船舶機(jī)械設(shè)備中的常見故障及處理方法分析

高瞻

摘 要：船舶機(jī)械設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性直接影響著正常航運(yùn)任務(wù)，需要了解設(shè)備運(yùn)行中常見故障和處理方法，確保船舶機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。本文先對(duì)船舶機(jī)械設(shè)備故障檢測(cè)與診斷進(jìn)行論述，并對(duì)常見船舶機(jī)械故障分析和處理方法進(jìn)行探討，可供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：船舶機(jī)械設(shè)備;故障;分析方法;處理措施

1引言

在經(jīng)濟(jì)全球化的大背景下，海上貿(mào)易與聯(lián)系需要通過航舶來(lái)實(shí)現(xiàn)，但船舶機(jī)械設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行過程中難免會(huì)出現(xiàn)故障，直接影響著運(yùn)輸效率。這就需要采用先進(jìn)的船舶故障檢測(cè)與診斷技術(shù)，掌握船舶運(yùn)行過程中常見故障的分析方法，確保船舶機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。

2船舶機(jī)械設(shè)備故障檢測(cè)與診斷

2.1振動(dòng)分析法

在眾多的船舶故障診斷方法中，振動(dòng)分析法應(yīng)用的最為廣泛，可以對(duì)船舶柴油發(fā)動(dòng)機(jī)故障進(jìn)行診斷與分析，具有診斷速度快，準(zhǔn)確率高等優(yōu)點(diǎn)。是通過對(duì)正常機(jī)械設(shè)備與異常機(jī)械設(shè)備動(dòng)態(tài)特性不同進(jìn)行故障判斷的方法，采集特定部位振動(dòng)位移、速度和加速度等信號(hào)，再對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行分類加工、處理，去除掉信號(hào)噪聲，然后提取出故障特征信息，從分析振動(dòng)信號(hào)的強(qiáng)度、變化方式等，來(lái)分析機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和故障模式。結(jié)合機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)作用出判斷并制定應(yīng)對(duì)措施，預(yù)測(cè)設(shè)備還可以持續(xù)運(yùn)行多長(zhǎng)時(shí)間，如何徹底消除運(yùn)行故障。

對(duì)氣閥漏氣振動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)與診斷時(shí)，需要實(shí)時(shí)采集氣閥漏氣振動(dòng)狀況，獲取到詳細(xì)的振動(dòng)時(shí)間差、振動(dòng)變化規(guī)律等，通過監(jiān)測(cè)與分析來(lái)判斷是否存在漏氣。對(duì)主軸承位置故障進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，采用倒頻譜與功率譜方法來(lái)對(duì)主軸承進(jìn)行全面評(píng)估，分析此位置是否存在磨損并確定出磨損程度。對(duì)活塞與缸套振動(dòng)情況進(jìn)行檢測(cè)，可以判斷出該位置是否存在嚴(yán)重磨損，結(jié)合功率譜峰值檢測(cè)方式，分析活塞與缸套是否存在異常振動(dòng)，當(dāng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)振動(dòng)幅度超過正常范圍，表明該位置存在嚴(yán)重磨損。

2.2油液分析法

磨損在船舶機(jī)械設(shè)備中較為常見，油液分析可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備故障預(yù)見性管理。船舶油液有潤(rùn)滑油和液壓油，潤(rùn)滑油是對(duì)機(jī)械傳動(dòng)部件的潤(rùn)滑，避免出現(xiàn)干磨而導(dǎo)致元件損壞，多采用強(qiáng)制潤(rùn)滑方式，通過潤(rùn)滑油泵加壓后進(jìn)行潤(rùn)滑。液壓油為液壓元件提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)液壓缸、液壓馬達(dá)等元件運(yùn)行，在油液管路中合理位置安裝油液質(zhì)量傳感器，可以分析油液污染程度和光譜走勢(shì)等檢測(cè)指標(biāo)，根據(jù)油液是否出現(xiàn)變質(zhì)、污染程度、油液泄漏、光譜分析等，判斷是否存在著潛在故障。

