船舶檢驗中常見機械故障及處理措施

田振興 袁朝義 張三華

摘要：作為水上運輸?shù)闹匾ぞ?，船舶對于運輸來說發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，為了保障船舶運輸?shù)陌踩?，在船舶企業(yè)發(fā)展過程中，勢必要檢查船舶機械故障，定期進(jìn)行維護(hù)，從而減少安全事故的發(fā)生。一旦船舶在運轉(zhuǎn)過程中發(fā)生故障，不僅會對船舶運行產(chǎn)生一定影響，而且會危及船員的生命。本文針對船舶檢驗中的常見機械故障進(jìn)行分析，對船舶設(shè)備故障診斷的重要性加以研究，分析船舶機械設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中常出現(xiàn)的部分故障，并提出了相應(yīng)的處理辦法，為船舶設(shè)備的正常運行提供一定的參考和借鑒。

Abstract： As an important tool of water transportation， ships play a vital role in transportation. In order to ensure the safety of ship transportation， in the process of the development of ship enterprises， it is bound to check ship mechanical faults and maintain them regularly， so as to reduce the occurrence of safety accidents. Once the ship breaks down during operation， it will not only have a certain impact on the ship operation， but also endanger the lives of the crew. This paper analyzes the common mechanical faults in ship inspection， studies the importance of ship equipment fault diagnosis， analyzes some common faults in the operation of ship mechanical equipment， and puts forward corresponding treatment methods， so as to provide some reference for the normal operation of ship equipment.

關(guān)鍵詞：船舶液壓設(shè)備;船舶機電設(shè)備;液壓舵機;船舶檢驗

Key words： marine hydraulic equipment;ship electromechanical equipment;hydraulic steering gear;ship survey

中圖分類號：F407.474 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2022）03-0133-03

0 ?引言

船舶機械設(shè)備在實際運行過程中，由于受到外界環(huán)境和內(nèi)部環(huán)境等多方面的影響，會造成機器產(chǎn)生故障，會對整個船舶運輸行業(yè)產(chǎn)生不利影響，也會影響船舶企業(yè)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。根據(jù)目前我國船舶機械的運行情況，可以總結(jié)出船舶機械出現(xiàn)故障的原因有很多，不僅包含了建造材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、工作人員在日常檢查過程中不到位等等，而且還包含了機械零部件磨損、缺少備用油泵組等等。本文在分析中主要對船舶檢驗中常見機械故障進(jìn)行分析，并且提出了故障處理的措施。

1 ?船舶機械設(shè)備故障維修的必要性及故障類型

1.1 船舶機械設(shè)備故障維修的必要性

船舶設(shè)備的故障較為復(fù)雜，并且呈現(xiàn)多樣化和多元性的特點，在對船舶設(shè)備進(jìn)行檢查過程中，需要對不同的故障進(jìn)行區(qū)分，防止不同故障交叉在一起，如果產(chǎn)生交叉問題，維修的難度是比較大的。第一，在正常運轉(zhuǎn)過程中，如果部分船舶零部件不能靈敏的進(jìn)行工作，會對整個系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，因此需要保障船舶機械系統(tǒng)的各個零部件正常運轉(zhuǎn)。第二，引起液壓設(shè)備發(fā)生故障的原因也比較多，在對液壓進(jìn)行日常檢查過程中，需要對機械故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行綜合分析，找到引起故障的真正原因，及時采取有效措施加以解決。第三，分析船舶設(shè)備的故障原因需要借助一定的船舶操作技巧，船舶設(shè)備出現(xiàn)故障與人為的操作經(jīng)驗有關(guān)，也與人為的反應(yīng)速度有關(guān)，如果因操作不當(dāng)會產(chǎn)生一定故障，也會影響設(shè)備的使用時間。

1.2 船舶設(shè)備的故障類型

①動作類。

當(dāng)船舶設(shè)備處于高負(fù)荷的運轉(zhuǎn)過程中，設(shè)備處于負(fù)載運行狀態(tài)，在轉(zhuǎn)向或改道過程中會出現(xiàn)一定故障。

②電氣類。

當(dāng)配電板無法送電或者出現(xiàn)線路短路的問題，會造成接線器出現(xiàn)松動，產(chǎn)生電氣類問題。

③壓力類。

當(dāng)參數(shù)和數(shù)據(jù)不符合壓力值的設(shè)計要求時，壓力表會產(chǎn)生一定問題，無法進(jìn)行調(diào)節(jié)，造成壓力不穩(wěn)定等故障。

