船舶輪機設(shè)備故障排除技術(shù)研究

韋良忠

摘 要：船舶輪機設(shè)備是指用于船舶航行、人員作業(yè)等用途的機械設(shè)備以及系統(tǒng)。船舶輪機在使用過程中難免會因外部惡劣環(huán)境或者自然磨損因素而出現(xiàn)故障，這不僅會影響船舶的正常運輸作業(yè)進行，而且還會給人員生命財產(chǎn)安全帶來一定的威脅?；诖耍恼率紫日撌龃拜啓C設(shè)備排除工作的原則，而后以船舶航行中最容易發(fā)生故障現(xiàn)象的柴油機與油泵設(shè)備為主，分析了船舶輪機設(shè)備的故障性質(zhì)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(shè)備的故障維修要點。

關(guān)鍵詞：船舶輪機設(shè)備;常見故障;故障排除技術(shù)

前言：

海上運輸業(yè)是國際服務(wù)貿(mào)易產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，因其龐大的行業(yè)規(guī)模，相應(yīng)而生了一系列相關(guān)業(yè)態(tài)發(fā)展，船舶維護專業(yè)便是其中之一。我國是世界范圍內(nèi)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(wù)。鑒于船舶在貿(mào)易產(chǎn)業(yè)發(fā)揮的重要運輸作用，船舶維護質(zhì)量將直接影響內(nèi)地貿(mào)易效益，所以深入探究船舶輪機設(shè)備的故障排除技術(shù)，是非常具有現(xiàn)實應(yīng)用意義的。

1 船舶輪機設(shè)備故障排除原則

一是熟知輪機設(shè)備的設(shè)計結(jié)構(gòu)與工作原理，為故障維護檢修工作提供理論支撐。當(dāng)故障發(fā)生時，可以對照圖紙分析各個構(gòu)件之間的結(jié)合情況，這樣才能準(zhǔn)確分析輪機設(shè)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(xiàn)象按性質(zhì)大體分為如下幾種，共用型交點故障，當(dāng)兩個相對獨立的機械裝置單元組成完整的控制系統(tǒng)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(xiàn)象，例如舵機的油泵液壓伺服機構(gòu)被卡塞時，會影響船舶舵機的正常轉(zhuǎn)向;隔離性交點故障，主要是以熱失控、壓力失控的故障現(xiàn)象為主，兩個安裝位置相近，但功能完全獨立的機械系統(tǒng)在本應(yīng)該被隔離開的不同工作介質(zhì)下，因機械部件破損出現(xiàn)熱交換，例如低壓系統(tǒng)的超載、溫度異常升高等，均屬于此類故障性質(zhì);只要明確了故障排除思路，就可以根據(jù)故障現(xiàn)象判斷故障性質(zhì)，從而有針對性地排查輪機設(shè)備的具體故障部件。

三是要發(fā)揮好信息優(yōu)勢，縮短故障持續(xù)時間。船舶維修任務(wù)是一項十分追求效率的工作，尤其是臨時性質(zhì)的維護更是如此。所以技術(shù)人員可以借助船舶輪機設(shè)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(yōu)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(shè)備常見故障與排除技術(shù)

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(nèi)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(fā)生。這種故障現(xiàn)象的主要表現(xiàn)在船舶航行過程中出現(xiàn)動力不足現(xiàn)象，且經(jīng)過檢查后未發(fā)現(xiàn)介質(zhì)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(fù)運動過程中受內(nèi)能膨脹的氣體順著活塞與缸體之間的縫隙逸散，使氣缸內(nèi)的壓縮壓力大幅降低，造成了柴油機系統(tǒng)內(nèi)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(huán)在彎曲連桿的不良傳動狀態(tài)下，產(chǎn)生了同軸度偏差，這樣往復(fù)的偏缸運動就會與氣缸內(nèi)壁產(chǎn)生較大的摩擦力，導(dǎo)致氣缸內(nèi)壁出現(xiàn)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(fā)生脫落，竄出后成為了氣缸內(nèi)的異物，在活塞繼續(xù)運動時也會劃傷拉傷柴油機的內(nèi)壁。除此以外，活塞環(huán)由于長期未清理，表面積碳導(dǎo)致上端突出量增加，也容易出現(xiàn)拉缸故障現(xiàn)象。

