謝小偉 張濤松

摘 要：在我國現代化經濟快速發(fā)展之下，交通運輸業(yè)也迎來了飛快的發(fā)展，作為重要交通航運支柱型產業(yè)的船舶行業(yè)也進步迅速。但在其實際的運行中，機械設備故障問題更是層出不窮，在一定程度上嚴重制約著船舶運輸業(yè)的持續(xù)發(fā)展和人們的生命財產安全。船舶機械設備所引發(fā)的故障問題是多方面的，所以要想及時或提前就發(fā)現船舶機械設備所存在的隱患或故障，就當引進其先進的設備狀態(tài)監(jiān)測技術，如此才能更好的做到提前預警，并予以解決，同時也為船舶運輸的安全和可靠運行提供了堅實的保障基礎。

關鍵詞：船舶機械設備；常見故障；狀態(tài)監(jiān)測；診斷方法

引言

船舶運輸中機械設備發(fā)生故障較為常見，因此其故障的檢修與異常狀態(tài)的檢測診斷技術就成為了該行業(yè)中的重要內容。在實際行駛和運輸當中，精準的指出或是提前發(fā)現出船舶機械設備的故障因素，就能夠更好的動態(tài)掌控船舶運轉情況，進而提高船舶運輸的安全性和高效性。基于此，本論文主要就目前我國船舶機械設備的常見故障及其狀態(tài)監(jiān)測與診斷技術進行相應的分析和研究，希望能為船舶業(yè)的健康發(fā)展助力。

1分析船舶機械設備的常見故障

船舶機械設備內部元件結構多元化，十分復雜，同時因為船舶機械作業(yè)時要應對自然氣候變化下的天然環(huán)境，因此對其內部的機械構造性能、元件質量，以及整體作業(yè)效率等方面都有著極高的要求。為了滿足船舶運輸的要求，首先需要確保船舶機械設施的安全運轉，而要達到機械的高效運行，安全作業(yè)也要求機械維修員熟悉故障類別，究其故障出現的因素，從而找出適宜的故障應對的辦法。

結合以往船舶機械設備異常和故障的主要問題分析，得出如下經常發(fā)生故障的部件包括：船舶主機、輔機、柴油機等。而其中最常見的故障就是柴油機出現故障所致，柴油機故障可以說占了總體故障問題的85%。其次是活塞、缸套、氣閥等部件的故障比也比較多，而燃油噴射系統(tǒng)和軸系的故障問題偶有發(fā)生。而導致發(fā)生這些故障的主要原因是：損耗過度、風蝕、機器變形、腐蝕、電路短路、油液滲透、部件鑲嵌錯位、松弛、燃油質量不過關等等。對此分析可知，船舶機械設施故障主因多數是由機械主機出現問題所致，主機系統(tǒng)的異常和故障比較常見，匯總以前的操作經驗可知二沖柴油機有三分之一的機會出現活塞損耗導致部件異常；而四沖柴油機則容易出現軸承因潤滑油不足或潤滑油耗費時沒有及時加入等導致的損耗過度的問題。上述的諸多故障和誘因都要求船舶機械設備開展可行、合理的設備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷等的科學控制手段以引來確保船舶機械的安全和可靠運行。

2船舶機械設備運轉狀態(tài)監(jiān)測技術與故障診斷技術分析

船舶機械設備運轉狀態(tài)監(jiān)測的操作流程分為信號征集、信號處理以及監(jiān)測決策等三大組成部分。而現如今的船舶動力機械狀態(tài)監(jiān)測技術儼然從原本的理論階段向實用化階段過渡，隨之研發(fā)了眾多船舶機械設備的監(jiān)測儀器，比如在線監(jiān)測傳感器及其系統(tǒng)等。近些年來，國際性的科研機構相繼研發(fā)了不少關于船舶機械設備監(jiān)測的狀態(tài)監(jiān)測技術及其有關成果?，F在最常用的船舶動力機械狀態(tài)監(jiān)測方法包括：油液分析監(jiān)測、性能數據監(jiān)測以及振動監(jiān)測等。

在船舶機械設備狀態(tài)監(jiān)測技術的飛速發(fā)展之下，不少船舶的新故障問題也相應得以解決，同時為新故障積累了不少診斷理論和解決辦法。國際上的航運公司聯通權威性的科研部門共同達成科研合作，得出了基于貝葉斯決策判據，基于線性和非線性判別函數的模式識別方法、基于概率統(tǒng)計論的時序模型診斷方法、基于距離判據的故障診斷方法、模糊診斷原理、灰色系統(tǒng)診斷方法、小波分析法、模糊邏輯、專家系統(tǒng)、神經網絡等多個的數學計算化和智能化故障診斷形式。受到跨專業(yè)性和不同學科融合的約束下，通常不同的診斷辦法、監(jiān)測辦法都是獨立操作的，目前尚未形成一套各種監(jiān)測辦法有機整合的船舶動力機械設備診斷體系。實際中工程船舶機械設備的動態(tài)監(jiān)測較少使用到振動監(jiān)測和瞬時轉速監(jiān)測。