④其他故障類型。

2 ?船舶檢驗中常見的機械故障

2.1 液壓舵機不能回舵

在船舶設(shè)備運行過程中，會出現(xiàn)舵機滿舵而無法運轉(zhuǎn)的情況，造成船舶不能回中，而且?guī)в写潭穆曇?。在此時需要駕駛員將舵機進(jìn)行轉(zhuǎn)向，從而緊急剎車，避免船舶發(fā)生安全事故，造成這一系列故障的主要原因在于對多級轉(zhuǎn)向的發(fā)電側(cè)線圈有所損壞，也有可能是破壞了控制線路，從而造成駕駛臺電位器出現(xiàn)故障，駕駛員應(yīng)該將舵機轉(zhuǎn)向，備用舵機設(shè)備是保障舵機正常運轉(zhuǎn)的重要設(shè)備，如果發(fā)生一定故障則說明控制線路損壞。如果不是因為舵機房或者駕駛臺定位器故障所造成的，需要通過對于電阻值進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)電阻值與相關(guān)規(guī)定的要求相符，如果也不是控制電閥所造成，那就只有可能是舵柱軸承或者舵柱卡阻所造成的，除了這兩種原因，不會發(fā)出巨大的響聲，需要維修人員及時進(jìn)行維修和保養(yǎng)，讓舵機恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)。

2.2 振動以及噪音

在船舶液壓系統(tǒng)工作過程中，檢查人員如果聽見尖叫聲，通過檢查可以發(fā)現(xiàn)壓力系統(tǒng)保持在4.5-6.5MPa，是會發(fā)出尖叫聲音，如果是因為壓力過大所造成的，壓力會達(dá)到6.5MPa以上，如果發(fā)出連續(xù)噪聲，則往往是由于出口管路的溢流閥上流出的，可以對阻尼孔進(jìn)行替換，伴隨著尖叫聲得消失，可以根據(jù)分析看出，主要問題在溢流閥主閥閥芯上的阻尼孔不斷變大，從而造成閥門上的彈簧壓力變大，產(chǎn)生脈動共振，由此造成噪音的產(chǎn)生，如果阻尼孔變小之后，不會產(chǎn)生共振，噪聲也會消失。

2.3 油溫過高

如果液壓系統(tǒng)出現(xiàn)溫度較高的情況，主要原因有以下方面：第一，泄漏所造成，由于油孔的壓力不斷調(diào)高，一些零部件磨損之后增加了密封空間，造成能量出現(xiàn)失衡的情況。第二，當(dāng)卸荷無法回落時，無法正常進(jìn)行工作系統(tǒng)，不需要油液時，液壓油會從安全閥返回油箱，由此產(chǎn)生大量的熱。第三，油液粘度較高，造成液壓損失較大。第四，散熱性比較差。第五，在轉(zhuǎn)向過程中出現(xiàn)了沖擊的情況，損失了大量的能量，在能量喪失過程中，會產(chǎn)生熱能，液壓系統(tǒng)在傳遞熱能中，主要的途徑是液壓油，因此為了保障系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，應(yīng)該將油溫保持在一個正常范圍內(nèi)。如果油溫過高會影響設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，因此需要依靠科學(xué)合理的方法對油溫進(jìn)行檢測，從而保障機器設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。

2.4 錨機油馬達(dá)運行較慢

在錨機轉(zhuǎn)軸卡阻發(fā)生問題時，會使整個馬達(dá)的運轉(zhuǎn)效率不斷降低，產(chǎn)生這種問題的原因與摩擦聲效有關(guān)，大量的熱量在軸承部位產(chǎn)生，會增加油管的出口油壓，在進(jìn)行檢查時如果沒有發(fā)生這種問題，則可以將這類原因進(jìn)行排除，如果液壓系統(tǒng)進(jìn)入大量的空氣，會進(jìn)行氧化，造成液壓油變質(zhì)，并且造成污染。此外要對油泵的出口放氣閥進(jìn)行檢查。如果發(fā)現(xiàn)大量的泡沫，伴隨著臭味，顏色也會變黑，看到此種情況應(yīng)該對錨機的系統(tǒng)進(jìn)行檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)甲板鋼板等問題出現(xiàn)，應(yīng)該對裝置進(jìn)行冷卻，如果處于密閉空間，油液也會變質(zhì)，降壓油需要進(jìn)行更換，從而將系統(tǒng)中的空氣進(jìn)行排空，恢復(fù)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。

