楊加力

（浙江國際海運職業(yè)技術(shù)學院 航海工程學院，浙江 舟山 316021）

0 引言

分油機是船舶上重要的機械設(shè)備，是船舶燃油（滑油）的重要凈化裝置，它位于船舶整個燃油（滑油）的系統(tǒng)鏈中，用于分離燃油（滑油）中的水分或者雜質(zhì)。分油機的工作狀態(tài)直接關(guān)系到船舶主動力裝置的工作狀態(tài)和使用壽命，甚至影響船舶的航行安全，但在實際工作當中，由于船舶所配備分油機數(shù)量有限，使其工作強度大、工作條件惡劣，所分離的燃油（滑油）品質(zhì)較差等缺點經(jīng)常導致分油機出現(xiàn)各種各樣的故障，分油機跑油就是其中之一。而引起分油機跑油的故障有很多，輪機員怎么能夠快速地尋找出跑油原因并解決問題，直接關(guān)系到設(shè)備的有效運行，甚至是船舶的航行安全。

1 故障案例與分析

2011年11月5日，筆者所工作的Seoul輪出現(xiàn)3#分油機跑油警報，分油機型號Alfa-laval-S型，經(jīng)過仔細檢查發(fā)現(xiàn)在排渣口有油流出，出水口正常，進而確定為分油機排渣口跑油。而此時分油機的排油壓力正常，工作電流穩(wěn)定，排渣口漏油量較少。

分油機跑油是分油機最常見的故障之一，可以分為出水口跑油和排渣口跑油或二者兼具。由于分油機的轉(zhuǎn)速、密封、比重環(huán)等因素影響，導致分油機的跑油可能有很多原因。根據(jù)分油機的故障特點，輪機員首先關(guān)停分油機，并重新手動啟動分油機，在建立水封等過程中一切正常，當開始分油一段時間后，再一次出現(xiàn)排渣口跑油的現(xiàn)象。輪機員進而做以下方面檢查：檢查分油機的高置水箱，發(fā)現(xiàn)水位正常。檢查工作水供水電磁閥，發(fā)現(xiàn)電磁閥可以正常工作。檢查分油機的加熱溫度，工作水管路等均處于正常狀態(tài)。[1]可見故障是由分油機內(nèi)部引起，遂對分油機進行拆檢?？紤]到是排渣口跑油，主要針對浮動底盤、配水管路上的部件、密封等進行檢查。在拆檢的過程中發(fā)現(xiàn)配水裝置的控制閥（Pilot Valve）上的O型密封圈存在嚴重的裂紋，而其他位置并未發(fā)現(xiàn)異常，于是更換O型密封圈，重新啟動分油機，故障解決。在本次查找故障的過程中，由于沒有針對性，導致查找故障時工作量大，耗費了大量的時間，筆者考慮可以通過故障樹分析法計算出分油機跑油的原因概率，然后根據(jù)概率情況有針對性地查找分油機跑油的原因。

2 運用FTA對于分油機跑油故障的分析

2.1 故障樹分析法

FTA（Fault Tree Analysis）故障樹分析法是現(xiàn)在應(yīng)用于航天、電子、機械、化工等領(lǐng)域的重要分析方法，其特點是直觀、明了，在分析過程中思路清晰，邏輯性較強，同時還可以做定性分析，也可以做定量分析與計算。[2]體現(xiàn)了以系統(tǒng)工程方法研究安全問題的系統(tǒng)性、準確性和預(yù)測性，它是安全系統(tǒng)工程的主要分析方法之一。

FTA 分析法的主要步驟可分為：（1）熟悉系統(tǒng)；（2）調(diào)查事故；（3）確定頂上事件；（4）確定目標值；（5）調(diào)查原因事件；（6）畫出故障樹；（7）故障分析；（8）事故發(fā)生概率；（9）比較；（10）結(jié)果分析。因為引起分油機跑油的原因有許多種，所以考慮應(yīng)用FTA分析法對分油機跑油進行分析。首先確定頂上事件為分油機跑油，頂上事件的表示符號用，中間事件的表示符號用，底事件的表示符號，或門的表示符號，與門的表示符號。

2.2 故障樹的建立

經(jīng)過對分油機系統(tǒng)的熟悉以及發(fā)生分油機跑油事件的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)了26種可能導致分油機跑油的基本事件 X1、X2、X3……X26，如表1所示。而這 26種基本事件又組成了 3種中間事件 G1、G2、G3，由 G1、G2、G3中的一種導致頂事件T發(fā)生，建立分油機跑油的故障樹如圖1所示：

表1 故障樹字母含義

圖1 分油機跑油的故障樹

2.3 故障概率的計算

故障樹各級之間由相關(guān)的邏輯門組成，包括“與門”、“或門”等。由故障樹分析法可知，分油機跑油的頂事件為最不期望發(fā)生事件，根據(jù)各個事件的獨立性前提下，可得出分油機跑油系統(tǒng)中的一些薄弱環(huán)節(jié)，根據(jù)事件的布爾代數(shù)運算法則，通過相應(yīng)的計算可以得出系統(tǒng)的故障函數(shù)，計算出系統(tǒng)的最小割集和所有底事件的集合。這些底事件可以導致頂事件發(fā)生，那么我們把這些底事件叫做割集，最小割集數(shù)就是故障發(fā)生可能數(shù)。[3]

