輪機工程測試技術研究

林海清

摘 要：本文結合實際思考，首先簡要分析了輪機工程測試技術的主要內容，其次對輪機工程測試技術的確定船舶內燃機運行方向、加強船舶管路設計、增強安裝與調試工作、強化輪機維修力度的應用方式進行闡述，使輪機工程能夠在水下正常運行，通過測試的方式提高輪機轉動環節的穩定性，從而實現對輪機運行測試成果的價值推廣。以期對相關部門的各項工作有所幫助。

關鍵詞：輪機;工程;測試技術

引言：

現如今，水下作業工程相對較多，大型水輪機設備已成為海上的常見設備，使各部門逐漸提高對其的要求，使輪機工程迎來了新的挑戰并通過測試技術來測定輪機的運行系統，增加信息技術、數據技術以及自動化技術在其中的應用，提高輪機工程的安全性能，確保此項工程的實際運行效率以及安全性，增加各項設備在水中的辨識率，進而促進輪機工程測試技術的進一步發展。

一、輪機工程測試技術的主要內容

輪機工程測試技術所涉及的內容較多，但基本可規劃為能量測試、流部件磨損及侵蝕程度測試、零部件力特性測試、運行穩定測試。在實際船舶運行期間由于長期經受到水力的輕視，需運用測試的方式避免在其運行期間出現故障，賦予輪機國內工程新要求。測試工作人員可制定統一的檢測標準，由專業技術人員對各項指標進行檢測，使其具備相應的測試經驗，運用分析、結果審計的方式來保證輪機工程測試結果的穩定性、真實性以及可應用性。例如：在三峽原型水輪機初試期間，工作人員需掌握船舶內燃機運行方向，增加傳感器的應用，確保所選用工具滿足輪機工程的標定要求，增加在船舶中的測點設置，安裝傳感器并制定信號處理方案，避免各項操作環節存在紕漏，一旦某環節出現不足，則需進行試驗結果比對，以保證各機組的正常運行，了解在輪機測試工程中的阻礙因素有。

二、輪機工程測試技術的應用方式

在輪機工程測試環節出力試驗、效率試驗、振動擺度試驗、壓力脈動試驗、廠房振動試驗、動應力試驗等皆為所需測試的環節，我們可根據船舶的停機狀態對其方向、管路、安裝與調試以及輪機維修環節進行操作，根據振動原因分析的方式，實現對導流板狀態的測定，運用加固修補的方式，對比修復前后輪機的運行狀態。同時對試驗機組、內部測點設置、試驗項目等提出更好的要求，確保輪機工程測試技術能夠發揮出其實際作用。

（一）確定船舶內燃機運行方向

以船舶內燃機方向為例，可通過輪機測試的方式，確定穩定運行區（綠色區）、禁止運行區（紅色區）、限制運行區的實時狀態（黃色區），利用真機試驗的方式，把控各區內輪機的實時狀態，以最為平穩的區間參數為例，控制好水力共振模式，避免出現異常振動、卡門渦共振等問題。這樣可將輪機內部壓力脈沖控制在4%以內，保證機組共振工作的順利開展，使振動幅值被控制在允許限度內。使此區域水輪機的水力條件得以穩定，避免在傳播恢復正常期間，機組內部出現不穩定現象、若該區域未出現水力共振等異常狀況，則需將壓力脈沖進行調整，將其規劃在做大限度為6%，則最小限度為4%，使機組振動值在可操作范圍內，確定標準允許值，通過測點的方式保證此區域振動頻率及脈動主頻在規定范圍內，這樣方可保證尾水管渦帶頻率，實現對輪機工程的測試。再者可從材料疲勞的角度進行分析，根據材料運行期間的疲勞狀態（如延緩疲勞、低頻較高、裂紋等）確定輪機的可運行區域，測定機組短時間內是否可以正常運行。

另外，若輪機效率較低，則水力條件也相對較差，那么壓力脈沖則不可超過5%，增加測點的設置，避免出現超過振動幅值的現象，確定測試頻率相對復雜的區塊，控制好主頻避免出現過于突出的現象。這樣方可實現對轉頻率及高頻率的區塊測量。若存在轉輪區，則可控制好進口水流的脫流、撞擊現象，避免在葉道渦內出現不良水力。一旦壓力脈沖較大，則會造成大規模的振動，不利于輪機工程測試技術的應用，可控制好整體動應力，使機組可以在內部順利運行，避免出現疲勞現象縮短輪機使用年限，以確定水輪機是否可以在此區域運行及是否方便船舶內燃機的使用及維修工作開展，進而確定船舶內燃機運行方向[1]。

