海損船舶機(jī)電設(shè)備修理分析

熊紀(jì)國

（舟山中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司，浙江舟山 316000）

0 引言

根據(jù)最新研究數(shù)據(jù)，全球范圍內(nèi)100總噸以上的商船已超過10萬艘。船舶不可避免地會(huì)因自然或人為原因而發(fā)生海損事故，如擱淺、碰撞、觸礁、浪損、風(fēng)災(zāi)、進(jìn)水等。海損事故會(huì)對(duì)船船造成不同程度的損壞，并造成巨大的財(cái)產(chǎn)損失，甚至威脅船上人員的生命安全。為使船舶早日恢復(fù)運(yùn)營，減少損失，需要為發(fā)生海損的船舶制定快速有效的修理方案，以修復(fù)船舶的各項(xiàng)功能。

不同海損船舶的受損嚴(yán)重程度和受損區(qū)域有所不同，部分輕微的事故可能只需要修理部分變形的結(jié)構(gòu)[1]，而涉及到船舶進(jìn)水的海損事故，則還涉及到相關(guān)輪機(jī)、電氣設(shè)備的修理，及其系統(tǒng)功能的恢復(fù)工作。

本文對(duì)海損船舶修理前的準(zhǔn)備工作進(jìn)行介紹。結(jié)合已完工的海損船修理項(xiàng)目，對(duì)海損船舶泵電機(jī)損壞的修理方案、技術(shù)工藝和技術(shù)要求進(jìn)行分析，并探討海損船舶機(jī)電設(shè)備的修理思路及要求，以便為其他類似修理項(xiàng)目提供參考。

1 修理前工作

為便于在船舶進(jìn)場后快速開展有針對(duì)性的修理工作，需要在船舶進(jìn)廠前做好充分的準(zhǔn)備工作。首先，要充分了解海損船舶的受損情況，可通過現(xiàn)場勘驗(yàn)的形式進(jìn)行檢查，確認(rèn)船舶的受損范圍，大致確定需要修理的工程項(xiàng)目。對(duì)于外板受損的船舶，需要在進(jìn)塢前確定受損部位，根據(jù)換板范圍劃分不同的施工批次，并相應(yīng)調(diào)整船舶進(jìn)塢的塢墩布置[2]。其次，需要收集、整理與修理工程相關(guān)的所有原船圖紙資料，在熟悉原船圖紙的基礎(chǔ)上，對(duì)修理工程進(jìn)行具體分析，出具可行的修理方案，并與船東、機(jī)務(wù)等各方商討確認(rèn)。此外，由于修理工程可能涉及到船、機(jī)、電、舾各專業(yè)，需要分專業(yè)對(duì)修理工程進(jìn)行拆解，明確各項(xiàng)目采用的修理工藝和技術(shù)要求等。在涉及到主機(jī)、發(fā)電機(jī)、鍋爐等設(shè)備時(shí)，需要根據(jù)受損情況，確定是否由原廠商的技術(shù)服務(wù)人員到廠進(jìn)行修理。最后，整理和準(zhǔn)備修理項(xiàng)目的相關(guān)材料。特別是對(duì)于到貨周期較長的設(shè)備或材料，必須提前采購，避免影響船舶修理周期。

2 工程概況

本項(xiàng)目中海損船舶為某載重4.7萬噸的散貨船，船長189.9 m，船寬32.3 m，型深15.5 m。事故發(fā)生原因?yàn)榇瑔T在對(duì)低位海底門濾器進(jìn)行清潔維護(hù)時(shí)操作不當(dāng)，海水通過濾器大量涌入機(jī)艙。在短時(shí)間內(nèi)機(jī)艙的進(jìn)水深度達(dá)到機(jī)艙上甲板位置，機(jī)艙內(nèi)部水位與外部海水位基本持平。因此，機(jī)艙內(nèi)的主機(jī)、發(fā)電機(jī)、主配電板等重要設(shè)備皆被海水浸泡，船舶處于癱瘓狀態(tài)，失去自主航行能力。

