船舶輪機設備故障排除技術研究

韋良忠

摘 要：船舶輪機設備是指用于船舶航行、人員作業等用途的機械設備以及系統。船舶輪機在使用過程中難免會因外部惡劣環境或者自然磨損因素而出現故障，這不僅會影響船舶的正常運輸作業進行，而且還會給人員生命財產安全帶來一定的威脅。基于此，文章首先論述船舶輪機設備排除工作的原則，而后以船舶航行中最容易發生故障現象的柴油機與油泵設備為主，分析了船舶輪機設備的故障性質與排障方法。最后以某地船舶集團有限公司的單次船舶運維記錄為例，說明船舶輪機設備的故障維修要點。

關鍵詞：船舶輪機設備;常見故障;故障排除技術

前言：

海上運輸業是國際服務貿易產業的重要組成部分，因其龐大的行業規模，相應而生了一系列相關業態發展，船舶維護專業便是其中之一。我國是世界范圍內超一流的“修船”大國，分散各地的港口船廠承接了全球約有71%的船舶修理任務。鑒于船舶在貿易產業發揮的重要運輸作用，船舶維護質量將直接影響內地貿易效益，所以深入探究船舶輪機設備的故障排除技術，是非常具有現實應用意義的。

1 船舶輪機設備故障排除原則

一是熟知輪機設備的設計結構與工作原理，為故障維護檢修工作提供理論支撐。當故障發生時，可以對照圖紙分析各個構件之間的結合情況，這樣才能準確分析輪機設備功能受損的原因，初步判斷大體故障點位。

二是需要建立明確的故障排除思路，船舶輪機故障現象按性質大體分為如下幾種，共用型交點故障，當兩個相對獨立的機械裝置單元組成完整的控制系統時，高級控制裝置的故障可能會引起受控機械裝置的故障現象，例如舵機的油泵液壓伺服機構被卡塞時，會影響船舶舵機的正常轉向;隔離性交點故障，主要是以熱失控、壓力失控的故障現象為主，兩個安裝位置相近，但功能完全獨立的機械系統在本應該被隔離開的不同工作介質下，因機械部件破損出現熱交換，例如低壓系統的超載、溫度異常升高等，均屬于此類故障性質;只要明確了故障排除思路，就可以根據故障現象判斷故障性質，從而有針對性地排查輪機設備的具體故障部件。

三是要發揮好信息優勢，縮短故障持續時間。船舶維修任務是一項十分追求效率的工作，尤其是臨時性質的維護更是如此。所以技術人員可以借助船舶輪機設備的運行歷史信息，縮短故障排除的耗時。例如翻閱船舶輪機的故障維修記錄，優先檢查此前進行拆修或更換過的部件配合問題。

2 船舶輪機設備常見故障與排除技術

2.1 柴油機故障及排除

2.1.1 拉缸

拉缸故障是柴油機的內部故障，通常在柴油機年久失修或者更換過氣缸、活塞、氣缸套等部件后容易發生。這種故障現象的主要表現在船舶航行過程中出現動力不足現象，且經過檢查后未發現介質泄漏問題。其故障原理是柴油機活塞與氣缸之間的密封性能受到影響，在往復運動過程中受內能膨脹的氣體順著活塞與缸體之間的縫隙逸散，使氣缸內的壓縮壓力大幅降低，造成了柴油機系統內的動能損失。柴油機拉缸故障的原因有許多中，例如活塞、活塞環在彎曲連桿的不良傳動狀態下，產生了同軸度偏差，這樣往復的偏缸運動就會與氣缸內壁產生較大的摩擦力，導致氣缸內壁出現了被劃傷的深溝，影響缸體的氣密性[1]。再例如活塞銷的卡簧在運行過程中發生脫落，竄出后成為了氣缸內的異物，在活塞繼續運動時也會劃傷拉傷柴油機的內壁。除此以外，活塞環由于長期未清理，表面積碳導致上端突出量增加，也容易出現拉缸故障現象。

2.1.2 爆缸

柴油機爆缸故障通常發生在惡劣天候或者長時間運行過程中，由于裝置外部的原因導致柴油機溫度升高至異常狀態，此時負責傳動的活塞受熱膨脹會卡死在柴油機的缸體內，此時動力飛輪會被鎖死，也就是柴油機停止運轉。而柴油機內能持續增加的條件下，缸體循環的水體溫度升高，柴油機的內部壓力會繼續增大，當突破一定極限壓力時，就會徹底破壞柴油機的機械結構。嚴重時會造成柴油機活塞桿彎曲或斷裂，甚至會引起柴油機引擎蓋冒煙起火，帶來巨大的危害后果。