2.3熱力參數(shù)分析法

船舶柴油機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，經(jīng)常運(yùn)行在惡劣環(huán)境下，需要長(zhǎng)時(shí)間在高負(fù)荷下運(yùn)行，如果發(fā)生故障將會(huì)影響船舶的正常航行。柴油機(jī)熱力工作參數(shù)中含有潛在的故障信息，通過分析熱力參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的提前診斷。對(duì)排氣溫度、潤(rùn)滑油溫度、潤(rùn)滑油壓力、冷卻系統(tǒng)進(jìn)出口溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等進(jìn)行檢測(cè)，通過對(duì)熱力參數(shù)變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障識(shí)別與分析，柴油機(jī)氣缸壓力包含的信息經(jīng)較多，通過計(jì)算可以判斷了指示功、壓力升高率和壓縮壓力等，可以診斷出燃燒質(zhì)量和每個(gè)汽缸是否存在功率平衡。

3常見船舶機(jī)械故障分析

3.1螺旋槳故障

螺旋槳為船舶提供推動(dòng)力，將柴油發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生能量變換為前進(jìn)動(dòng)能，如果螺旋槳出現(xiàn)運(yùn)行故障則無(wú)法正常前進(jìn)。螺旋槳如果被漁網(wǎng)纏繞則會(huì)導(dǎo)致輸出力矩變大，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷會(huì)顯著增加，存在著憋停柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的可能，嚴(yán)重情況下會(huì)使軸系或槳葉受損、變形，還會(huì)導(dǎo)致軸系振動(dòng)噪音變大。如果檢測(cè)到軸系存在沖擊信號(hào)，則表明軸系存在運(yùn)行異常，這就需要停機(jī)檢查螺旋槳。螺旋槳與附屬部件接觸點(diǎn)在槳轂與艉軸保護(hù)罩位置時(shí)，會(huì)導(dǎo)致軸系振動(dòng)而產(chǎn)生較大的噪聲，進(jìn)行檢查維修時(shí)應(yīng)該確保該部位具有足夠大的間距，臨近槳轂保護(hù)罩進(jìn)行適當(dāng)切除，避免存在接觸摩擦。螺旋槳斷裂會(huì)使船舶失去平衡，船體會(huì)產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，多是由于螺旋槳制造材料性能不夠、存在鑄造缺陷、槳葉存在嚴(yán)重腐蝕或變形，槳葉重心不穩(wěn)失衡導(dǎo)致敲擊到艉軸，需要對(duì)槳葉進(jìn)行修復(fù)和校正。

3.2水密壁水密性不良

船舶水密壁水密不良主要體現(xiàn)在艙壁存在孔洞，多是由于船舶設(shè)備制造材料性能不良而產(chǎn)生的扭曲與變形，折口回彎引起的艙壁孔洞。在進(jìn)行船舶制造時(shí)，由于放線打孔存在偏差，后續(xù)打孔時(shí)沒有對(duì)多余孔洞進(jìn)行修復(fù)。船舶機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果不存在艙底觸礁、不承受外力，孔洞不會(huì)對(duì)船舶前進(jìn)產(chǎn)生影響，但如果艙底漏水則會(huì)導(dǎo)致孔洞為水進(jìn)入船體提供通道，易產(chǎn)生船舶沉沒。

3.3應(yīng)急換舵失靈

船舶運(yùn)行時(shí)會(huì)面對(duì)多種不確定性因素，如果遇到突發(fā)狀況需要應(yīng)急換舵，才能避免突發(fā)狀況引起船體損壞，確保船舶安全行駛。換舵失靈多是由于沒有配置備用油泵引起，船舶多采用電動(dòng)或液壓舵機(jī)，相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求配置滿足同樣操作的舵機(jī)設(shè)備，可以滿足交換運(yùn)行與使用，如果出故障以后可以及時(shí)切換到備用舵機(jī)，而如果沒有配置備用舵機(jī)設(shè)備則會(huì)出現(xiàn)操作失靈問題。