3 海損設(shè)備修理

進(jìn)水的機(jī)艙處于船舶的核心區(qū)域，涉及的機(jī)電設(shè)備眾多。在對(duì)海損船內(nèi)的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行修理時(shí)，需要根據(jù)船廠自身修理能力對(duì)機(jī)艙內(nèi)各設(shè)備的修理工程項(xiàng)目進(jìn)行任務(wù)拆解。對(duì)于主機(jī)、發(fā)電機(jī)等設(shè)備，可根據(jù)需要通過原廠家服務(wù)商進(jìn)行修復(fù)；對(duì)于泵、電機(jī)及控制箱等設(shè)備，通常由船廠進(jìn)行修復(fù)。本文選取機(jī)艙內(nèi)污油泵控制系統(tǒng)作為典型，對(duì)該系統(tǒng)中涉及到的機(jī)電設(shè)備修理情況進(jìn)行分析和說明。

在對(duì)該系統(tǒng)修理前，查詢?cè)瑘D紙得知污油泵電源取自2號(hào)組合啟動(dòng)屏（Group Starter Panel，GSP），控制回路布置于啟動(dòng)屏內(nèi)，污油泵控制系統(tǒng)圖見圖1。由于本系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備均已經(jīng)過海水浸泡，機(jī)艙內(nèi)含油污的海水已滲入泵的電機(jī)、電氣控制箱等設(shè)備，故需要對(duì)本系統(tǒng)所有環(huán)節(jié)的設(shè)備進(jìn)行清理和修復(fù)。

圖1 污油泵控制系統(tǒng)圖

3.1 泵電機(jī)修理

經(jīng)機(jī)艙內(nèi)含油污水的長期浸泡，泵電機(jī)被油污包裹，需要進(jìn)行清潔和修理。拆解后的電機(jī)需要在專門場所進(jìn)行清洗。在清洗電機(jī)繞組和換向器時(shí)，通?？蛇x用中性非離子型清洗劑，如SS-25、HD-10等電機(jī)專用清洗劑。在清洗電刷時(shí)可采用無水乙醇。清洗時(shí)可施加0.5 MPa～0.6 MPa的大氣壓，直接將清洗劑噴射到繞組間隙和電機(jī)殼內(nèi)部以清除雜質(zhì)和油污，也可通過毛刷和紗布進(jìn)行擦洗。

將拆解出的電機(jī)定子或轉(zhuǎn)子置于不低于 80 ℃的淡水中蒸煮以便清除部件中含有的鹽分，蒸煮時(shí)間為4 h～6 h。蒸煮時(shí)，需要將電機(jī)的繞組完全浸沒在淡水中，通常情況下蒸煮一次即可。本項(xiàng)目的電機(jī)在海水中浸泡時(shí)間較長，故進(jìn)行3次換水和蒸煮工序，以確保繞組中的鹽分完全去除。

最終，將清洗干凈的電機(jī)定子及轉(zhuǎn)子等部件進(jìn)行烘潮，在120 ℃的烘箱中保溫4 h，隨后測量絕緣電阻，確保電機(jī)絕緣電阻值大于2 M?且保持穩(wěn)定。

對(duì)于機(jī)艙其他泵電機(jī)，若其電機(jī)繞組存在損壞情況，在進(jìn)行修理時(shí)需要考慮重新繞制繞組。在繞制時(shí)，繞組上下層間應(yīng)放置0.15 mm～1.5 mm厚的相應(yīng)等級(jí)的絕緣材料，層間絕緣材料的長度應(yīng)比槽絕緣長5 mm～10 mm。繞組浸漆和烘干工序具體要求見表1。

表1 繞組浸漆和烘干工序

修復(fù)后電機(jī)需要進(jìn)行絕緣檢查并進(jìn)行空載試驗(yàn)。在額定電壓下空載運(yùn)行，測量并記錄電機(jī)的起動(dòng)電流、空載電流、轉(zhuǎn)速、換向等相關(guān)數(shù)據(jù)。同時(shí)，測量電機(jī)三相電流差值，當(dāng)三相電源平衡時(shí)，電動(dòng)機(jī)三相的空載電流中任何一相與三相平均值的偏差不得大于平均值的10%。

3.2 電纜檢測及修理

由于包括控制系統(tǒng)電纜在內(nèi)的大部分機(jī)艙電纜均已被海水浸泡，需要逐一對(duì)電纜的絕緣性能進(jìn)行檢測。采用500 V兆歐表對(duì)電纜內(nèi)部芯線與屏蔽層、船體之間的絕緣電阻進(jìn)行測量，測量值不應(yīng)小于10 M?。在本項(xiàng)目中，船東的要求對(duì)機(jī)艙內(nèi)絕緣性能不達(dá)標(biāo)的泡水電纜進(jìn)行更換處理；對(duì)機(jī)艙至上層建筑、機(jī)艙至貨艙、艏部區(qū)域等跨區(qū)域絕緣性能不達(dá)標(biāo)的泡水電纜，在跨區(qū)域處集中采用電纜接線箱方式（部分零散位置的電纜采用電纜對(duì)接法）進(jìn)行電纜對(duì)接修復(fù)，以確保系統(tǒng)運(yùn)行安全和穩(wěn)定。因此，電纜部分的修復(fù)工作主要以電纜檢測為主，同時(shí)對(duì)相關(guān)電纜所屬系統(tǒng)、電纜規(guī)格等信息做好記錄以便更換新的電纜。