2.5 船舶電子設(shè)備故障

在船舶機械設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中，需要大量的電子設(shè)備，因此需要依靠儀器、儀表等進(jìn)行輔助，也需要對船舶的整體控制加以管理，在主控室的電子設(shè)備中往往會出現(xiàn)線路問題，受到外界環(huán)境等影響會出現(xiàn)故障，一旦電子設(shè)備出現(xiàn)故障，會影響整個船舶的正常運轉(zhuǎn)。此外，作為船舶的供電設(shè)備，在運轉(zhuǎn)過程中往往會產(chǎn)生電壓問題，影響船舶的正常運轉(zhuǎn)。

2.6 船舶機械設(shè)備故障

對于船舶機械設(shè)備來說，需要進(jìn)行不斷的檢驗和診斷，通過故障診斷技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)船舶機械設(shè)備的潛在故障。通過智能化系統(tǒng)給出解決方案，對實際運行狀況能夠及時進(jìn)行監(jiān)控，通過大量傳感器的監(jiān)測情況得出機械設(shè)備的實際運行參數(shù)，當(dāng)故障出現(xiàn)時，能夠直接發(fā)現(xiàn)，對發(fā)生故障的設(shè)備進(jìn)行維護(hù)或更換。

2.7 船舶機電設(shè)備故障

在船舶機械設(shè)備過程中，主要的機電設(shè)備問題包括隱性故障和顯性故障，發(fā)熱等問題會影響機電設(shè)備的運轉(zhuǎn)，因此要對隱性設(shè)備和潛在故障進(jìn)行診斷，發(fā)現(xiàn)機電設(shè)備的潛在危險及時進(jìn)行維護(hù)，保障機械設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。

2.8 船舶各零件建設(shè)材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

目前在我國船舶運輸行業(yè)發(fā)展空間仍然很大，其利潤也是比較可觀的，因此很多企業(yè)投入到船舶事業(yè)的發(fā)展過程中，但是在實際發(fā)展過程中，由于自身發(fā)展理念出現(xiàn)偏差，影響了企業(yè)的發(fā)展效益，因此在對船舶零部件進(jìn)行材料選擇過程中就出現(xiàn)了很多問題，部分質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的零部件流入到船舶建設(shè)之中，使船舶建設(shè)質(zhì)量出現(xiàn)問題，而船舶作為水上運輸?shù)闹匾d體，其安全性不言而喻，如果零部件質(zhì)量不符合要求，就會使整體的船舶質(zhì)量下降，給船員和貨物帶來一定的影響和危害。

2.9 工作人員檢查范圍不全面，工作不到位

由于船舶的零部件組成比較復(fù)雜，其應(yīng)用的實際范圍也比較廣泛，因此在實際過程應(yīng)用的過程中，噴油泵、螺旋槳等零部件也會常常出現(xiàn)問題，這就要求相關(guān)工作人員在日常檢查過程中需要工作細(xì)致，加大零部件的檢查范圍，降低故障發(fā)生的概率，結(jié)合具體實際情況，根據(jù)船舶實際的開展情況，加強對船舶的全方面監(jiān)管，對于船舶的故障要做一個細(xì)致化的檢查，深入實際進(jìn)行管理，從而減少船舶運輸行業(yè)安全事故的發(fā)生。

3 ?處理船舶機械設(shè)備故障的措施

3.1 加強對液壓設(shè)備的養(yǎng)護(hù)

對于船舶機器設(shè)備來說，液壓系統(tǒng)是一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)，對于出現(xiàn)的故障原因也應(yīng)該進(jìn)行綜合考量，液壓設(shè)備由于受到外界環(huán)境的影響，應(yīng)該對這些設(shè)備進(jìn)行日常的維護(hù)和保養(yǎng)，加強設(shè)備的安全性和可靠性，延長設(shè)備的使用壽命。當(dāng)液壓設(shè)備出現(xiàn)故障時，應(yīng)該對其進(jìn)行電氣的更換和維修，液壓設(shè)備的故障發(fā)生概率也與使用時間有巨大關(guān)系。液壓設(shè)備的故障主要分為三個時期：第一，耗損時期，第二，早期故障時期，第三，偶然的故障時期。對于這三個時期，都要進(jìn)行不斷的維修和保養(yǎng)，保障液壓設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。