2.1.2 爆缸

柴油機爆缸故障通常發(fā)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?qū)е虏裼蜋C溫度升高至異常狀態(tài)，此時負責(zé)傳動的活塞受熱膨脹會卡死在柴油機的缸體內(nèi)，此時動力飛輪會被鎖死，也就是柴油機停止運轉(zhuǎn)。而柴油機內(nèi)能持續(xù)增加的條件下，缸體循環(huán)的水體溫度升高，柴油機的內(nèi)部壓力會繼續(xù)增大，當(dāng)突破一定極限壓力時，就會徹底破壞柴油機的機械結(jié)構(gòu)。嚴(yán)重時會造成柴油機活塞桿彎曲或斷裂，甚至?xí)鸩裼蜋C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(zhuǎn)的機械設(shè)備，主要工作原理是由發(fā)動機的曲軸帶動下部的凸輪機進行運轉(zhuǎn)。在長期連續(xù)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(huán)系統(tǒng)性能越來越差，直至完全停止運轉(zhuǎn)導(dǎo)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(xiàn)松動或者進油管破損。這樣樣當(dāng)油泵運轉(zhuǎn)狀態(tài)抽入空氣時，就會導(dǎo)致油液內(nèi)部出現(xiàn)氣泡乳化，使油箱加油口出現(xiàn)大量的溢出泄漏問題，這樣的問題不僅會導(dǎo)致油泵動力失效，還會污染周邊臨近的輪機設(shè)備。

二是油泵設(shè)備存在嚴(yán)重的內(nèi)漏問題，例如油泵殼體與零件的齒頂異常偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生沖突碰撞，導(dǎo)致油泵軸套的工裝表面嚴(yán)重磨損，最終使凸輪的齒間距被拉大，出現(xiàn)密封預(yù)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(fā)現(xiàn)油泵運行時出現(xiàn)較為清脆的異常噪聲與不規(guī)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(dǎo)致油泵加壓腔的壓力油泄漏留回吸油腔，產(chǎn)生了異常狀態(tài)的內(nèi)循環(huán)，從而導(dǎo)致油缸內(nèi)部無法形成高壓。這樣的故障問題在排除時，技術(shù)人員可以聽見高壓油液流入低壓腔體時發(fā)出的“嘶嘶”聲，且卸壓片表面會發(fā)現(xiàn)被高壓油沖刷發(fā)亮的部位。

2.3 設(shè)備水油分離及排除

船舶輪機設(shè)備是一個大型的高壓共軌系統(tǒng)，需要一個水油分離器來濾清柴油的水與雜質(zhì)，若是在長期運作下出現(xiàn)故障停轉(zhuǎn)，就會導(dǎo)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(dǎo)致其封堵卡死，從而致使船舶發(fā)動機出現(xiàn)動力故障問題。水油分離器故障問題若是不及早發(fā)現(xiàn)，還容易進一步導(dǎo)致發(fā)動機銹蝕報廢，從而出現(xiàn)動力裝置異常制動停車的故障現(xiàn)象。所以設(shè)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(jù)發(fā)動機的動力損失異常問題來進行具體的排查處理[2]。當(dāng)行駛路程與時間條件允許的情況下，發(fā)現(xiàn)船舶動力不足的現(xiàn)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(yè)途中，突發(fā)航速降低、舵機轉(zhuǎn)向速度降低的問題。經(jīng)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(fù)設(shè)備原有性能為目的的停航維修。首先相關(guān)人員檢查柴油機發(fā)動機部位，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機存在大量熱蒸汽，同時汽缸蓋部位出現(xiàn)異常高溫現(xiàn)象。經(jīng)過分析判斷認為船舶輪機設(shè)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(xiàn)扭傷斷裂，說明活塞頭不存在同軸偏缸運轉(zhuǎn)，由此說明主要故障點位不發(fā)生在柴油機本身。而后繼續(xù)對下游設(shè)備進行排查時，發(fā)現(xiàn)主油泵循環(huán)水體溫度參數(shù)異常升高，說明柴油機異常高溫現(xiàn)象是受到油泵的熱傳導(dǎo)影響，且觀察到油泵設(shè)備發(fā)出金屬碰撞的異物響動聲以及轉(zhuǎn)動不平穩(wěn)現(xiàn)象。于是停止船舶輪機，拆卸油泵設(shè)備發(fā)現(xiàn)油泵此前更換過的軸套端面過粗，使密封圈周圍出現(xiàn)了拉傷深溝，于是更換修復(fù)了故障的軸套與油缸密封圈，使船舶動力恢復(fù)到了原有的動力水平。而分析輪機設(shè)備的構(gòu)造功能，可以得知舵機突然不來舵的故障是獨立發(fā)生的，因此隨后檢查發(fā)現(xiàn)，控制舵機轉(zhuǎn)向的另一處油泵外部的液壓伺服變量裝置被焊渣卡死，經(jīng)過雜物清理后復(fù)位，舵機轉(zhuǎn)舵功能恢復(fù)正常[3]。

結(jié)語：綜上所述，想要更好地完成船舶設(shè)備故障的檢修維護工作，就需要相關(guān)技術(shù)人員熟知船舶設(shè)備的運行原理與構(gòu)造，明晰故障原因，并根據(jù)故障現(xiàn)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(yīng)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(nèi)讓船舶恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，而且還可以徹底排查故障源，避免類似故障現(xiàn)象短期再次發(fā)生。

參考文獻：

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

[2]陳麗衛(wèi).船舶輪機設(shè)備故障排除技術(shù)分析[J].科學(xué)大眾（科學(xué)教育），2019， （05）：199.

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