船舶機(jī)械維修理論與維修技術(shù)分析

陳亮

摘 ?要：隨著我國(guó)船舶制造水平的不斷提升，為促進(jìn)我國(guó)海運(yùn)、河運(yùn)以及軍事等各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。根據(jù)船舶的使用性質(zhì)不同，其組成部分會(huì)存在一定的差異性，無(wú)論哪種使用用途的船舶，為了保證船舶航行的安全性和穩(wěn)定性，都需要有完善的機(jī)械維修技術(shù)作為保障。文章首先闡述了船舶機(jī)械維修的理論，然后對(duì)船舶機(jī)械維修技術(shù)的現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析，為促進(jìn)我國(guó)船舶機(jī)械維修水平的提升提供參考。

關(guān)鍵詞：船舶;機(jī)械維修;理論;維修技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：U672 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）20-0147-02

Abstract： The continuous improvement of the level of shipbuilding in China has made important contributions to promoting the development of shipping， river transportation， military and other fields in our country. According to the different nature of the use of the ship， its components will have certain differences. No matter what kind of use of the ship， in order to ensure the safety and stability of ship navigation， it is necessary to have perfect mechanical maintenance technology as a guarantee. This paper first expounds the theory of ship machinery maintenance， and then analyzes the current situation and future development trend of ship machinery maintenance technology， in order to provide reference for promoting the level of ship machinery maintenance in our country.

Keywords： ship; mechanical maintenance; theory; maintenance technology

隨著我國(guó)綜合國(guó)力的增強(qiáng)，船舶制造也逐漸向大型化、專(zhuān)業(yè)化、快速化、智能化和數(shù)字化的方向發(fā)展，為促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，保障國(guó)土安全作出了重要貢獻(xiàn)。由于船舶的航行環(huán)境比較惡劣，所以船舶機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行時(shí)會(huì)受到磨損、海水腐蝕、風(fēng)吹日曬等各種因素的影響而發(fā)生故障，從而威脅到船舶航行的安全性和可靠性。這就需要加強(qiáng)對(duì)船舶機(jī)械設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，因?yàn)榇暗氖褂眯再|(zhì)不同，所以對(duì)機(jī)械設(shè)備的精密性和可靠性有不同的要求標(biāo)準(zhǔn)，這就需要船舶維修人員要詳細(xì)了解船舶機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行原理以及常見(jiàn)的故障類(lèi)型，然后有針對(duì)性的制定維修計(jì)劃。通過(guò)對(duì)船舶機(jī)械維修理論的分析，能夠更加明確機(jī)械維修的方向和內(nèi)容，再與船舶機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中常見(jiàn)故障相結(jié)合，采取有效的維修技術(shù)措施，可有效提升船舶機(jī)械設(shè)備維修效率。

1 船舶機(jī)械維修的相關(guān)理論

對(duì)船舶機(jī)械設(shè)備的維修理論進(jìn)行分析，有利于最大限度的降低機(jī)械設(shè)備的故障發(fā)生幾率，提高機(jī)械維修效率，為船舶的安全穩(wěn)定航行創(chuàng)造有利條件。

1.1 可靠性維修理論

可靠性維修主要是指船舶機(jī)械設(shè)備在特定的時(shí)間和條件下，能夠保持其各項(xiàng)功能的正常運(yùn)行，主要包括固有可靠性、使用可靠性和環(huán)境適應(yīng)性三個(gè)部分。固有可靠性主要是指機(jī)械設(shè)備在設(shè)計(jì)階段具有的可靠性指標(biāo)，使用可靠性主要是指機(jī)械設(shè)備在制造及使用過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的可靠性，環(huán)境適應(yīng)性主要是指機(jī)械設(shè)備在特殊的環(huán)境中能夠靈活適應(yīng)的可靠性。通過(guò)對(duì)可靠性維修理論的分析，可為維修人員進(jìn)行主動(dòng)維修提供有利的參考依據(jù)。維修人員可對(duì)機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)參數(shù)、運(yùn)行過(guò)程中的故障信息、主要功能、運(yùn)行環(huán)境等信息進(jìn)行收集，然后確定機(jī)械設(shè)備的故障率、故障密度、平均壽命等可靠性衡量指標(biāo)，然后對(duì)機(jī)械設(shè)備可能存在的安全隱患進(jìn)行總結(jié)，通過(guò)主動(dòng)維修的方式控制安全隱患的根源，最大程度的避免安全事故的發(fā)生。

