪機設備管理者十分重視的話題。

1.船舶輪機設備故障現象及原因分析

船舶輪機設備有諸多“交點”，所謂“交點”是指船舶輪機設備中兩種工質或兩套機構（兩套系統）的交匯點。諸多故障往往就發生在這些“交點”上。

1.1 隔離型交點

如柴油機氣缸蓋、潤滑油冷卻器等。其工作特征是壓力大小或溫度高低不一的兩種工質交匯在這里進行熱交換，并依靠密封墊片或橡膠密封圈、換熱管或型腔將兩種工質隔離。常見故障是低壓系統壓力升高或出現了高壓系統的工質；高壓系統壓力降低或流量減少。比如柴油機膨脹水箱出現氣泡或油花，就說明柴油機氣缸蓋墊床損壞，不能將氣缸中的高壓燃氣與柴油機淡水冷卻系統隔離。

1.2 旁通型交點

如柴油機淡水冷卻系統的節溫器、液壓舵機的安全閥等。其工作特征是系統中的工質工作參數變化時，一部分工質經過閥門旁流通到另一系統或本系統的另一回路。常見故障是系統工質流量不足或執行機構不能動作。比如舵機轉舵油缸不能動作，常常是因為安全閥泄漏嚴重或卡在開啟位置一直處于旁通狀態所致。

1.3 共用型交點

如泵控型舵機追隨機構控制的兩臺變向變量泵液壓伺服變量機構及它們的聯動桿等。其工作特征是同一套機構可同時控制兩臺設備動作。常見故障是其中1臺被控設備出現問題，連帶另1臺被控設備也無法動作。比如某船由五點式追隨機構控制的兩臺軸向柱塞式變向變量泵的舵機突然不來舵，其原因是其中1臺不工作的舵機油泵液壓伺服變量機構被1粒電焊渣卡死，連帶另1臺正在工作的舵機油泵也無法供油而使舵機不能轉舵，只要在兩臺泵液壓伺服變量結構的聯動桿處輪換單接其中1臺泵，就能找出故障所在。

2.處理辦法

所謂“軟硬兼施”是指處理輪機設備故障要采用“軟硬”兩種辦法。所謂“硬”辦法，就是采用處理故障的基本原則去判斷故障的癥狀、分析故障原因及選擇處理故障方法。適用于能從邏輯上判斷正確，從理論上分析到位，再著手拆檢驗證的“顯性”故障處理。所謂“軟”辦法，就是采用處理故障基本原則以外靈活的方法。適用于一時不能確定癥狀、原因的，沒有完全把握“鎖定”目標的，但可先“鎖定”的零部件進行替換驗證，再去拆檢驗證的“潛性”故障處理。

2.1 處理故障的“硬”辦法

1）“先常見、后少見”原則。即在分析故障原因時應先考慮常見的原因，然后再考慮少見的原因。所出現的問題都視為常見故障，而少見的故障一般是偶發性的、理論書上找不到的故障。是比較少見的故障。

2） “先外部、后內部”原則。即當故障出現后，應先分析機器的外部原因，然后再分析機器的內部原因。所謂外部就是比較直觀的如進出壓力表，管系閥門、機器的輔助設備等。就是機器的內部原因，其他則是機器外部的原因。

3） “先簡單、后復雜”原則。即分析故障時要先從簡單原因著想，后考慮復雜原因。往往是幾個同時出現的，很容易誤導分析和判斷思路的故障稱為復雜故障。比如上例中，液壓系統工作時出現不能建立壓力，處理故障的過程中發現更換液流閥后仍不能建立油壓，最后查明原因在液流閥出故障的同時，配油盤定位銷脫落而錯位，造成液壓油通過冷卻道回油箱（使得系統無法建立油壓。

2.2 處理故障的“軟”辦法

在使用“軟”辦法處理故障時要注意：要把替換驗證下來的部件進行拆檢驗證，從理論上能分析到位，也就是讓“潛性”故障變為“顯性”故障，回歸處理故障的基本原則；采用處理故障基本原則以外的靈活性方法，也應該有一定的依據，包括要有一定的條件，考慮替換部件的工作量大小，不能盲目地東拆西換。

1）利用發生故障設備所配備的進出壓力表處理故障。

“往復泵啟動后不供液或流量太小”的故障還可利用泵吸排壓表的方法來處理故障，見圖2。

處理不能供液或流量太小故障的方法

2）關注設備發生故障前的維護保養。要注意上次檢修的項目、使用時間、故障是否有人處理過。某船比例式控制液壓系統發生了“壓力低，調不高，且壓力有波動”的組合故障。經查實前一個故障是該系統的比例式溢流閥先導針閥損壞所致。在解決后一個故障時，通過該船輪機長了解到在故障發生前曾經對該系統的雙聯式濾油器進行過維護保養。再加上還發現液壓系統噪聲有點大，判斷故障就出在雙聯式濾油器上。經過檢查，其中一個濾油器蓋子漏氣。

