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船舶机械设备维修保养中的常见故障及处理研究

2021-12-14代学思

科学技术创新 2021年34期
关键词:油泵螺旋桨阀门

代学思

(威海海警局,山东威海 264200)

船舶机械运行不畅问题,包括螺旋桨故障、油水分离装置功能失效等,对船舶平稳运行带来了一定干扰作用,甚至会延长工期,引发严重的船舶事故,威胁着船舶人员安全。因此,以船舶机械设施为视角,加强保养运维,给出合理的抢修保养建议,制定针对性故障防治方案,以减少船舶机械设施故障问题,确保船舶各部分设备运行有序,带动船舶事业发展。

1 常见故障

1.1 转舵失灵

1.1.1 故障表现。船舶有路线更改、方向调动的运行需求时,会使用航行舵予以控制。然而,在多数情况下,设备表现出性能故障时,会形成较为严重的经济损失问题,甚至会引发较大规模的设备事故。

1.1.2 故障成因。产生此种故障的关联因素有:油泵、控制电路。在船舶中,含有两组舵机油泵,相应控制电路配有两路,均装设在设备周边,便于驾驶室发出命令,促使设备完成相应操作。如果一组泵性能受损,另一组泵会在短时间内投入生产状

况[1]。

1.2 螺旋桨动力失效

螺旋桨运行失效时,会引起船舶整体动力不足,相应下降船舶运行速度,造成驾驶路线发生偏离。在此种情况下,船舶驾驶人员需要增加行船速度,船舶在动力不足的情况下,整体船只会处于失稳状态。

1.3 管路故障

1.3.1 故障表现。在船舶压载位置装设的水管路,用于调控压载,维持船舶运行状态,使其吃水深度稳定。在压载水管路运行有故障时,在船舶平衡性调控方面,会受到一定影响,由此引起船舶倾斜、船舶漏水等问题。

1.3.2 故障应急处理。在发生此种故障问题时,需要及时操作进出位置阀门,将其关闭处理,再进行排水。

1.3.3 故障成因。一般情况下,发生水管路故障的因素有:其一,管路布设混乱;其二,管路对应的管码分布不合理;其三,船舶振动幅度较大,引起管码固定性欠佳;其四,船舶结构发生改变等。

1.4 断水抱缸

1.4.1 故障常见特点。断水抱缸故障问题,多见于设备试运行。

1.4.2 试航注意事项。在试航时,试航人员严格遵守行船规定,落实水温检测,检查喷油泵运行状态。

1.4.3 故障表现。在断水抱缸故障发生时,水温会在短时间内处于沸腾状态,此时飞轮运转能力欠佳,喷油泵与螺旋桨运行表现出失稳现象。

1.4.4 故障的应急处理。拆开柴油设备,此时活塞与缸套连接不畅,在泥沙阻塞挤压作用下,会增加断水抱缸的故障程度。因此,故障应急处理时,抢修人员需要对活塞与缸套进行调整,使其咬合关系有所改变。

1.5 油水分离装置运行不畅

船舶中装设油水分离装置的数量较多,各类系统装置中分离器在运行失效时,造成的设备影响表现出差异性。多数情况下,油水分离装置运行故障问题,对发动机运行构成了一定威胁。此种故障作用下,设备无法启动。

1.6 液压系统故障类型

1.6.1 压力异常。在船舶设备系统中,管道位置会留出若干个压力检测点,便于压力异常检测,判断液压系统运行情况。

1.6.2 速度异常。速度控制阀门、节流控制阀门,逐一进行调整。在试航时,保障阀门使用速度处于正常区间。

1.6.3 响应异常。操作各个方向转换阀门,测定设备响应状态的正常性,及时确定异常阀门,合理规划阀门动作次序,准确排查异常。

2 故障检测方法

2.1 对比法

2.1.1 检测思路。当电路板有故障表现时,采取替换处理方式,选择型号相同、性能较好的器件,进行更换。更换后,再运行查看故障。如果在更换后,故障问题仍然存在,继续进行其他位置的故障检查。

2.1.2 检测应对方法。对于船舶中极易受损的器件、电子板,采取备用方法,在发生故障时,及时更换。

2.2 经验判断法

2.2.1 检测思路。对于机械设备开展各项运维保养工作时,辅以有效的故障分析、设备状态记录工作。以建档形式,准确记录机械设备的故障表现、消除方法,形成检修日志,增加检修经验。