3.3 控制箱修理

可用清潔劑對(duì)控制箱內(nèi)外殼體上的油污進(jìn)行清潔，清潔后將箱體擦干，根據(jù)箱體腐蝕及油漆情況決定是否進(jìn)行油漆修補(bǔ)等防腐處理。在對(duì)控制箱進(jìn)行內(nèi)部修理時(shí)，需要記錄各電器元件的布置位置，核查箱內(nèi)接線圖及原理圖，對(duì)拆除的元件做好標(biāo)記。隨后，對(duì)控制箱內(nèi)的各元件進(jìn)行清潔和功能檢查。污油泵的控制原理圖見圖2。

圖2 污油泵控制原理圖

控制箱的主要部件包括過電流繼電器、中間繼電器、控制變壓器、接觸器、按鈕和指示燈等。在對(duì)各部件拆解和清潔后，需要逐一進(jìn)行檢測及修理。對(duì)于過電流繼電器、中間繼電器、接觸器等部件，需要檢查觸點(diǎn)，確保其接觸良好，沒有油污、燒壞及銹蝕現(xiàn)象。觸點(diǎn)需要具備一定的斷開距離和行程，且銜鐵動(dòng)作要保持靈活[3]。

控制箱內(nèi)電磁線圈、控制變壓器、指示燈和內(nèi)部連接導(dǎo)線等部件均被海水浸泡，在檢查出存在損壞或絕緣性差等問題時(shí)，可直接更新其中修復(fù)價(jià)值較低的部件，用相同規(guī)格的新部件替代，以降低修理成本、縮短修理周期。修復(fù)或更換后的過電流繼電器在安裝后還需要按電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的 120%～130%重新進(jìn)行保護(hù)整定[4]。

若發(fā)現(xiàn)機(jī)艙其他控制器損壞，除更換電源的熔斷器和備用電池等簡單修理工作外，還需要由專業(yè)人員更換可拆模塊。對(duì)具備自動(dòng)控制功能的控制箱，還需要對(duì)其外接溫度、液位、壓力、粘度等信號(hào)進(jìn)行檢查，確保修理后的各相關(guān)部件及相連設(shè)備處于正常工作狀態(tài)。

修理后的控制箱可參考原船的控制箱原理圖還原各部件，最終進(jìn)行絕緣試驗(yàn)和通電試驗(yàn)，檢測各部件的功能。在進(jìn)行絕緣試驗(yàn)時(shí)，額定電壓在60 V～600 V的部件，可選用500 V兆歐表進(jìn)行檢測。對(duì)無法受高壓沖擊的原件，應(yīng)拆除后再對(duì)絕緣電阻進(jìn)行測量。測量主電路帶電部分之間、各帶電部分與地之間的絕緣電阻，各設(shè)備的絕緣電阻不應(yīng)小于表2中的相關(guān)規(guī)定。

表2 絕緣電阻規(guī)定（單位：M?）

在檢測和修復(fù)系統(tǒng)的所有相關(guān)環(huán)節(jié)后，可進(jìn)行最終的效用試驗(yàn)，檢查各項(xiàng)控制和顯示功能是否正常，確保泵及其控制系統(tǒng)可滿足相應(yīng)要求。

4 結(jié)論

對(duì)于受損嚴(yán)重的船舶，特別是機(jī)艙進(jìn)水的事故船舶，其需要修復(fù)的設(shè)備和系統(tǒng)復(fù)雜，維修周期較長。本文對(duì)海損船舶修理前的準(zhǔn)備工作進(jìn)行介紹。結(jié)合已完工的海損船修理項(xiàng)目，對(duì)海損船舶泵電機(jī)損壞的修理方案、技術(shù)工藝和技術(shù)要求進(jìn)行分析，并探討海損船舶機(jī)電設(shè)備的修理思路及要求。本文研究成果可為海損船舶的機(jī)電設(shè)備修理提供一定參考。