3船舶機械設備的狀態(tài)監(jiān)測和診斷方法

3.1振動分析法

振動監(jiān)測法主要適用于監(jiān)測存在于船舶柴油機作業(yè)時的振動情況。振動監(jiān)測法優(yōu)點在于易操作簡易、精準性較高、效率高等。因此被廣泛應用于船舶機械設備的診斷活動中。具體如下：①監(jiān)測氣閥漏氣的振動觀察氣缸振動出現的時間差線狀圖和氣閥規(guī)律信號，并對其進行監(jiān)測和分析，判斷其激勵源的振動響應的功率譜線圖是否出現漏氣的故障問題。②監(jiān)測柴油機主軸承，判斷其磨損問題利用倒頻譜和功率譜的兩種綜合性分析法分析是否柴油機的軸承出現損耗過度的故障問題。③監(jiān)督活塞、缸套振動，分析其磨損問題活塞缸套磨損時，主機出現振動頻率和幅度不相符的現象，此時分析功率譜最高值和總能量的參數對比可以判斷活塞缸套是否出現磨損。

3.2油液分析法

基于整體監(jiān)測船舶機械設備磨損問題的考慮，首先從油液診斷著手，是指對機械設備的潤滑油管理情況予以監(jiān)測，具體是指潤滑油的油質種類、磨粒含量、體積、含鐵量等。目前，常見的油液分析法包括污染度指標分析，光譜走勢分析，鐵譜分析以及在線、離線相融合的共用法。

3.3熱力參數分析法

該船舶機械設備監(jiān)測法借助柴油機內部運行時汽缸的排氣溫度差，壓力示功幅度圖等判定機械設備作業(yè)情況。該監(jiān)測手段的優(yōu)勢在于實現了動態(tài)的實時監(jiān)測，被廣泛普及和應用。示功圖的觀察由于內含多個數據可以求出具體的汽缸功率和壓縮壓力等參數，所以得知其內部燃燒情況。

3.4綜合分析法

該辦法主旨是整合各個故障分析法，包括前面提到的三種監(jiān)測法進行匯總和整合，從而依據取長補短，有機融合的準則開展信息計算的數據提取，分析和預判，從而得到診斷性的船舶機械設備故障，促進船舶機械設備的安全、高效的運行。這一方法具有擇優(yōu)處理、彌補缺漏等優(yōu)點，有利于船舶機械設備的狀態(tài)監(jiān)測精準性。

4油液污染控制標準

目前，油液分析技術是船舶機械設備狀態(tài)監(jiān)測技術中最具效益且高速率的一種技術。主因是油液分析做到對機械設備的液壓系統(tǒng)的動態(tài)分析，能夠確保機械運轉產出的污染物體受到嚴格把控，為此也成為了維護船舶液壓設備安全、可靠作業(yè)，延長使用時間的好途徑。伴隨著液壓監(jiān)測技術的日漸成熟和普及應用，該油液污染控制技術相應的也日趨成熟，油液污染問題已經得到了良好的控制，這可以從運輸的船舶所在的海域范圍內抽樣監(jiān)測，從而得到直觀的污染指數、顆粒物大小等的指標數據。

現階段，國際上已經成立了液壓污染控制技術組織，主要職責是負責全球的地域工程機械液壓污染控制技術的推廣、應用和普及，同時編制出一套標準化的液壓污染控制技術的內容規(guī)范和技術標準?，F在我國已經嚴格按照國際污染度指標的ISO04406進行油液污染程度的衡量。除外為了能夠迎合本國各類工業(yè)部門的發(fā)展需要，我國也已經自主建立了一套尚未健全的液壓污染控制標準，應用于監(jiān)測航空液壓系統(tǒng)的油液污染程度。

結束語

總之，在實際工作中，我們應當對船舶機械設備故障的類別和特征進行區(qū)分，才能更好的實現機械設備的正常動作，因此更應當大力推廣船舶機械設備的狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術的運用，由此才能更好的促進船舶機械設備安全和可靠運行，推動我國船舶業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]肖小勇.船舶柴油機智能診斷技術與應用研究[D].武漢理工大學.2013.

[2]王雪山.探析船舶機電設備故障診斷方法[J].現代制造技術與裝備.2016（04）：116-117.

[3]高偉新，焦玉斌，孫建中.柴油發(fā)動機電控系統(tǒng)故障診斷研究[J].山東工業(yè)技術.2015（22）：203.

[4]袁慧五，余超，劉信.基于油液分析的艙底腐蝕監(jiān)測技術可行性研究[J].中國修船.2016（02）：10-12.

（1.身份證號：321321198609126878；

2.身份證號：320682198205016152）