李炜 赵笠利 刘俊龙
大连周到科技有限公司 辽宁省大连市116000
摘要：船舶制造水平的提升促进了我国海运事业的发展，在船舶性能提升的同时，船舶机械的结构和运行工况也日趋复杂，为船舶机械维修工作带来了一定的挑战，所以要加强对船舶机械设备的故障检修和状态监测。该文首先对船舶机械设备的常见故障进行总结分析，然后说明了比较常用的状态监测技术，可有效降低船舶机械维修成本，提高船舶机械设备运行的可靠性，为促进我国海运事业的长久发展创造有利的条件。
关键词：船舶机械；常见故障；状态监测
1船舶机械设备的常见故障分析
随着科学技术的发展，我国的船舶制造水平也不断提升，船舶动力装置也向自动化、智能化方向发展，可靠性有了很大的提升，但是仍然会有船机故障发生。在船舶主、辅机损伤中，柴油机故障占全部机损的80%以上，在主机故障中，活塞、缸套、曲轴、气阀发生故障率较高，在辅机故障中，润滑系统和冷却系统故障发生率较高。大部分故障基本是由磨损、疲劳、老化、破裂、断裂、锈蚀和烧损等造成的，船机故障的发生会造成一定的经济损失，严重的情况下还会导致人员伤亡和海水污染。所以对船舶机械的常见故障进行分析，有利于做好预防措施，并且通过对常见故障部位进行状态监测，能够有效减少故障的发生概率，提高船舶机械运行的可靠性。
下面对几种比较常见的船舶机械故障进行分析，并提出相应的解决方法。柴油机是船舶机械中的重要组成部分，拉缸是柴油机比较常见的故障，主要表现为船舶运行过程中突然出现了哒哒的声音，同时机器转速降低、曲轴箱外有烟雾、润滑油和排出气体温度升高等现象。出现这种现象的原因主要是润滑油质量不达标，润滑油长期不更换、油压不足、柴油机异常磨损等。为了预防柴油机拉缸，应该根据柴油机的实际运行需求，选择高质量的润滑油，且及时更换润滑油，以保证润滑油的纯度和洁净度。定期检查润滑油的质量和油压，防止变质。加强对冷却水温度、排出气体温度的检测，采用状态监测可有效防止这类问题的发生；螺旋桨作为船舶航行时的推进器，一旦螺旋桨出现故障，将会导致船体失衡或者减速。
螺旋桨叶破损是螺旋桨常见故障，主要表现为在船舶航行过程中会突然出现幅度较大的疯狂振动，随着速度的降低，振动幅度会有所降低。出现这种现象的原因主要是个别螺旋桨叶破损或者断裂，从而导致成对的螺旋桨无法同步运行，船体在失衡状态下而导致船体振动。螺旋桨叶破损或者断裂一般是由于材料不合格，结构铸造有缺陷、海水腐蚀以及触礁等原因。为了预防螺旋桨叶破损，可以定期检查螺旋桨叶状态，对于出现破损或者断裂的螺旋桨叶，可采用接补法来修复裂痕或者腐蚀；船舵是掌握船舶航行方向的重要结构，在船舶航行遇到紧急情况需要换舵时，会出现无法换舵的故障。出现这种现象的原因是油泵组安装不合理或者装配位置不当，预防措施为装配备用油泵组，并且保证每台油泵组配置一台独立的动力驱动液压泵，确保油泵组能够正常运行[1]。
2船舶故障分类
??船舶机械设备有不同的故障形式，常见的有表面磨损、变形、腐蚀、进裂或机械设备失效。这些故障可能由于船舶的疲劳使用或不正当使用所造成，也有可能因为造船者在加大自身利益的同时减少对船舶安全性能的检测。
??船舶机械设备的自然故障多数因为环境恶劣、材料不足、设计结构不合理等造成的故障。也有长期使用、保养不足所造成的故障。这种故障分严重程度，一般局部故障可以直接处理，无需将船舶停航；大型故障可能会引起某些功能丧失，必须停航处理故障；全局型故障则需要将船舶送往修船厂进行综合修理。除此之外，出现故障时一定要清楚了解此故障是否会渐进为其它故障，或者因为某种故障引起其他故障的发生。但对于船舶维修及排查仅靠人力来完成还远远不够，所以，依靠维修理论、科学维修方式、分类维修、统一维修等方法，才能提高设备的工作效率。
