船舶輪機設備故障處理淺談

理維華

（中國海警某某船，山東 青島 266000）

在當前時期，國內(nèi)經(jīng)濟的發(fā)展速度持續(xù)加快，國際貿(mào)易蓬勃發(fā)展，海上運輸受關(guān)注程度明顯提升。從海上運輸現(xiàn)狀來看，遠洋船舶數(shù)量大幅增加，若想使得海上運輸管理真正做到位，輪機設備運行更顯重要，尤其要在發(fā)生故障后排除故障的時效性，如此方可確保船舶安全，保證運輸周期。當然，想要達成目標，相關(guān)人員就要對船舶機械熟知，對可能出現(xiàn)的問題有清晰的認知，并掌握排除方法，確保故障產(chǎn)生的影響可以得到有效控制。

1 船舶輪機設備經(jīng)常出現(xiàn)的故障

1.1 柴油機故障

船舶柴油機是船上最主要的動力機械。柴油機處于運行狀態(tài)時，拉缸、燒瓦等異常磨損故障發(fā)生的概率是較高的，從其表現(xiàn)形式來看，柴油機雖然能夠運行，偶爾會發(fā)出異常聲音，如果對此不重視，檢查工作不到位，潛在故障無法順利排除，久而久之，會以不可預料的故障呈現(xiàn)出來。若有異常磨損，會導致內(nèi)部排氣溫度逐步升高，曲軸箱甚至會冒煙，排氣異常也隨之發(fā)生。對磨損發(fā)生的具體原因予以分析可知，柴油機使用的潤滑油存在質(zhì)量問題是最常見的，如此就會使得缸體內(nèi)部的摩擦越發(fā)嚴重，缸體溫度就會變得較高，金屬部件在沒有得到充分潤滑的情況下依然保持運動，這樣就會使得摩擦加劇，后果就是拉缸、燒瓦等嚴重事故。這里需要指出的是，潤滑油的質(zhì)量達不到要求，或是已經(jīng)變質(zhì)，拉缸故障同樣是無法避免的，尤其是天氣情況較為惡劣，柴油機發(fā)生爆缸的概率也會大幅增加。導致此類故障出現(xiàn)的原因多是未能建立合適的油膜。

1.2 油水泵故障

油水泵是船上比較多的一種設備，輸送能量，潤滑、冷卻設備都需要它。當油水泵發(fā)生故障時，其工作狀態(tài)就會異常呈現(xiàn)，此時，工作電流、啟動電流及電機速度都會發(fā)生變化，而且無法保持正常的排出壓力，有時伴隨震顫及異常聲音。 油水泵故障呈現(xiàn)的后果是多樣的，有電機燒毀、運轉(zhuǎn)卡死跳閘，排量下降，聲音異常、異常振動等。

1.3 腐蝕性故障

船舶在高溫、高濕、高鹽的海洋環(huán)境中航行，船體及船用設備會受到嚴重的腐蝕，不僅會影響船舶的結(jié)構(gòu)強度，還會縮短船舶設備的使用壽命，直接影響船舶行駛的安全性和可靠性。從腐蝕機理的角度來考慮，船舶腐蝕主要是金屬腐蝕，可分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩大類?；瘜W腐蝕是氧化劑和金屬表面接觸,發(fā)生化學反應導致的腐蝕。電化學腐蝕是金屬指發(fā)生電化學反應導致的腐蝕。兩種腐蝕形式在船上都處處存在，也給船舶管理帶來了很多麻煩。

2 船舶輪機設備故障類型

2.1 單一型故障

單一型故障顧名思義比較簡單，容易查出故障點。例如，螺栓斷裂、管路銹穿流體外漏、拉缸等。該類問題一旦出現(xiàn)能及時發(fā)現(xiàn)，不用深度查找故障點。但也應及時分析故障原因，原因也可能是多方面的，無論怎樣，都應避免類似問題再次發(fā)生。

