船舶甲板液壓故障排除措施探究

摘 要：液壓技術(shù)已經(jīng)被深入而廣泛地運(yùn)用到船舶工程中，該液壓系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)也成為船舶管理人員的主要工作內(nèi)容之一。船舶甲板液壓故障問題已經(jīng)成為船舶系統(tǒng)面臨的主要問題，必須做好相關(guān)的設(shè)備檢查與故障排除工作，只有這樣才能確保船舶液壓系統(tǒng)的安全。文章結(jié)合案例分析了船舶甲板液壓故障排除的方法。

關(guān)鍵詞：船舶；甲板液壓；故障排除；措施

液壓系統(tǒng)是船舶系統(tǒng)的重要組成部分，要想確保船舶系統(tǒng)能正常持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，就必須做好液壓系統(tǒng)的維護(hù)，定期對(duì)系統(tǒng)中的油體進(jìn)行檢測(cè)，重點(diǎn)檢查吸入管、濾器等部件，確保其處于正常工作狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題時(shí)必須及時(shí)調(diào)查、分析，利用船舶系統(tǒng)安全技術(shù)知識(shí)來處理問題。

1 工程概況

某船舶在靠港裝卸貨過程中收到信息，甲板液壓艙蓋系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，艙蓋液壓軟管頻繁爆裂，導(dǎo)致艙口蓋無法正常開關(guān)，使得船艙面不能按照常規(guī)工作，造成了無比嚴(yán)重的系統(tǒng)故障問題。

2 船舶甲板液壓故障現(xiàn)象

2.1 查找故障

面對(duì)甲板液壓系統(tǒng)出現(xiàn)的異常狀況，先對(duì)甲板液壓系統(tǒng)圖進(jìn)行深入地分析、掌握與了解，并參看維修記錄，最終得出液壓管故障問題已經(jīng)存在很久，船內(nèi)數(shù)根液壓軟管存在故障問題，曾被頻繁更換，基于這樣的調(diào)查結(jié)果，有必要對(duì)整個(gè)船舶系統(tǒng)展開調(diào)查、追蹤。先檢查桅屋艙蓋液壓泵站的油箱，其油位顯示正常。開啟油箱，查看內(nèi)部油體有無特殊變化，用手觸動(dòng)油面，明顯感受到了固態(tài)的油泥。在油箱外部順著油泵吸口來找尋液壓油吸入濾器，但未發(fā)現(xiàn)濾器。接著看向油箱內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)了吸油管、濾器。從而判斷出油泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，無法有效吸油，同時(shí)也會(huì)把浩瀚的空氣持續(xù)泵向液壓系統(tǒng)內(nèi)部，導(dǎo)致其內(nèi)部滿腹氣體，空氣占據(jù)了系統(tǒng)內(nèi)部空間，形成了高壓空腔，當(dāng)系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于內(nèi)部充斥著太多的空氣，導(dǎo)致液流無法持續(xù)，從而出現(xiàn)液壓沖擊問題，持續(xù)的沖擊與震蕩，引發(fā)了軟管的爆裂。

2.2 原因分析

2.2.1 液壓沖擊

導(dǎo)致液壓沖擊的原因有很多，具體包括以下幾大方面：閥門被瞬時(shí)間地啟動(dòng)，或者被瞬間地關(guān)閉，導(dǎo)致液體高速率流動(dòng)，使得液流在一瞬間出現(xiàn)截?cái)唷⒆兿虻葐栴}，液流無法正常流動(dòng)，系統(tǒng)所需的液流供應(yīng)得不到滿足。液流內(nèi)部摻雜著氣體，外面的負(fù)荷在一瞬間變化，出現(xiàn)脈動(dòng)變化等，這些因素都將導(dǎo)致液壓故障。同時(shí)，其他的一些因素也會(huì)對(duì)液壓沖擊強(qiáng)度造成不良影響，例如：沖擊波的傳遞速度、液流截?cái)嗟臅r(shí)間等。在這兩個(gè)因素中，各自發(fā)揮著自己的影響性作用，具體體現(xiàn)在：

第一，沖擊波的傳遞速度。用a表示，同習(xí)題所選擇的材料、介質(zhì)，以及自身構(gòu)造等密切相關(guān)，只有在系統(tǒng)參數(shù)為常數(shù)時(shí)，該傳遞速度為定值。多數(shù)的機(jī)器油中，該傳遞速度a在970-1100m/s。

