“長(zhǎng)鯨6”耙吸式挖泥船 保障安全生產(chǎn)的新方法

趙六軍

摘 要：本文介紹并分析了長(zhǎng)江武漢航道工程局所屬長(zhǎng)鯨6輪，通過振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)對(duì)疏浚設(shè)備進(jìn)行故障診斷，并利用振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)對(duì)設(shè)備振動(dòng)情況進(jìn)行檢測(cè)與分析得出的結(jié)果，采取有效的措施避免了重大設(shè)備安全事故的發(fā)生，并對(duì)其日常維護(hù)與船機(jī)管理提出意見。該技術(shù)為長(zhǎng)鯨6等挖泥船的疏浚設(shè)備故障的診斷提供了一個(gè)新方法，保證了其完成生產(chǎn)任務(wù)的時(shí)效。

關(guān)鍵詞：振動(dòng)檢測(cè);故障分析

中圖分類號(hào)：U674.31? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2019）08-0054-02

長(zhǎng)鯨6是一種邊走邊挖，且挖泥、裝泥和卸泥等全部工作都由自身來完成的大型耙吸式挖泥船。挖泥時(shí)，耙吸式挖泥船把耙放置在要疏浚的港池、航道上，船往前開，耙就把泥耙起來，像牛犁田一樣。耙上裝有吸管，船上強(qiáng)有力的吸泥泵把耙起的泥連同水一起吸入泥艙中。在泥艙中，泥往下沉淀，水溢出泥艙，這樣連續(xù)不斷的耙吸，直到泥艙中裝滿了泥。然后開到卸泥區(qū)去卸泥。長(zhǎng)鯨6輪還裝有吹泥上陸地的設(shè)備，將泥艙內(nèi)的泥漿用高壓水稀釋后，從艙底吸口吸入通過泥泵，將泥漿排至甲板上的排泥管或快速接頭，以此與岸上管線接通后，吹泥上陸，充當(dāng)絞吸式挖泥船使用。

1長(zhǎng)鯨6輪安全生產(chǎn)保障方法

由于耙吸式船相對(duì)于航運(yùn)船有設(shè)備密集、專業(yè)性強(qiáng)、負(fù)載變化大、施工環(huán)境較為惡劣的特點(diǎn)，一旦發(fā)生故障，影響范圍大并且難以準(zhǔn)確定位及快速搶修，將會(huì)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。長(zhǎng)鯨6輪作為長(zhǎng)江武漢航道工程局主力工程船，承擔(dān)著重要項(xiàng)目的施工任務(wù)，長(zhǎng)期在長(zhǎng)江口12.5米水深工地施工，設(shè)備完好率要求極高，一旦出現(xiàn)臨時(shí)的故障停車，對(duì)整個(gè)工程進(jìn)度的影響非常大。隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代設(shè)備的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，功能越來越完善，自動(dòng)化程度越來越高，單單憑借一些感官和經(jīng)驗(yàn)來判斷機(jī)械故障的存在與否，已經(jīng)跟不上船舶機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的要求。

面對(duì)這些問題，長(zhǎng)鯨6輪船舶管理人員采取了新的手段以保證主要設(shè)備的安全、生產(chǎn)效率與工程進(jìn)度——振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)。

振動(dòng)測(cè)試技術(shù)是通過對(duì)正在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生的振動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行測(cè)試或用人為的激振試驗(yàn)法測(cè)量設(shè)備對(duì)標(biāo)準(zhǔn)激勵(lì)振動(dòng)信號(hào)的傳遞特性來分析系統(tǒng)（設(shè)備）的特征參數(shù)以判斷設(shè)備的故障存在與否。它是在二十世紀(jì)七、八十年代發(fā)展起來的一門新型邊緣學(xué)科，近年來對(duì)此技術(shù)的發(fā)展日趨于成熟。

依據(jù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，其各零部件（包括電機(jī)電流頻率）都以相對(duì)固定的頻率運(yùn)轉(zhuǎn)并因故障而發(fā)生沖擊變化;將設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸承位0-60000Hz的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，根據(jù)不同設(shè)備的故障類型，計(jì)算和解調(diào)成不同的故障分析圖譜。分析每個(gè)沖擊頻率的來源、大小及形成原因，并查找設(shè)備故障的根源。通過定期的檢測(cè)、觀察故障發(fā)展的過程和趨勢(shì)，在合適的時(shí)機(jī)對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行精確維修。