2.2 串腔型故障

串腔型故障主要像冷卻器的兩種介質(zhì)間、空壓機氣腔與冷卻水腔之間等，主要性能特征就是由于溫度不同、壓力不同的兩種介質(zhì)可以進行隔離熱交換，在進行熱交換的工作過程中，由于兩者之間密封面或膠圈破壞而出現(xiàn)串腔故障。

2.3 旁通型故障

旁通型故障主要是存在于流體介質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)的泄漏，主要發(fā)生在安全閥或溢流閥以及各種節(jié)能恒溫器等器件。交點是在當一個流體工質(zhì)的內(nèi)部溢流閥門參數(shù)發(fā)生變化的過程時，工質(zhì)的內(nèi)部流體就會通過溢流閥門，直接向外流通到其他的工質(zhì)溢流參數(shù)中，造成主流路壓力降低，流量減小。

2.4 共用型交點故障

共用型交點故障是指兩套設備獨立運行時出現(xiàn)同樣故障，從而導致節(jié)點無法在它所控制的兩個設備之間正常運行。例如，船舶的變螺距系統(tǒng)在正常工作的某一時刻突然失靈，緊急啟動另一套泵組也不能恢復正常。其原因一般可直接排除泵組問題，而應去查找其共用部分。

3 解決船舶輪機設備常見故障的有效方法

3.1 柴油機拉缸及對策

在船舶航行時，輪機設備發(fā)生故障的概率是較高的，尤其是柴油機拉缸故障較為常見，由于其危害性比較大，因而要對此加以重點關(guān)注。眾所周知，當柴油機開始工作后，系統(tǒng)內(nèi)部必然會出現(xiàn)摩擦而引起零部件磨損，為了減少摩擦力和零件的磨損，需在相對運動副表面創(chuàng)建一層油膜，用油膜來減少運動副之間的摩擦力，保護運動副不受傷害。如果相對運動副表面的油膜不能建立，運動副接觸面就會出現(xiàn)異常磨損，不僅增加了摩擦力，也降低了零部件的使用壽命，其正常運行就會受到影響。

拉缸就是在柴油機活塞、活塞環(huán)與缸套之間出現(xiàn)的異常磨損。柴油機正常工作時，在活塞、活塞環(huán)與缸套之間建立一層油膜，減小摩擦力、減少磨損及降低噪音。當油膜不能正常建立或破壞時，在高壓力、高溫度燃氣的共同作用下，局部干摩擦產(chǎn)生的熱量引起金屬的熔化、粘連，形成粗糙的表面，同步產(chǎn)生塑性變形等嚴重問題。這個問題會使得柴油機的內(nèi)部油溫升高，柴油機負荷升高，后果就是曲軸箱冒煙，甚至由于局部高溫冷卻水出現(xiàn)汽化造成水循環(huán)受阻，最終是缸套與活塞黏連在一起而抱死。導致此種故障發(fā)生的原因是較多的，最根本的原因是油膜的破壞，而油膜破壞有很多種情況，常見的是磨合期的高負荷運轉(zhuǎn)、活塞環(huán)的間隙過大或過小、燃燒不充分產(chǎn)生的顆粒物、冷卻不足造成油膜表面汽化等，每個因素都會導致油膜破壞出現(xiàn)干摩擦。避免這些問題出現(xiàn)就需在柴油機運行管理上多加注意，如磨合期的運行負荷需從小到大，轉(zhuǎn)速由低向高，科學合理地分配時間；工作期間需按照說明書要求定期吊缸檢查，更換不合格的零部件；定期抽檢噴油器檢查霧化質(zhì)量；注意冷卻水的投藥處理及保持冷卻腔的清潔。只有提供油膜建立的良好環(huán)境，才能避免拉缸問題的出現(xiàn)。