第二，液流截?cái)嗟臅r(shí)間。該時(shí)間，用t表示，簡(jiǎn)單說就是液流通道開啟或者關(guān)閉所需的時(shí)間，一般在幾秒鐘。該時(shí)間t的大小在某種程度上體現(xiàn)出了液流截?cái)嗨俣鹊拇笮?。t的值越大，截?cái)嗨俣确炊?，系統(tǒng)流道中的液體壓力波動(dòng)則會(huì)變小，相反，如果液流截?cái)鄷r(shí)間t小，截?cái)嗨俣葎t會(huì)對(duì)應(yīng)上升，系統(tǒng)內(nèi)部的液壓波動(dòng)也會(huì)對(duì)應(yīng)上升，壓力沖擊隨之增大。

2.2.2 氣蝕問題

液壓沖擊問題的另外表現(xiàn)形式為：氣蝕現(xiàn)象。也就是高速流動(dòng)狀態(tài)下的液流內(nèi)部的某個(gè)點(diǎn)，如果壓力急劇升高，達(dá)到這一溫度狀態(tài)下液體的汽化壓力時(shí)，會(huì)使得液體出現(xiàn)沸騰、冒泡等現(xiàn)象，而且液體中的特殊氣體，例如：不凝性氣體也會(huì)對(duì)應(yīng)被分離，導(dǎo)致最初接連流動(dòng)的液流也會(huì)在氣泡的作用下出現(xiàn)氣流、液流現(xiàn)象，在液流的帶動(dòng)下，氣泡也將被帶至高壓區(qū)，液體在片刻間沖入氣泡，會(huì)導(dǎo)致氣泡破滅，氣泡核心地帶的作用力會(huì)急劇上升，達(dá)到1Gpa，整個(gè)系統(tǒng)的油壓也會(huì)迅速上升。系統(tǒng)會(huì)因高壓的作用出現(xiàn)大規(guī)模震動(dòng)，并對(duì)應(yīng)出現(xiàn)噪音，產(chǎn)生一種巨大的沖擊力，其主要來自于系統(tǒng)局部的高壓、高溫等的持續(xù)作用，從而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)、管道等帶來巨大的侵蝕、破壞，導(dǎo)致零件的表層出現(xiàn)蜂窩孔，出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象。

出現(xiàn)氣穴的最直接原因在于：液壓系統(tǒng)內(nèi)部有氣壓較低的部分，最典型的部位當(dāng)屬油泵吸入管道，其中內(nèi)含一定的真空度，管路、閥門內(nèi)部存在狹窄環(huán)節(jié)，當(dāng)液流迅速上升時(shí)，部分地區(qū)的壓力則會(huì)驟然下降，從而為氣穴的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件，氣穴導(dǎo)致了油泵流量不足，使得整個(gè)系統(tǒng)的壓力也不斷變化，從而導(dǎo)致了嚴(yán)重的震動(dòng)現(xiàn)象，這種震動(dòng)會(huì)影響氣體的流通，造成管道內(nèi)部液體、氣體交互式地流動(dòng)，導(dǎo)致系統(tǒng)無法有效運(yùn)轉(zhuǎn)。

氣蝕問題的其他誘因在于：建構(gòu)系統(tǒng)的零部件、構(gòu)件等都具有一定的彈性，系統(tǒng)內(nèi)部一旦出現(xiàn)周期性能量時(shí)，這些彈性部件必將變形，從而導(dǎo)致液流同構(gòu)件之間無法有效配合，出現(xiàn)不定期的壓縮、分離等現(xiàn)象。其中液流遭到壓縮時(shí)，會(huì)出現(xiàn)高壓，高壓過高升至液流所處環(huán)境下的汽化壓力后，氣泡則將破掉，破滅速度越快，對(duì)應(yīng)的氣蝕性越大。

