船舶主机状态监测与故障维修研究

郭勇,李吉端

摘要：随着我国海上活动频率的不断增加，对船舶承载能力提出了更高的要求，因此，如何提升船舶主机使用性能，提升船舶承载量成为科研、制造和维护一线工作技术人员的主攻方向。在此背景下，船舶主机的深入研究及制造进入高速发展阶段，对船舶主机状态监测及故障维修就显得尤为关键。主机系统是船舶的动力核心，其性能及高效性直接关系到整个船舶航行安全，基于此，在文献对比法和理论分析法的基础上，结合工作实践，就船舶主机状态进行监测，选取使用先进的故障维修方法，为确保船舶主机运行稳定，提升维修质量具有积极意义。

关键词：船舶；主机；状态；监测；故障维修

0引言

船舶主机系统在实际运行中存在不可避免的故障，只有掌握科学的故障诊断与分析方法，才能保证故障检测的及时、准确、高效，并采取有效的故障排除措施。船舶最重要的部件是船舶的主机，船舶主机系统是船舶系统的主体，必须采用科学的故障分析方法对主机故障进行分析，实现故障的高效判断和识别。主机的有效维护不仅关系到船舶的使用寿命，而且与船舶的安全航行息息相关。在船舶日常维修管理中，首先由相关人员按照船舶主机机电进行维修和保养，在维修中，不仅要对启动元件和燃烧元件非常熟悉，而且掌握相关阀门、输油管道的布置，要求全面了解船舶主机机电工作原理和思路。这样，在主机系统的检修过程中，可以实现故障点快速定位和短时间检修的目标。

1船舶主机系统故障诊断的必要性

船舶主机作为稳定的核心动力设备，其重要性不言而喻，主机系统故障诊断工作是重中之重，这就导致主机系统的组成相对复杂，现有的船舶动力推进装置主要是柴油机驱动装置，有少部分军用船舶，如航空母舰等使用核动力主机和电动主机。船舶主机系统主要有三台主动力装置、辅助动力装置等辅机和设备。其他构筑物运行中的每一个设备小故障，都会影响整个船舶的正常运行，而常见的隐患是海水循环系统故障、低温淡水冷却系统故障、油料系统故障、启动系统故障、进排气系统故障等都会对船舶主机系统的正常运行产生重要影响，任何故障都会造成船舶及工作人员的生命财产安全。

同时，开展合理有效的设备故障诊断工作，可以节省相应的维护成本，因为如果运行中的设备有一定的故障，这肯定会影响整个船舶机电设备的正常运行，对整体工作产生影响，所以，早期的排除故障工作可以快速确定产生故障存在的确切位置，相应的维修人员确定了故障发生的位置和原因，可以有针对性地制定相应的维修计划，因此节省了大部分时间和成本支出，避免毫无线索地开始工作，减少不必要的故障问题。

2船舶的主机可靠性分析

船舶主机可靠性分析是保证船舶机电系统有效维护的关键环节，船舶主机可靠性分析不容忽视。船舶主机的可靠性定义为船舶主机在规定的工作条件和有限的时间内成功完成规定的各种动作的能力。同时，还可以通过分析主机的故障率来研究主机的可靠性。另一个比较常用的指标是船舶主机机动性能，主要评价标准是看到主机能够快速敏感地完成任务，船舶主机机动性能是保证船舶安全的重要因素，如果船舶机动性能不好，船舶主机从起动到全功率运行要花费更多的时间和燃料，同时也影响船舶安全。船舶在行驶过程中如遇到限定时间区域，则需要主机在运行过程中越过共振区的速度要足够快，但是前提是必须保证轮船主机参数运行正常。主机机动性能越好，则完成跨越共振区间的时间越短。

3船舶主机状态监测与故障维修措施

3.1船舶主机监测报警的应用

一套完整的监测系统由信号传感器、信号采集中心、信号传输和信号显示装置组成。信号传感器一般由模拟信号和数字信号、脉冲信号、网络信号组成，用于采集系统运行参数、将收集到的数据传送到信号采集中心，信号采集中心统一将分散的信号通过信号电缆传输至集中控制室的信号处理中心，通过计算机或信号灯显示，从而达到信号的可视化显示和报警效果。在船舶航行过程中，工作人员通过计算机和信号灯对主机运行中的参数进行监控，保证主机有效、健康运行，从而快速判断哪部分或哪个点出现故障，从而直观、快速地发现主机存在的隐患和问题。