2“長(zhǎng)鯨6”號(hào)實(shí)例

長(zhǎng)鯨6是長(zhǎng)江武漢航道工程局重點(diǎn)船舶，在2017年四月中旬的一次定期檢測(cè)中，檢測(cè)公司出具報(bào)告顯示，泥泵齒輪箱振動(dòng)上升較快，輸出自由端軸向總振動(dòng)已超過DNV標(biāo)準(zhǔn)，輸入軸驅(qū)動(dòng)端、自由端包絡(luò)譜及速度頻譜均出現(xiàn)118HZ故障頻率峰值，各測(cè)點(diǎn)上幅植明顯上升，成為齒輪箱主要振動(dòng)峰值，懷疑右泥泵齒輪箱輸入軸的軸承出現(xiàn)嚴(yán)重故障，建議對(duì)右泥泵齒輪箱進(jìn)行全面的檢查。如圖1、2所示。

圖譜中顯示118Hz的故障頻率峰值在第一次檢測(cè)時(shí)未出現(xiàn)，第二次檢測(cè)時(shí)出現(xiàn)上升，到第三次檢測(cè)時(shí)總振值已經(jīng)超過標(biāo)準(zhǔn)。而左舷齒輪箱相同測(cè)點(diǎn)并未出現(xiàn)該故障峰值;將軸承型號(hào)導(dǎo)入分析軟件，確認(rèn)為輸入軸實(shí)心軸軸承內(nèi)圈故障。

長(zhǎng)鯨6輪泥泵齒輪箱為德國(guó)弗蘭德制造的雙速（180/290rpm）大功率的先進(jìn)設(shè)備，齒輪箱體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，備配件供應(yīng)周期長(zhǎng)。而泥泵齒輪箱是長(zhǎng)鯨6最重要的設(shè)備之一，一旦施工時(shí)故障惡化，輕則齒輪箱軸承損壞造成停工;而極有可能發(fā)生次生故障，會(huì)導(dǎo)致軸承座和齒輪磨損、離合器故障而造成機(jī)損事故，將造成的直接和間接損失巨大。

故障預(yù)判之后，對(duì)該齒輪箱進(jìn)行了拆檢，拆檢后發(fā)現(xiàn)該軸NU1060軸承內(nèi)圈嚴(yán)重磨損，軸承座因高溫發(fā)黑。但由于修理及時(shí)，未發(fā)生軸及軸承座磨損等次生故障，也減少了因設(shè)備故障而造成的損失。對(duì)長(zhǎng)鯨6輪齒輪箱拆檢的照片。如圖3所示。

在齒輪箱解體后，發(fā)現(xiàn)輸入軸的實(shí)心軸中端軸承內(nèi)圈已經(jīng)磨損嚴(yán)重，但故障目前僅限于這道軸承，軸承座已經(jīng)因高溫發(fā)黑，但未出現(xiàn)磨損，齒輪箱可以就地進(jìn)行修理。

在修理后的六個(gè)月左右，再次對(duì)船進(jìn)行定期檢測(cè)，該齒輪箱的圖譜顯示軸承故障已經(jīng)消失，總振值也出現(xiàn)下降。如圖4所示。

3結(jié)語

通過以長(zhǎng)鯨6輪實(shí)施振動(dòng)檢測(cè)對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的實(shí)例可以看出，船舶旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)可以預(yù)知設(shè)備部件故障情況，及時(shí)改善設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，協(xié)助管理人員把握合理的維護(hù)時(shí)機(jī)，根據(jù)設(shè)備的實(shí)際情況制定維修和備件計(jì)劃;避免設(shè)備突然失效和過度維修。最終達(dá)到延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，保證設(shè)備穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，降低備件庫存，壓縮管理空間，提高船舶管理水平和施工效率。同時(shí)，對(duì)設(shè)備的全生命周期進(jìn)行監(jiān)測(cè)、研究;對(duì)不同工況下的設(shè)備性能進(jìn)行評(píng)估，對(duì)船舶生產(chǎn)工藝的制定提供支持。相信在不久的將來，振動(dòng)監(jiān)測(cè)與機(jī)械故障診斷技術(shù)會(huì)在我國(guó)疏浚船舶行業(yè)得到更加廣泛的應(yīng)用，成為船機(jī)設(shè)備長(zhǎng)期安全運(yùn)行的強(qiáng)力保證和技術(shù)手段。

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