3.2 提高操作人員的技術(shù)和素質(zhì)

提高操作人員的素質(zhì)，能夠?qū)C器設(shè)備的運轉(zhuǎn)發(fā)揮穩(wěn)定作用，第一，進(jìn)一步提高操作人員的綜合素質(zhì)，加強培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，在培訓(xùn)過程中對故障進(jìn)行講解，讓操作人員能夠準(zhǔn)確掌握故障方案的真正原因，對維修的辦法進(jìn)行分析和探討，從而提高解決問題的能力。第二，要對操作人員的水平進(jìn)行定期的考核，加強監(jiān)督和管理，對考核結(jié)果進(jìn)行獎懲，減少液壓設(shè)備發(fā)生故障的概率，提高管理人員的水平，使工作更加順利，防止液壓設(shè)備產(chǎn)生損壞，節(jié)約成本，提高工作效率，保證人員安全。

3.3 信號采集與傳感技術(shù)

對于船舶機械設(shè)備來說，要對故障進(jìn)行診斷。首先要對目標(biāo)信號進(jìn)行監(jiān)測，要實現(xiàn)這一目的，需要大量的傳感設(shè)備進(jìn)行支持，通過傳感技術(shù)能夠獲得船舶機械設(shè)備的實際信息。對船舶機械設(shè)備的運行參數(shù)和性能加以了解，在獲得信息之后進(jìn)行綜合分析，采用數(shù)據(jù)終端技術(shù)對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，最終實現(xiàn)信息采集，在船舶設(shè)備引入完整的系統(tǒng)之后，能夠?qū)Χ鄠€設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行檢測。目前船舶機械設(shè)備的故障點超過幾百個，在近年來隨著遙感技術(shù)和傳感技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖式的傳感技術(shù)得以應(yīng)用，因此提高了船舶故障診斷的效率。隨著信號技術(shù)不斷發(fā)展的同時，引入高速的圖像、圖形顯示技術(shù)，能夠掌握故障的實際狀況，形成圖形，能夠給相關(guān)技術(shù)人員提供反饋，節(jié)省時間，提高維修效率。

3.4 故障機理與故障特征

對于船舶機械設(shè)備的故障診斷來說，要想提高診斷效率，進(jìn)一步提高診斷的科學(xué)性，要對故障的實際發(fā)生情況和形式加以明確，從而對故障能夠進(jìn)行有效的檢測，需要對故障提出相應(yīng)的解決方案，所以在檢測船舶機械設(shè)備過程中需要進(jìn)行大量的研究，根據(jù)故障的發(fā)生特點和類型，以計算機作為基礎(chǔ)，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置并進(jìn)行驗證，為船舶故障的診斷奠定基礎(chǔ)。

3.5 信號處理與特征提取技術(shù)

在故障診斷技術(shù)中，最重要的技術(shù)之一是對相關(guān)信息進(jìn)行采集和整理，需要對信號進(jìn)行放大，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，通過預(yù)處理之后，將信號傳輸?shù)侥M軟件中。能夠通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)檢測，發(fā)現(xiàn)故障的先兆信息，基于此，能夠?qū)收线M(jìn)行有效的預(yù)防，信號提取也是一項重要的技術(shù)之一，根據(jù)傅里葉變換等技術(shù)特點，能夠?qū)y(tǒng)計量、分析方法加以應(yīng)用，形成現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，為故障診斷奠定理論基礎(chǔ)。

3.6 故障識別與智能決策技術(shù)

在控制中心需要對船舶設(shè)備的運行信息狀況加以識別，在識別的基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的解決措施，故障識別的主要作用是對相關(guān)參數(shù)信息進(jìn)行整合，能夠根據(jù)計算機模型評估設(shè)備的運行狀況，發(fā)現(xiàn)潛在故障。通過系統(tǒng)能夠給出故障發(fā)生的原因，進(jìn)行原因的分析和評判。針對目前故障診斷方法過程中出現(xiàn)的問題，能夠及時高效的解決，對故障技術(shù)加以應(yīng)用。目前常常采用的診斷方法包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷法、故障診斷法等等，在實際的船舶故障診斷過程中，為了提高準(zhǔn)確率和科學(xué)性，往往還將其他辦法加以結(jié)合，從而對不同的故障加以應(yīng)用，目前在船舶柴油機等機械設(shè)備的診斷過程中，往往采取的是故障樹法，這種方法比較高效，能夠?qū)Σ裼蜋C的故障加以概括和發(fā)現(xiàn)。