3.4柴油機(jī)拉缸

柴油機(jī)為船舶運(yùn)行提供動(dòng)力，如柴油機(jī)運(yùn)行異常則無(wú)法正常行駛。柴油機(jī)運(yùn)行時(shí)存在摩擦音，轉(zhuǎn)速下降直至停機(jī)，曲軸箱冒煙且冷卻水與尾氣溫度升高，多是由于柴油機(jī)拉缸導(dǎo)致的。柴油機(jī)拉缸多是沒有定期更換潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑油性能下降引起的，如果操作失誤也易引起柴油機(jī)拉缸。需要定期檢測(cè)柴油機(jī)潤(rùn)滑油品質(zhì)，檢查潤(rùn)滑油高度是否合理，定期更換柴油機(jī)潤(rùn)滑油。

4船舶機(jī)械設(shè)備常見故障處理方法

4.1螺旋槳故障的處理措施

螺旋槳為船舶機(jī)械前進(jìn)動(dòng)力來(lái)源，但由于螺旋槳結(jié)構(gòu)復(fù)雜且精密，如果受損進(jìn)行修復(fù)存在著較大的難度，大多采以直接更換的方式。如果船舶進(jìn)行時(shí)螺旋槳產(chǎn)生可修復(fù)故障，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)入船塢進(jìn)行維修，防止螺旋槳故障導(dǎo)致嚴(yán)重通行事故，如果出現(xiàn)不可維修故障則及時(shí)更換。換新或維修后的螺旋槳應(yīng)該下水進(jìn)行檢驗(yàn)，檢測(cè)槳葉是否達(dá)到精度、螺距、槳距等指標(biāo)要求，船舶達(dá)到安全通行標(biāo)準(zhǔn)要求后方可以繼續(xù)使用。

4.2船舶水密壁功能障礙解決措施

檢查船舶水密壁時(shí)發(fā)現(xiàn)存在孔洞，應(yīng)該及時(shí)組織人員進(jìn)行修復(fù)。同時(shí)，在船舶制造時(shí)應(yīng)該做好材料質(zhì)量控制，避免材料不合格導(dǎo)致水密壁出現(xiàn)質(zhì)量問題，在加工制作時(shí)還需要做好質(zhì)量監(jiān)督，質(zhì)量檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)存在孔洞的水密壁應(yīng)該按不合格產(chǎn)品處理。如果在加工制造時(shí)需要對(duì)水密壁開孔，需要保證開孔位置準(zhǔn)確并控制好開孔質(zhì)量。艙底水管安裝可提升艙底水系統(tǒng)穩(wěn)定性，需要合理設(shè)置水管參數(shù)。

4.3備用油泵組的解決方法

如果應(yīng)急舵機(jī)失靈是缺少備用油泵組所致，可以通過安裝備用油泵來(lái)解決。油泵運(yùn)行異常也可能是隔離故障引起的，為了有效解決該故障，可以將船舶系統(tǒng)轉(zhuǎn)移至油泵組，使備用動(dòng)力設(shè)備用于解決突發(fā)問題，確保順利實(shí)現(xiàn)應(yīng)急轉(zhuǎn)舵。

4.4柴油機(jī)拉缸問題的處理

船舶工作人員應(yīng)該了解潤(rùn)滑油性能，選擇與船舶機(jī)械設(shè)備使用所需的潤(rùn)滑油，掌握柴油機(jī)技術(shù)參數(shù)，通過上述指標(biāo)來(lái)選擇性能價(jià)比高的潤(rùn)滑油。加強(qiáng)對(duì)柴油機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的檢查，定期更換潤(rùn)滑油，柴油機(jī)啟動(dòng)后先進(jìn)行預(yù)潤(rùn)滑，避免潤(rùn)滑不良加大柴油機(jī)負(fù)荷，導(dǎo)致零部件出現(xiàn)損壞。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，船舶機(jī)械設(shè)備運(yùn)行時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)故障，為了保證船舶的正常使用，需要掌握故障分析方法，根據(jù)實(shí)際情況制定處理方法，可以及時(shí)排除故障并保證船舶機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性，做好故障預(yù)防工作，提高船舶設(shè)備的使用效率。

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