3 該船舶甲板故障原因查找

結(jié)合故障后，對(duì)維修記錄的查找、分析與檢查能看到，導(dǎo)致這一系統(tǒng)液壓沖擊的原因在于：該船舶甲板液壓系統(tǒng)此前由于吸入管、油濾器零部件松弛的問題，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部已經(jīng)吸入了大量空氣，液壓系統(tǒng)中由于氣體持續(xù)滲入，導(dǎo)致其運(yùn)轉(zhuǎn)過程中沖擊力上升，頻度也增大，從而引發(fā)系統(tǒng)、管道等高強(qiáng)度地震動(dòng)，從而引發(fā)了管道振動(dòng)、爆裂的等問題，出現(xiàn)了非常惡劣的氣蝕問題，劇烈振動(dòng)的持續(xù)進(jìn)行，使得吸入管的部件更加松弛，直到其最終完全脫離原位，油泵無法供應(yīng)油液，系統(tǒng)也不能運(yùn)轉(zhuǎn)。振動(dòng)同時(shí)又把管道中的油泥、腐蝕物等逐漸蠕動(dòng)到油箱內(nèi)，長(zhǎng)期下去，油泥將沉淀在其底部，使液位鏡通道無法提供油體流動(dòng)的空間，失去其原有的功能和作用。

4 排除故障的方法

由于已經(jīng)找到了該船舶系統(tǒng)的故障所在，就可以圍繞故障成因進(jìn)行處理，先全面清理系統(tǒng)，把系統(tǒng)中的殘油換掉，更新成新的液壓油。殘油祛除后，應(yīng)對(duì)油箱進(jìn)行徹底的清理，再分步肢解油泵，將濾器徹底進(jìn)行清理，重新對(duì)各個(gè)部件等進(jìn)行安裝。油箱內(nèi)部添加潔凈的液壓油，再次啟動(dòng)油泵。再對(duì)船蓋系統(tǒng)重新進(jìn)行驗(yàn)證操作，將系統(tǒng)中的殘余氣體、臟污等徹底清除，油箱由于不斷地?fù)Q油、更新油體，使得整個(gè)系統(tǒng)油的質(zhì)量更高，為了確保系統(tǒng)油的質(zhì)量，應(yīng)該再對(duì)油箱進(jìn)行換油，經(jīng)過反復(fù)的換油、運(yùn)轉(zhuǎn)、更新，使得系統(tǒng)整體上能夠靈活操作，更加穩(wěn)定地運(yùn)行。接下來的一段時(shí)間內(nèi)，整個(gè)船舶系統(tǒng)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)、工作，沒有再次出現(xiàn)類似的故障問題，船舶能夠走向正規(guī)的運(yùn)行軌道。

5 故障后的反思

該故障過后，經(jīng)過反思總結(jié)出：因?yàn)榇瑔T工作不夠認(rèn)真、日常的液壓系統(tǒng)維護(hù)工作知識(shí)十分欠缺。液壓系統(tǒng)的管理與維護(hù)，要在掌握其構(gòu)造、運(yùn)轉(zhuǎn)原理的基礎(chǔ)上，既要確保其無泄漏，液壓油沒有任何污染、雜質(zhì)，同時(shí)，又要防止液壓系統(tǒng)中滲入空氣。然而，在實(shí)際的工作過程中，管理人員有失職的表現(xiàn)，不能依照規(guī)定、按照一定程度對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維修、維護(hù)與保養(yǎng)，相關(guān)的設(shè)備、裝置等也沒能得到及時(shí)更新，從而給船舶系統(tǒng)帶來了故障隱患。

要想確保船舶系統(tǒng)能健康持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，就必須做好液壓系統(tǒng)的維護(hù)，定期對(duì)系統(tǒng)中的油體進(jìn)行更新，重點(diǎn)檢查吸入管、濾器等部件，確保其處于正常狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題時(shí)必須及時(shí)調(diào)查、分析，利用船舶系統(tǒng)安全技術(shù)知識(shí)來處理問題。

同時(shí)，相關(guān)的維修工作者必須按照維修規(guī)定與綱領(lǐng)去展開維修、調(diào)查，要定期排查各個(gè)系統(tǒng)、設(shè)備、裝置等的安全情況，做好各項(xiàng)設(shè)備的維修、保養(yǎng)、維護(hù)與管理，只有這樣才能確保整個(gè)系統(tǒng)的安全。

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作者簡(jiǎn)介：李金華（1980-），男，湖北鐘祥人，本科，機(jī)械工程師，研究方向：長(zhǎng)期從事船舶管路放樣設(shè)計(jì)工作。