1.2 全壽命周期維修理論

船舶機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障的原因較多，在零部件的設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用、淘汰等各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)備的性能、安全性和可靠性有不同程度的影響，且同一個(gè)零部件在不同的時(shí)間階段和使用環(huán)境下，都會(huì)表現(xiàn)出不同的故障特征。為了確保船舶機(jī)械設(shè)備能夠長(zhǎng)期安全穩(wěn)定的運(yùn)行，需要重視全壽命周期維修理論，將維修工作貫穿于機(jī)械設(shè)備的整個(gè)壽命周期中。為了切實(shí)保證全壽命周期維修理論的落實(shí)，需要船舶的建造企業(yè)和使用方的共同配合。在船舶設(shè)計(jì)制造過(guò)程中就應(yīng)該對(duì)機(jī)械設(shè)備在使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的故障類(lèi)型進(jìn)行預(yù)判，然后在設(shè)計(jì)上進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，對(duì)于設(shè)計(jì)中不可避免的缺陷，建造企業(yè)需要與使用方進(jìn)行深入的溝通和交流，以確保機(jī)械設(shè)備在使用過(guò)程中能夠得到有效的預(yù)防和維護(hù)。在船舶機(jī)械設(shè)備投入使用后，可以采用先進(jìn)的設(shè)備監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)，對(duì)易發(fā)生故障的部位采用狀態(tài)監(jiān)測(cè)，能夠?qū)崟r(shí)獲取各零部件的運(yùn)行狀態(tài)，既能夠減少故障的發(fā)生，又能夠?yàn)榭焖僭\斷故障部位提供有效的參考依據(jù)，提高維修效率。

2 船舶機(jī)械維修技術(shù)

2.1 狀態(tài)監(jiān)測(cè)維修技術(shù)

在船舶進(jìn)行遠(yuǎn)洋航行的過(guò)程中，如果機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障，將會(huì)直接影響到船舶航行的安全性和可靠性。為了減少機(jī)械設(shè)備故障的發(fā)生幾率，需要制定嚴(yán)格的機(jī)械維修措施，可采用狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以提前發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備潛在的安全隱患，及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理，避免機(jī)械故障影響到船舶航行的安全性。目前應(yīng)用于船舶機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)主要包括油液分析法、振動(dòng)分析法和熱力參數(shù)分析法，油液分析法主要是通過(guò)對(duì)機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑油中磨損微粒的濃度、形狀及大小的變化、優(yōu)質(zhì)的變化、含鐵量的變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以此來(lái)判斷機(jī)械設(shè)備的磨損程度，并且在發(fā)生故障時(shí)能夠判斷出故障點(diǎn)，為機(jī)械設(shè)備的維修提供決策依據(jù)。振動(dòng)分析法主要是通過(guò)對(duì)船舶機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)頻譜和頻率進(jìn)行分析，以此判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。熱力參數(shù)分析法是通過(guò)對(duì)船舶機(jī)械設(shè)備運(yùn)行時(shí)熱力參數(shù)的變化來(lái)判斷設(shè)備的工作狀態(tài)。狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提高預(yù)防性維修技術(shù)水平的提升，最大程度的避免機(jī)械故障的發(fā)生。

2.2 維修技術(shù)和方法的選擇

在船舶機(jī)械設(shè)備實(shí)際維修工作中，維修范圍較廣，零部件種類(lèi)和數(shù)量較多，所以需要根據(jù)船舶的用途以及機(jī)械設(shè)備的功能采取適宜的維修技術(shù)和方法。在清洗不同的機(jī)械設(shè)備時(shí)，需要對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行原理、精準(zhǔn)度、注意事項(xiàng)等有詳細(xì)的了解，然后采用適宜的清洗工具和方法進(jìn)行清洗。對(duì)于破損零部件的修復(fù)，需要根據(jù)其所處的位置、功能、性能、精確度要求等來(lái)確定具體的維修技術(shù)和方法。比如對(duì)于精確度要求不高以及可重復(fù)使用的設(shè)備而言，可以采用噴涂或者電鍍的維修方式，但是對(duì)于精度和技術(shù)要求較高的設(shè)備維修，可采用激光熔覆的維修技術(shù)。所以維修技術(shù)的選擇應(yīng)該遵循適用可靠的原則，既能夠保證維修效率，又能夠保證維修質(zhì)量。