（1）與門的故障函數(shù)如式（1）：

由故障樹的結(jié)構(gòu)式可得出布爾代數(shù)式：

由以上分析可知，故障樹的最小割集的數(shù)量為N=22個，即有22種故障模式可以引起分油機跑油，分別為：[X1][X2][X3][X4][X5][X6][X7][X8][X9][X10][X11][X12X13X14X15X16][X17][X18][X19][X20][X21][X22][X23][X24][X25][X26]。

根據(jù)最小割集的數(shù)量分析，在分油機故障中人為因素所占比重較大，其中有[X1][X2][X3][X4][X7][X8][X9][X10][X12][X17][X18][X19][X20][X22]定義為n1=14個，工作水和水封水故障有[X6][X22]定義為n2=2個，控制系統(tǒng)故障有 [X6][X25][X26]定義為n3=3個，其中導致分油機排渣口和出水口都跑油的故障是[X12X13X14X15X16]定義為n4=1個，其余為分油機本身在使用中的一些偶然故障。

根據(jù)與門和或門的故障函數(shù)計算：

分油機本身在使用中的一些偶然故障概率為1-（63.6%+9%+13.6%+4.5%）=9.3%，最終可得出頂事件發(fā)生的故障概率人為因素所占比重最大為63.6%。

2.4 運用故障樹進行案例分析與總結(jié)

Seoul輪出現(xiàn)的故障為排渣口跑油而出水口正常，根據(jù)故障樹分析法首先檢查導致排渣口跑油[X17][X18][X19][X20][X21][X22][X23][X24][X25][X26]中的人為因素，即：[X17][X18][X19][X20][X22]，所以馬上可以找到故障原因[X19]，在很短的時間內(nèi)就能發(fā)現(xiàn)導致故障的原因，并及時進行修理。如果不是人為因素導致的，那么可以根據(jù)發(fā)生故障的的概率依次對控制系統(tǒng)、工作水、水封水等進行檢查，最終查找出故障的原因。這樣就節(jié)省了大量的時間，避免了重復工作或者是檢查過程中出現(xiàn)遺漏，為輪機員對分油機跑油的故障處理提供方便。這樣就能快速、及時地處理分油機跑油這一復雜的問題，確保主機正常使用，保障船舶的航行安全。

3 分油機跑油常見故障的操作注意事項和維護保養(yǎng)要求

當輪機員發(fā)現(xiàn)分油機跑油時，可以根據(jù)故障現(xiàn)象以及FTA分析法中發(fā)生概率較大事件作為首先檢查對象進行檢查，逐級排除，這樣在查找故障過程中就能夠更快速、準確的找到問題所在。

（2）或門的故障函數(shù)如式（2）：

出水口跑油操作步驟為：首先注意檢查是否為人為因素導致的跑油，重點檢查[X1][X2][X3][X4][X7][X8][X9][X10][X12][X17][X18][X19][X20][X22]；其次注意檢查水封水系統(tǒng)，重點檢查[X4][X6]；再次注意檢查控制系統(tǒng)，重點檢查[X2][X3][X6]；最后檢查分油機內(nèi)部零件情況。

排渣口跑油操作步驟為：首先注意檢查是否為人為因素導致的跑油，重點檢查[X12][X17]；其次注意檢查工作水系統(tǒng)，重點檢查[X17][X18][X19][X22]；再次注意檢查控制系統(tǒng)，重點檢查[X25][26]；最后檢查分油機內(nèi)部零件情況。

分油機平時維護保養(yǎng)主要根據(jù)FTA分析法中出現(xiàn)故障概率較大的地方進行，如注意檢查分油機滑油液位和油質(zhì)、兩種水（水封水、工作水）的情況、加熱器的加熱情況、分油機的轉(zhuǎn)速情況、零件的工作狀況、拆卸和安裝的正確性、控制系統(tǒng)狀態(tài)、輪機員操作的正確性等。[4]

4 結(jié)束語

故障樹分析法的應(yīng)用，為輪機員尋找分油機跑油故障節(jié)省了大量的時間。在輪機員對船舶分油機進行維護與管理時，也可以根據(jù)故障概率分析出重點檢查和保養(yǎng)內(nèi)容，保證提前預(yù)防故障發(fā)生。相信隨著大家對分油機跑油故障研究的不斷深入，分油機跑油故障的檢修技術(shù)必將取得重大進步。

[1]蔡艷,張斌,王一峰.船用分油機故障與對策[J].設(shè)備管理與維修,2011(10):2-3.

[2]劉歡.船舶柴油機故障診斷中故障樹的應(yīng)用[J].硅谷,2011(20):1-2.

[3]李軍.ALFA-LAVAL型分油機常見故障分析和排除[J].今日科苑,2011(22):2-3.

[4]張記超,陸虎.Westfalia OSD 35型分油機及其UNITROL系統(tǒng)[J].航海技術(shù),2011(4):3-4.