??3船舶机械设备的状态监测和诊断方法
??3.1振动分析法
??振动监测法主要适用于监测存在于船舶柴油机作业时的振动情况。振动监测法优点在于易操作简易、精准性较高、效率高等。因此被广泛应用于船舶机械设备的诊断活动中。具体如下：①监测气阀漏气的振动观察气缸振动出现的时间差线状图和气阀规律信号，并对其进行监测和分析，判断其激励源的振动响应的功率谱线图是否出现漏气的故障问题。②监测柴油机主轴承，判断其磨损问题利用倒频谱和功率谱的两种综合性分析法分析是否柴油机的轴承出现损耗过度的故障问题。③监督活塞、缸套振动，分析其磨损问题活塞缸套磨损时，主机出现振动频率和幅度不相符的现象，此时分析功率谱最高值和总能量的参数对比可以判断活塞缸套是否出现磨损。
??3.2油液分析法
??基于整体监测船舶机械设备磨损问题的考虑，首先从油液诊断着手，是指对机械设备的润滑油管理情况予以监测，具体是指润滑油的油质种类、磨粒含量、体积、含铁量等。目前，常见的油液分析法包括污染度指标分析，光谱走势分析，铁谱分析以及在线、离线相融合的共用法。
??3.3热力参数分析法
??船舶机械设备监测法借助柴油机内部运行时汽缸的排气温度差，压力示功幅度图等判定机械设备作业情况。该监测手段的优势在于实现了动态的实时监测，被广泛普及和应用。示功图的观察由于内含多个数据可以求出具体的汽缸功率和压缩压力等参数，所以得知其内部燃烧情况。
??3.4综合分析法
??该办法主旨是整合各个故障分析法，包括前面提到的三种监测法进行汇总和整合，从而依据取长补短，有机融合的准则开展信息计算的数据提取，分析和预判，从而得到诊断性的船舶机械设备故障，促进船舶机械设备的安全、高效的运行。这一方法具有择优处理、弥补缺漏等优点，有利于船舶机械设备的状态监测精准性。
4油液污染控制标准
目前，油液分析技术是船舶机械设备状态监测技术中最具效益且高速率的一种技术。主因是油液分析做到对机械设备的液压系统的动态分析，能够确保机械运转产出的污染物体受到严格把控，为此也成为了维护船舶液压设备安全、可靠作业，延长使用时间的好途径。伴随着液压监测技术的日渐成熟和普及应用，该油液污染控制技术相应的也日趋成熟，油液污染问题已经得到了良好的控制，这可以从运输的船舶所在的海域范围内抽样监测，从而得到直观的污染指数、颗粒物大小等的指标数据。
现阶段，国际上已经成立了液压污染控制技术组织，主要职责是负责全球的地域工程机械液压污染控制技术的推广、应用和普及，同时编制出一套标准化的液压污染控制技术的内容规范和技术标准。现在我国已经严格按照国际污染度指标的ISO04406进行油液污染程度的衡量。除外为了能够迎合本国各类工业部门的发展需要，我国也已经自主建立了一套尚未健全的液压污染控制标准，应用于监测航空液压系统的油液污染程度。
结束语
目前，船舶机械设备状态监测及标准应用已经取得了一定的成绩，但是为了更好地服务现代化建设，我们要不断提高设备生命周期的状态监测技术和故障诊断技术的应用，加快船舶机械设备状态监测技术标准体系的建立，尽快完善各种监测技术的数据采集分析、传递诊断和存储标准，使设备监测技术不断发展完善，实现船舶机械设备安全、有效地运转。
参考文献
??[1]张亮亮.提高船舶机械工作可靠性探究[J].技术应用.2018，（17）：111-112
[2]王雪山.探析船舶机电设备故障诊断方法[J].现代制造技术与装备.2016（04）：116-117.
[3]高伟新，焦玉斌，孙建中.柴油发动机电控系统故障诊断研究[J].山东工业技术.2015（22）：203.
[4]袁慧五，余超，刘信.基于油液分析的舱底腐蚀监测技术可行性研究[J].中国修船.2016（02）：10-12.