3）利用現有設備來縮小故障范圍。如果不能正確地縮小范圍，工作就無從下手；另外，不能光靠測試儀器來縮小范圍，還要善于利用現有設備來縮小范圍。

某船156.8kN？m電動液壓舵機出現轉舵慢（48～50s）故障。該舵機有2套電機設備輪換使用，其中1臺伺服電機與由發送器和跟蹤器組成的AEG配合工作，能自行跟蹤，另1臺伺服電機不能跟蹤。在機械上也有兩套獨立的泵組可輪換或同時使用。但它們共用1套油缸以及五點式追隨機構控制。該舵機出現這樣的故障，就可利用現有設備來縮小故障發生部位的范圍。 第一步，把跟蹤操舵轉換為非跟蹤操舵。若故障消除，說明故障出在有AEG的電氣上（一般可能性較小）；若故障未消除，說明故障出在有變向變量泵的油路上。

第二步，把左泵工作轉換為右泵工作。若故障消除，說明故障出在左泵所在的油路上；若故障仍未消除，說明故障出在兩泵的共同點上。即在用1個聯動桿連接兩泵的液壓伺服變量機構上。那么究竟是什么故障呢？兩泵液壓伺服變量機構是靠油壓驅動的，供油方式有兩種，一是泵自供油，由于泵能變向供油，故在泵兩個油道上設有兩個單向閥；二是輔泵供油，主要是解決兩泵在中位時無法自供油的問題。當某1臺泵有單向閥卡死在開啟位置時，輔泵所供的小流量油被大流量的主泵吸空，變量機構無油驅動，只能被另1臺主泵變量機構強行緩慢拉動。反過來，也使另1臺主泵變量機構只能緩慢移動，導致主泵流量變小，從而使舵速減慢。只要把兩泵變量機構拉桿在聯動桿上的連接插銷輪換脫開，就能找到故障。

3.故障處理實例

筆者主持修理某工程船液壓系統，最后調試時，5個液壓馬達中只有1個是正常的，同時出現了4個故障：1個液壓馬達不能轉動；1個液壓馬達只能正轉不會反轉；1個液壓馬達只能慢轉不能快轉；1個液壓馬達只要其他液壓馬達一轉，它就跟著轉。面對這些故障，一開始的思路是：力圖找到這4個故障的總根源，結果不行。后來換一種思路，針對各故障，采用拆檢、替代等具體的驗證方法，分別在液壓系統中的平衡閥、比例流量閥、電液換向閥等液壓控制閥找到故障原因，4個故障很快全部處理。

有些輪機設備在出現故障時，真正的原因往往會被一些假象“偽裝”起來，有時同樣的癥狀是由不同的故障造成。比如船舶燃油輔助鍋爐在外界用汽量大，燃燒強度沒有及時跟上，又未及時加水的情況下，導致鍋爐內壓力降低，大量溶解在水中的氣泡逸出，使鍋爐水位（由氣泡與水泡組成）出現“虛高”的假象，很容易造成鍋爐失水的事故。

又比如在修理某輪液壓起重機時，發現變幅油缸空載和重載上升，系統油壓都比變幅油缸下降時的系統油壓要高。起先認為是單向節流閥在變幅油缸下降時節流程度不當所致，事實并非如此，真正的原因是液控單向閥裝反了，那么，按道理說閥裝反則變幅油缸不能上升，巧合的是此閥閥孔的端平面是毛胚沒有加工，這樣，使閥4的錐閥與閥孔密封不好，形成反向節流流通，造成油壓升高的假象。

其實，任何假象也是有其特征的，這個特征就是違反常理的“偽真”。就如上幾例來看，鍋爐沒有加水，水位怎么可能反而會升高，變幅油缸空載和重載上升，油壓為什么沒有區別。只要能去偽存真，就容易排除故障。

4.結束語

綜上所述，船舶營運中，輪機設備的科學管理以設備故障的科學處理，對保證船舶安全生產、提高營運率、降低成本支出等具有舉足輕重的作用。而本文所總結的輪機設備故障現象原因以及介紹的故障處理方法具有一定的普遍性，可供參考。

參考文獻：

[1] 王金祥；嚴忠平.排除船舶輪機設備故障的“思路型”做法[J].機電設備，2010年02期

[2] 周國清.船舶輪機設備管理[J].中國水運（下半月），2010年04期