2.2 油泵故障及排除

油泵是依靠動力源進行運轉的機械設備，主要工作原理是由發動機的曲軸帶動下部的凸輪機進行運轉。在長期連續運行條件下，油泵的機械零件容易因磨損而開裂或者變形，使得油泵的循環系統性能越來越差，直至完全停止運轉導致船舶停航。故障原因主要有三種：

一是油泵的進油管部位存在泄漏點位，例如進油管的接頭出現松動或者進油管破損。這樣樣當油泵運轉狀態抽入空氣時，就會導致油液內部出現氣泡乳化，使油箱加油口出現大量的溢出泄漏問題，這樣的問題不僅會導致油泵動力失效，還會污染周邊臨近的輪機設備。

二是油泵設備存在嚴重的內漏問題，例如油泵殼體與零件的齒頂異常偏轉產生沖突碰撞，導致油泵軸套的工裝表面嚴重磨損，最終使凸輪的齒間距被拉大，出現密封預壓縮動力不足的問題。這樣的問題除了油泵動力不足以外，還會發現油泵運行時出現較為清脆的異常噪聲與不規律機械振動。

三是卸壓密封圈老化破損的問題。船舶維修窗口期較長時，由于油缸的卸壓密封圈年久失修，導致油泵加壓腔的壓力油泄漏留回吸油腔，產生了異常狀態的內循環，從而導致油缸內部無法形成高壓。這樣的故障問題在排除時，技術人員可以聽見高壓油液流入低壓腔體時發出的“嘶嘶”聲，且卸壓片表面會發現被高壓油沖刷發亮的部位。

2.3 設備水油分離及排除

船舶輪機設備是一個大型的高壓共軌系統，需要一個水油分離器來濾清柴油的水與雜質，若是在長期運作下出現故障停轉，就會導致燃油通入柴油機時水分汽化，冒出陣陣白煙。而水蒸氣在附著在高壓噴油嘴上，容易導致其封堵卡死，從而致使船舶發動機出現動力故障問題。水油分離器故障問題若是不及早發現，還容易進一步導致發動機銹蝕報廢，從而出現動力裝置異常制動停車的故障現象。所以設備水油分離故障屬于一種典型的共用交點型故障，它需要根據發動機的動力損失異常問題來進行具體的排查處理[2]。當行駛路程與時間條件允許的情況下，發現船舶動力不足的現象時，盡量第一時間停機拆卸水油分離器的濾清裝置，檢查其是否存在異物通過。

3 故障實例

某地船舶重工集團有限公司的一艘中尾機型船在完成海上運輸作業途中，突發航速降低、舵機轉向速度降低的問題。經過對航行路程與時間條件進行分析，決定開展以臨時性恢復設備原有性能為目的的停航維修。首先相關人員檢查柴油機發動機部位，發現發動機存在大量熱蒸汽，同時汽缸蓋部位出現異常高溫現象。經過分析判斷認為船舶輪機設備存在熱失控的問題。排查柴油機氣缸部位未見明顯損傷，活塞桿未出現扭傷斷裂，說明活塞頭不存在同軸偏缸運轉，由此說明主要故障點位不發生在柴油機本身。而后繼續對下游設備進行排查時，發現主油泵循環水體溫度參數異常升高，說明柴油機異常高溫現象是受到油泵的熱傳導影響，且觀察到油泵設備發出金屬碰撞的異物響動聲以及轉動不平穩現象。于是停止船舶輪機，拆卸油泵設備發現油泵此前更換過的軸套端面過粗，使密封圈周圍出現了拉傷深溝，于是更換修復了故障的軸套與油缸密封圈，使船舶動力恢復到了原有的動力水平。而分析輪機設備的構造功能，可以得知舵機突然不來舵的故障是獨立發生的，因此隨后檢查發現，控制舵機轉向的另一處油泵外部的液壓伺服變量裝置被焊渣卡死，經過雜物清理后復位，舵機轉舵功能恢復正常[3]。

結語：綜上所述，想要更好地完成船舶設備故障的檢修維護工作，就需要相關技術人員熟知船舶設備的運行原理與構造，明晰故障原因，并根據故障現象與歷史維護信息驗證故障判斷猜想，從而有針對性地開展對應的處理辦法。有針對性地開展故障維護工作，不僅可以在最短的時間內讓船舶恢復正常運轉狀態，而且還可以徹底排查故障源，避免類似故障現象短期再次發生。

參考文獻：

[1]胡仁云.船舶輪機設備故障排除技術分析[J].船舶物資與市場，2020， （10）：79-81.

[2]陳麗衛.船舶輪機設備故障排除技術分析[J].科學大眾（科學教育），2019， （05）：199.

[3]袁亮.船舶輪機管理和養護方法分析[J].中國設備工程，2022，（03）： 57-58.6FDEB495-6E50-473B-A28C-C4EB674A4737