3.2 柴油機燒瓦及對策

燒瓦是柴油機回轉(zhuǎn)件之間經(jīng)常發(fā)生的異常磨損，也是回轉(zhuǎn)機械最常見的故障，主要也是由于相對運動副之間不能形成正常的油膜，造成非正常磨損，嚴重時出現(xiàn)的燒熔現(xiàn)象。某輪機人員在日常清洗主機滑油濾器時，在濾筒底部表面發(fā)現(xiàn)金屬亮澤，細觀察為金屬顆粒，濾器清洗后在清洗容器底部也發(fā)現(xiàn)沉積有金屬碎屑。此碎屑引起管理人員重視，打開曲軸箱進一步檢查發(fā)現(xiàn)第一道主軸瓦外圍由合金的沉積。同步查閱輪機日志及監(jiān)控記錄時，發(fā)現(xiàn)第一道主軸承溫度最近有升高1℃左右，測量該主機曲拐臂偏差發(fā)現(xiàn)第一道連桿曲拐臂偏差值為-0.10mm（說明書要求該道曲拐臂偏差正常范圍為+0.04/-0.09mm）,超出了正常值。

隨后對該主軸瓦進行了拆檢，發(fā)現(xiàn)該瓦已出現(xiàn)燒蝕，合金層大面積破壞，工作面有攆搟痕跡，瓦背接觸面不均衡；曲軸頸表面也出現(xiàn)黏連物。隨后對主軸頸進行了帆布拋光，對主軸瓦進行了研配換新，回裝后再次測量曲拐臂偏差為-0.06mm，在正常范圍內(nèi)。好在發(fā)現(xiàn)及時，未造成嚴重后果。這就要求值班期間值班員應時刻注意溫度、壓力等參數(shù)情況，哪怕細微的變化也要及時分析變化的原因，防止問題擴大，確保設備安全；同時，應定期測量曲拐臂偏差值，結(jié)合船舶的載荷變化總結(jié)曲拐臂偏差變化規(guī)律，分析原因和發(fā)展趨勢，合理配載。

3.3 腐蝕性故障及對策

海水由于含有大量的鹽離子，是天然的腐蝕劑，海上的大氣也存在較強的腐蝕性。大海航行的船體及設備與海水接觸不可避免，為了應對腐蝕，船上也采取了很多措施，最常用的是表面噴涂和陰極保護。表面噴涂涂料能減少與海水的接觸面積，但任何涂層都會存在缺陷；陰極保護是采用電位低的材料作為犧牲品借以保護船體、管路或設備。目前兩者聯(lián)合使用是最有效的保護方法，也是目前海船、軍艦的普遍做法。但由于防護措施做得不到位，腐蝕問題經(jīng)常引起設備故障。

某船可變螺距滑油乳化就是典型案例。在日常檢查中發(fā)現(xiàn)可變螺距槳油柜液位上漲，檢查發(fā)現(xiàn)液壓油已經(jīng)乳化變質(zhì)，滑油中含有大量海水。對該系統(tǒng)冷卻器上的滑油進、出管路拆卸進行進一步檢查，打開海水供應閥，滑油管路接口處有海水不斷流出，典型的串腔故障。打開冷卻器端蓋發(fā)現(xiàn)冷卻器芯體（銅制）與殼體（鑄鋼）間密封面銹蝕嚴重。查看端蓋安裝的防腐鋅塊，已經(jīng)完全粉化，只剩下短短的堵頭，典型的電化學腐蝕。咨詢管理人員，沒有更換記錄，遺漏了該處鋅塊的更換。一般冷卻器的鋅塊更換相當簡便，費用也低廉，但由于管理的缺失造成冷卻器殼體換新，不僅時間耽誤，修復費用也較高，有時會影響船期。

3.4 輪機油水泵故障及對策

輪機油水泵在船上大量使用，也經(jīng)常出現(xiàn)問題，集中表現(xiàn)在流量不足、聲音異常、運行電流大、開關(guān)跳閘等。流量不足多存在于葉輪或轉(zhuǎn)子等相對運動件之間隙過大；聲音異常多是軸承損壞或雜質(zhì)進入造成運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，該異常也會伴隨運行電流異常。