2.2.2 经验判断。在发生相同故障问题时,结合原有的检修经验,给予高效判断。必要时借助先进性仪器,辅助检测。

3 故障消除方法

3.1 合理启用备用油泵

3.1.1 应对转舵失灵问题,运维养护人员需对油泵组进行重构分布,同时进行备份。在油泵组运行不畅时,由备份组进行补充,保持转舵能力。

3.1.2 针对油泵不充足的船舶,在油泵组布设完成时,查看安装位置的准确性,确保安装行为规范。

3.1.3 有效检查油泵运行性能,排查潜在故障问题。

3.1.4 油泵组在运行时,运维养护人员需要全面落实设备管理工作,减少质损问题。在发生质损问题时,合理调换备用油泵[2]。

3.2 消除螺旋桨动力失效问题

在船舶行驶速度不足、航线方向失准时,应对船舶装置与部件,逐一进行性能检查。

3.2.1 检查螺旋桨时,查看其装设位置的规范性,检测其性能有无质损问题。

3.2.2 在检查期间,如果螺旋桨属性不达标、距离附件较远,应暂停船舶运行,采取螺旋桨的更换措施。

如图1 所示,船舶螺旋桨的动力分布示意图。图中F1表示船舶行动的前进动力,F2表示动力输送装置,包括内燃机与柴油机两种设备的供应力量,α、β、θ 对应是各组船舶螺旋桨的位置角度,单位为度;n 表示桨直径大小,单位为米,K 表示环境参数,大小取决于海水流动情况。

图1 多桨类型船舶的螺旋桨动力分布图

3.3 水管线路的重构分

3.3.1 合理布设水管线路,确保系统安装、部件间隙规划规范。

3.3.2 检查线路的排水性,以阀门、闸箱等位置为主要检查方向。

3.3.3 检查吸水管路的运行能力,保证其管路独立性与安全性。

3.3.4 装设位于仓底的线路,给予严格检查,确保线路连接紧密。

如图2 所示,为船舶真空泵的结构分布图,a 表示底脚,b 对应的是真空度调节阀门,c 表示进气管,d 表示吸气孔,e 表示橡皮阀,f 表示排气装置,g 对应排气孔,u 表示输水孔。

图2 船舶真空泵结构图

如图3 所示,是重构管路时管子支撑间距设计方法。

图3 管子支撑设计示意图

3.4 消除断水抱缸问题

3.4.1 全面检查零部件性能,对于质量欠佳的部件,给予更换处理。

3.4.2 检查柴油设备的运行能力,全部清除柴油设备的内置泥沙,调整喷油泵设施,使缸套与活塞使用有序。

3.4.3 添加新的润滑油,减少磨损。

3.4.4 动态监控功率与转速,维持柴油设备运行能力。

3.5 油水分离装置的运维方法

污水排出装置、添加防污管路,有效去除分离装置中积存的油污,减少设备堵塞。

如图4 所示,是污水排放装置结构示意图,用于增强油水分离装置运行性能。此设备过滤装置材质为不锈钢,设备运行压力最大值为1.0mpa,设备运行温度介于1.5 与65 摄氏度之间,排污时可设成手动/自动。

图4 污水排放装置结构示意图

3.6 液压系统故障处理

3.6.1 故障预防

3.6.1.1 维持液压油清洁性。选择性能达标的油品,减少液压系统受污染可能性。在系统运行时,辅以润滑剂使用。液压油清洁性不足的原因如表1 所示。

表1 液压油清洁性不足的原因

3.6.1.2 杜绝液压油中有空气混入。液压装置中的液压油,并不具有可压缩属性,系统装置内的空气,具有一定压缩性。如果船舶柴油设备液压装置中,混入了一定量的空气,会有碍于柴油设备运行[3]。

3.6.1.3 合理控制液压油温。通常情况下,液压装置内部的燃烧温度保持在60 摄氏度。在液压装置运行时,合理进行油温控制,能够减少油温升高问题。

3.6.2 液压装置故障现象及其处理方法

液压各类故障的处理方法如表2 所示。

表2 液压装置故障现象及其处理方法

综上所述,船舶机械设备运行在相对特殊工况下,设备的大部分面积,直接与海水接触,极易发生设备性能老化、外观腐蚀等问题。加强运维保养工作,及时排查船舶机械设备的潜在问题,合理消除船舶设备故障。由于船舶所用的机械设备,在结构方面表现出复杂性。在日常运维保养时,需要加强隐患处理,制定有效的运维保养方案,合理使用监测技术,维护船舶运行安全。

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