2.3 實(shí)現(xiàn)再制造與實(shí)時(shí)維修的3D打印技術(shù)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，3D打印技術(shù)由于較多的優(yōu)點(diǎn)在制造領(lǐng)域獲得了較高的評(píng)價(jià)，將3D打印技術(shù)應(yīng)用于船舶再制造和實(shí)時(shí)維修中，能夠顯著提升機(jī)械維修效率，降低機(jī)械維修成本，為船舶的安全航行奠定良好的基礎(chǔ)。在大型船舶的遠(yuǎn)洋航行中，如果機(jī)械零部件發(fā)生故障需要及時(shí)搶修時(shí)，由于受到維修技術(shù)、運(yùn)行環(huán)境以及零部件存儲(chǔ)等方面的限制，會(huì)影響到維修的質(zhì)量和效率。如果采用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行零部件的修復(fù)，因?yàn)樵诹悴考闹圃旃に嚭托迯?fù)工藝中存在一定的差異性，所以修復(fù)后的零部件性能會(huì)有所下降，不利于機(jī)械設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。而利用3D打印技術(shù)進(jìn)行零部件的修復(fù)，可以逐點(diǎn)進(jìn)行數(shù)字化修復(fù)，能夠高效控制成形合金的成分和組織，確保零部件性能的穩(wěn)定性。尤其是在大型化和專(zhuān)業(yè)化的船舶機(jī)械設(shè)備中，有很多造價(jià)高、精度高的零部件，如果零部件受損急需進(jìn)行高質(zhì)量的維修。采用3D打印技術(shù)進(jìn)行機(jī)械維修，具有速度快、穩(wěn)定性強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，而且還能夠減少船舶中易損零件的庫(kù)存量，減輕船舶的部分載荷。由于3D打印機(jī)的投入成本高，且在技術(shù)上還存在一些瓶頸，所以目前還沒(méi)有廣泛應(yīng)用于船舶再制造和實(shí)時(shí)維修中。但是隨著技術(shù)難關(guān)的攻克以及成本的降低，未來(lái)將會(huì)成為我國(guó)船舶機(jī)械設(shè)備維修的主要發(fā)展趨勢(shì)。

2.4 RFID技術(shù)在器材和機(jī)械設(shè)備維修中的可視化應(yīng)用

在用于作戰(zhàn)類(lèi)的艦船中，武器裝備及機(jī)械設(shè)備的戰(zhàn)損消耗較大，所以需要有快速精準(zhǔn)的器材維修保障體系，為快速恢復(fù)武器裝備的戰(zhàn)斗力和艦船的安全航行提供基礎(chǔ)保障。對(duì)器材和機(jī)械零部件的高效管理是提供維修保障的基礎(chǔ)，由于武器裝備和機(jī)械零部件的種類(lèi)和數(shù)量較多，所以為器材保障工作帶來(lái)一定的難度。RFID作為一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我國(guó)的各個(gè)領(lǐng)域中。只需要在器材包裝上安裝電子標(biāo)簽和電子封簽，就能夠?qū)ζ鞑倪M(jìn)行長(zhǎng)期的跟蹤識(shí)別和管理，實(shí)現(xiàn)器材管理的全過(guò)程可控化。RFID技術(shù)具有信息存儲(chǔ)空間大、自動(dòng)識(shí)別、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、安全性高、不易損壞、防電磁干擾、壽命長(zhǎng)、體積小等優(yōu)點(diǎn)，所以在器材和零部件的可控化管理中應(yīng)用，能夠有效提高管理效率。根據(jù)RFID技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，可以建立器材可視化管理系統(tǒng)，通過(guò)可視化管理系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)追蹤到每種器材和零部件的位置及狀態(tài)，這也為武器裝備和機(jī)械設(shè)備維修工作帶來(lái)巨大的便利。根據(jù)可視化系統(tǒng)的應(yīng)用，機(jī)械維修人員能夠?qū)ξ淦餮b備以及艦船中機(jī)械設(shè)備的使用狀態(tài)有更加詳細(xì)的了解，然后通過(guò)數(shù)據(jù)分析能夠制定出更加完善的維修計(jì)劃，提高維修機(jī)械設(shè)備的維修效率。

3 結(jié)束語(yǔ)

船舶是進(jìn)行海上活動(dòng)重要的交通工具，只有保證船舶自身的質(zhì)量，才能夠切實(shí)發(fā)揮船舶的航行價(jià)值。由于船舶的使用性質(zhì)不同，所以在整體構(gòu)造和機(jī)械裝備的精密度等方面存在很大的差異性。這就需要船舶機(jī)械維修人員，不僅要熟練掌握機(jī)械維修的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，還要根據(jù)船舶的實(shí)際情況提高自身的維修技術(shù)水平。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，很多先進(jìn)的維修技術(shù)逐漸應(yīng)用于船舶機(jī)械設(shè)備維修中，比如3D打印技術(shù)以及可視化技術(shù)等。先進(jìn)機(jī)械維修技術(shù)的應(yīng)用，不僅提高了維修效率，同時(shí)也降低了船舶機(jī)械設(shè)備故障的發(fā)生幾率，減少了船舶機(jī)械維修的成本，為船舶的安全可靠運(yùn)行創(chuàng)造了有利的條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫超.試論船舶機(jī)械設(shè)備維修保養(yǎng)中的常見(jiàn)故障及排除方法[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（24）：153-154.

[2]李正.船舶機(jī)械設(shè)備維修保養(yǎng)環(huán)節(jié)的常見(jiàn)故障與排除措施[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2019（9）：185-186.

[3]李仕泰.論船舶修理技術(shù)工藝應(yīng)用與改進(jìn)方案[J].中國(guó)設(shè)備工程，2019（12）：42-43.