某船航行時值班巡視時，發(fā)現(xiàn)舵機主油泵聲音異常，導致此種問題出現(xiàn)分析原因可能是球頭、滑履間產(chǎn)生撞擊，進而使得油泵內(nèi)部出現(xiàn)故障。如果存在間隙不當，或是異物將內(nèi)部循環(huán)系統(tǒng)予以阻塞，油泵工作就無法保證穩(wěn)定，這樣一來，主泵也會出現(xiàn)動力輸出異常的狀況，聲音、工作壓力均為出現(xiàn)異常。如果主油泵發(fā)生故障的話，設備必然會停止運行，因而要將故障設備尋找出來，并直接更換，如此可以使得損失控制在最小范圍內(nèi)。如果條件允許，從事檢修工作的相關(guān)人員要徹底處理主油泵，也就是要將其中存在的雜質(zhì)全部清理干凈，而且要將故障根源予以明確，在此基礎上對油泵間隙予以適當調(diào)節(jié)，并做好檢測工作。系統(tǒng)中的所有零部件均要進行細致排查，如此方可使得主油泵系統(tǒng)的維修順利完成。

4 船舶輪機設施的管理要點

輪機系統(tǒng)故障的類型是較多的，交匯點故障是必須要重點關(guān)注的。這里所說的交匯點，即是輪機設備中兩種系統(tǒng)的銜接處，這個位置發(fā)生故障的概率是非常高的，如果沒有處理到位，設備運行必然會受到影響，無法保持正常運行狀態(tài)。計算機系統(tǒng)設備的交匯點也會發(fā)生故障，在對進行處理時應該要將旁通交匯點設置到位，設備、回路的檢測也要做到位。為了船舶安全，作為輪機管理人員我們應該做到以下幾點。

4.1 及時發(fā)現(xiàn)故障苗頭

相關(guān)技術(shù)人員應該選用不同的方式篩查故障，換言之，就是在平時巡檢工作中對一些經(jīng)常誘發(fā)故障問題的因素以及故障隱患實行管控，通過摸、看、聽、聞等簡單方法判斷微小的變化。摸能感受振動和溫度的變化，包括運轉(zhuǎn)的卡阻；看參數(shù)、聽聲音、聞氣味都能及時發(fā)現(xiàn)隱患。對一些常見的故障問題預先排查，對出現(xiàn)的異常表象及時進行分析，如此才能減少各類故障問題產(chǎn)生的可能性，在船舶行駛之前消除故障，保證船舶輪機設施的正常運轉(zhuǎn)。

4.2 準確分析故障點

針對各設備的特點，如想盡可能地將常見的故障問題排除，相關(guān)技術(shù)人員應該對這些設備常見的故障問題做出深度剖析。如果泵浦的正常磨損會造成工作電流的緩慢下降，排出壓力會逐步降低，這些都需要長期觀察參數(shù)變化；軸承的異常或異物的進入會造成工作電機工作溫度升高，聲音異常，工作電流變大，轉(zhuǎn)速降低，排出壓力降低等很多表征。管理人員分析問題應綜合各種數(shù)據(jù)，結(jié)合現(xiàn)場表象，判定準確的故障位置，快速準確地排除故障。

4.3 剖析故障成因

船舶輪機產(chǎn)生故障問題時，相關(guān)技術(shù)人員應該分析故障問題的成因，這樣才能有針對性地選擇優(yōu)化對策降低設備的故障率。維護保養(yǎng)不到位、安裝對中不正、操作不規(guī)范都是造成故障的潛在隱患，但管理人員的責任心不強更是最大的隱患，雖然這些大多數(shù)情況下我們能及時處理排除故障，但我們管理人員的最終目標是把隱患消滅在萌芽狀態(tài)，讓設備不發(fā)生故障。

5 結(jié)語

想要更好地完成船舶輪機故障的排除，就應該明晰故障的性質(zhì)，并迅速判定故障出現(xiàn)的位置，同時做出相應的驗證，以便采取更有針對性的辦法對故障予以處理。這個過程是極其繁雜的，唯有采取最恰當?shù)氖侄?，才可以更加高效地完成故障排除工作，將問題維持在可控的范圍內(nèi)，避免其造成更為嚴重的后果，為船舶輪機設施的正常運行提供保證。