3.2船舶主机系统故障树分析法树形图的构建

船舶主机系统是整体船舶正常运行的动力源头，因此对船舶主机系统进行故障诊断工作不得有丝毫怠慢，而通过故障树分析方法对船舶主机进行故障诊断能够准确、全面的发现故障的起因及问题发生的概率，并确定科学、准确的防范、解决措施，而故障树分析法的重要任务就是树形图的建立，由于船舶主机系统和其他简单的电器设备在功能上存在极大差异，使得船舶主机系统机构工作原理极为复杂，整体系统中包含了各类设备及辅助装置，任何一个细小的问题都会存在不同的几率引发整体主机系统的瘫痪，因此在此过程中的树形图就应该以船舶主机的常见故障为主干，分析其中的各类问题，如海水系统问题、喷油器冷却淡水系统问题等二级问题，然后再以二级问题为出发点，分析出发动机出口高温淡水温度升高或降低等原因产生的影响，把实际运行中的工作状态及问题与树形图的理论做到科学合理的结合，并根据维修技术人员的工作经验及设备之间的联系构建清晰、准确的树形图，通过树形图反馈出的信息进行分类，层层筛选对应存在的问题，从而深入、直观的发现船舶主机系统运行中可能发生的隐患。

3.3增强船舶主机部件的高效维护

主机的各部件是组成船舶主机系统的重要部分，维护管理人员应在对船舶主机系统进行检查的过程中定期将各部件进行拆分，检查结构内部是否存在安全隐患，并对存在问题的部件进行更换或维修，保证部件在系统中能够正常使用。同时，还应注重部件的清洁工作，应按照具体的系统说明书进行船舶主机的机电部件的安装工作。最终，能够使主机部件都具有较高的使用性能。同时，在对相关部件进行维护的过程中，应结合实际船舶主机运行系统的运行情况来看，根据实际的需求情况，对部件的使用性能进行合理的调整。举例来说，在对船舶主机部件进行检查的过程中，发现排气阀在运行时出现停滞或动作杂乱的情况。此时，对排气阀进行全面的检查，包括对相关部件的检查，例如对扫气箱的检查，经过检查得知，导致排气阀出现以上问题的主要原因，是在扫气箱内出现烧黑、断裂的情况。维修人员应及时对其进行维修，保证其正常的使用性能。

4结束语

综上所述，在船舶航行中既使精心维护主机的前提条件下，也不会完全避免故障事件的产生，因此，要求我们在船舶的维修过程中细化故障原因，各部件的安装要适当，以充分保证维修效果。为保证船舶主机的有效运行，检修技术人员应定期参与培训，定时检查维护，确保主机功能满足实际工作需要，使其始终处于良好的工作状态。总之，希望通过相关人员的不断努力，能够保障船舶行业的可持续发展。

参考文献

[1]吴善跃，任凤华，陈昕，吕跻.船舶主机中间支架轴向振动故障监测实例分析[J].中国修船，2022，35(02):4-7+11.

[2]陈华伟.电气隔离故障保护技术在船舶主机压力参数监测中的应用[J].中国高新科技，2022(02):66-67.

[3]李长青，林彬，魏海滨.基于神经网络的船舶主机零件磨损监测方法的研究[J].中国设备工程，2020(22):150-151.

[4]张久安，李鹏展.浅议船舶主机状态监测与故障维修[J].中国设备工程，2020(09):25-27.

[5]李广磊. 数据驱动下船舶主机状态监测研究[D].大连海事大学，2019.DOI:10.26989/d.cnki.gdlhu.2019.001468.

[6]邹翀，竺玲珑.船舶主机热力参数监测与诊断技术研究[J].舰船科学技术，2018，40(12):82-84.

[7]刘伊凡. 营运船舶主机性能退化和健康管理方法研究[D].大连海事大学，2018.

[8]陈彪，陈礼建，包芸，向晋祥.基于LabVIEW平台的长江航道测量船关键设备监测系统设计[J].中国水运.航道科技，2016(02):32-36.

[9]李浩，迟明延，孙铭明，韩松.船舶动力装置状态监测系统研究[J].电脑编程技巧与维护，2015(02):17-18+37.