3.7 基于計算機的智能診斷技術(shù)

在上世紀(jì)70年代，計算機技術(shù)得以不斷發(fā)展，在各個領(lǐng)域應(yīng)用的范圍也在不斷擴(kuò)大，基于計算機的計算能力，能夠?qū)Χ喾N復(fù)雜條件加以分析，對于船舶機械設(shè)備來說，可以利用計算機進(jìn)行模擬仿真，了解設(shè)備的實際運轉(zhuǎn)，對發(fā)生故障的原因進(jìn)行分析，采集相關(guān)信息，相關(guān)技術(shù)人員也可以基于相關(guān)參數(shù)和數(shù)據(jù)對故障加以檢修，對故障進(jìn)行排查，基于計算機的模擬診斷系統(tǒng)，設(shè)計了相對完善的診斷方法，引入數(shù)字模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法。借助專家診斷法對機械設(shè)備的實際運行狀況進(jìn)行分析，目前在診斷發(fā)展過程中，常常采用的是故障輸入、鐵譜分析的診斷方法，這種方法能夠在結(jié)合專家系統(tǒng)診斷的基礎(chǔ)上，對相關(guān)信息進(jìn)行整理和分析，對人工智能技術(shù)加以分析，提高診斷效率，提高診斷的精確性。相對于傳統(tǒng)的故障診斷方法來說，效果更好，給船舶故障診斷人員提供便捷，在這一方面，我國也在加強財力和科技的投入，為故障診斷技術(shù)的發(fā)展提供了支持。

3.8 重視對船舶機電設(shè)備的數(shù)據(jù)管理

在對船舶機電設(shè)備故障進(jìn)行診斷過程中，應(yīng)該加強對機電設(shè)備數(shù)據(jù)的管理，以此作為依據(jù)，對船舶機電設(shè)備進(jìn)行綜合分析，診斷故障的技術(shù)人員在對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行檢測過程中，應(yīng)該對機電設(shè)備的資料加以保存，對資料分析的基礎(chǔ)上，分析船舶機電的故障，為未來船舶機電的維修提供參考和借鑒，并且對不同的船舶機電設(shè)備也要加以分類，有助于提升船舶機電設(shè)備數(shù)據(jù)的完整性。

3.9 嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，加強對船舶各部位的檢查工作

首先，應(yīng)該加強對船舶零部件的質(zhì)量把關(guān)，加強對船舶零部件的檢查，確保零部件質(zhì)量是有所保證的。此外，也要加強對各個零部件的日常檢查，在船舶機械設(shè)備使用過程中，螺旋槳作為重要的零部件，一旦發(fā)生故障將會影響船舶的運轉(zhuǎn)速度，在天氣良好的情況下，船舶機械設(shè)備如果發(fā)生問題，工作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)，但是在條件惡劣的情況下難以發(fā)現(xiàn)問題，將會對整個船舶運轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響，因此在對日常檢查過程中要檢查螺旋槳的實際運行狀況，排查異常情況，對船體出現(xiàn)振動或者噪聲等問題要及時的進(jìn)行解決，如果船體在運行過程中出現(xiàn)震動，要降低船舶運轉(zhuǎn)速度，對螺旋槳進(jìn)行更換或維修，通過合理的辦法對螺旋槳的葉片進(jìn)行維修，如果出現(xiàn)裂縫要及時的進(jìn)行維護(hù)。此外，也要加強對其他零部件均衡性的重視，控制好零部件之間的距離，充分滿足船舶的使用需要。

4 ?結(jié)束語

在對船舶液壓設(shè)備故障進(jìn)行分析過程中，需要借助科學(xué)合理的辦法，對故障的原因進(jìn)行總結(jié)和概括，對于難度較大的故障，需要借助精密的診斷技術(shù)。目前，我國對于船舶液壓設(shè)備的診斷技術(shù)還十分簡單，需要不斷提高技術(shù)人員的綜合水平，當(dāng)故障發(fā)生時能夠全面對故障進(jìn)行檢查，找出故障發(fā)生的真正原因，及時采取措施，保證船舶機械設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。

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