（二）加強船舶管路設計

掌握輪機工程的運行過程，確定船舶柴油機是由何種零件制造，利用船舶設計圖紙審閱，柴油機圖紙測定的方式，分析零部件的結構工藝、編制柴油機零件加工工藝，以測定在輪機工程中的各項參數，確保船舶柴油機的裝配與調試工作能夠順利開展，利用測試技術賦予船舶裝置安裝動力。例如：結合實際工廠制造方式進行分析，了解柴油機裝配工藝及編制制流程，結合指導書進行調整，利用磨合試驗的方式，將船舶運行狀態與出廠期間狀態進行對比，提高輪機的基礎性能，以檢驗報告的方式對此工程進行檢測，保證船舶軸系、管路連接設計、定位安裝以及其他銜接工作的順利開展。這樣即可根據船舶動力裝置運行狀態、修理狀態及維護狀態排除故障，運用擬定船舶輪機工程的方式，規避引水管道的破損問題，使壓力動脈能夠正常運行，通過模型比對的方式，提高試驗結果的真實性、可行性，以保證此項目滿足運行要求，提高輪機工程的整體質量，運用性能驗收試驗、升降水試驗以及啟動試驗的方式進行反復試驗，維持船舶管理設計要求，促使機組的真實性能可以展現出來，實現對電網運行環節的調試，增加機組內的穩定性因素，進而保證船舶經營及生產管理工作的順利運行[2]。

增強安裝與調試工作

根據不同輪機的運行狀態，把控其存在機組，使每臺測試完畢的輪機穩定性、能量特性能夠展現出來。因此，可加強對試驗內容的了解，通過開機（自動或手動）-變轉速測試-整體變負荷測試-升勵磁測試-甩負荷試驗-過速及低油壓停機測試的方式，測定每臺機組的性能，規劃出具體機組的運行區域，控制機組振動范圍，給予其新引發的安全性要求，避免在試運行啟動期間出現問題，利用科學的解決方案，實現安裝與調試環節的加強。這樣一來，方可保證在最短時間內將新機組進行調試，有效縮短輪機工程的工期[3]。

（三）強化輪機維修力度

輪機工程運行期間易受到溫度、濕度及被測部件表面變化的影響。因此為強化輪機的維修力度，可運用測試技術測量應變片的電阻值，避免受到過多的溫度影響導致應變材料過于膨脹，控制好被檢測部位的整體溫度，利用伸拉及壓縮的方式，規避虛假應變風險。若轉輪應變測試期間水內過于潮濕，粘貼劑則會出現吸潮現象，造成電阻值驟降，導致讀數漂移或虛假應變的現象出現。所以可增加防潮劑（如石蠟、凡士林等）的應用。這樣方可保證應變值在標準限值內，滿足軸線以及線性分布要求，不易出現測量誤差。通過船舶葉片與上冠連接部位葉片試驗結果比對的方式（具體比對圖如圖一所示），使實測效率曲線不易產生過大變化，進而保證試驗模型的對比工作順利開展，避免在試驗期間出現多的共振現象，提高轉輪葉片的修型工作的實施頻率。一經處理方可避免出現高頻振動問題，使噪聲可基本消失，輔助輪機維修工作的開展。

結論：綜上所述，為保證輪機工程測試技術的順利開展，可制定內部機組啟動調試方案，實現對輪機工程穩定性、能量特性的評測，確保輪機工程測試技術能夠向著新的方向發展。若未落實到位，勢必會對水輪機的轉動產生影響。因此，為增加輪機工程中的安全性因素，可利用輪機工程測試技術為水輪機的運行提供相應的理論依據。

參考文獻：

[1]李昌寬.船舶輪機工程在檢驗中常見問題及對策探析[J].中國設備工程，2022，（01）：181-182.

[2]孫鵬，隋江華.輪機工程專業現代學徒制人才培養模式實踐探索[J].航海教育研究，2021，38（04）：44-47.

[3]林文城.輪機工程技術專業在線教學的探討與思考[J].武漢船舶職業技術學院學報，2020，19（04）：39-42.