船舶轮机主要设备故障现象分析及处理

蔡欣荣

【摘 要】随着运行时间的增加，船舶轮机设备出现故障不可避免。发生故障不可怕，重要的是能及时处理好故障，保证设备的安全稳定运行。笔者就船舶轮机设备故障现象及原因进行阐述，并介绍了相应的处理办法，最后以故障案例加以分析，可供参考。

【关键词】故障现象；原因；处理办法

船舶轮机设备主要是指为船舶机、电设备所备用的部件、配件及零件。广义上也包括机舱工作所需的备用品、材料物资和工具等。近几年来，随着船舶运力的不断发展，船舶轮机设备也越来越复杂多样。并且随着运行时间的增加，船舶轮机设备也不可避免地出现各类故障。事故统计显示，由于轮机设备故障造成的事故也逐步上升。因此，如何管理好船舶轮机设备，在出现故障后能及时处理好问题，使它们处于最佳的运行状况，就成为了船舶轮机设备管理者十分重视的话题。

1.船舶轮机设备故障现象及原因分析

船舶轮机设备有诸多“交点”，所谓“交点”是指船舶轮机设备中两种工质或两套机构（两套系统）的交汇点。诸多故障往往就发生在这些“交点”上。

1.1 隔离型交点

如柴油机气缸盖、润滑油冷却器等。其工作特征是压力大小或温度高低不一的两种工质交汇在这里进行热交换，并依靠密封垫片或橡胶密封圈、换热管或型腔将两种工质隔离。常见故障是低压系统压力升高或出现了高压系统的工质；高压系统压力降低或流量减少。比如柴油机膨胀水箱出现气泡或油花，就说明柴油机气缸盖垫床损坏，不能将气缸中的高压燃气与柴油机淡水冷却系统隔离。

1.2 旁通型交点

如柴油机淡水冷却系统的节温器、液压舵机的安全阀等。其工作特征是系统中的工质工作参数变化时，一部分工质经过阀门旁流通到另一系统或本系统的另一回路。常见故障是系统工质流量不足或执行机构不能动作。比如舵机转舵油缸不能动作，常常是因为安全阀泄漏严重或卡在开启位置一直处于旁通状态所致。

1.3 共用型交点

如泵控型舵机追随机构控制的两台变向变量泵液压伺服变量机构及它们的联动杆等。其工作特征是同一套机构可同时控制两台设备动作。常见故障是其中1台被控设备出现问题，连带另1台被控设备也无法动作。比如某船由五点式追随机构控制的两台轴向柱塞式变向变量泵的舵机突然不来舵，其原因是其中1台不工作的舵机油泵液压伺服变量机构被1粒电焊渣卡死，连带另1台正在工作的舵机油泵也无法供油而使舵机不能转舵，只要在两台泵液压伺服变量结构的联动杆处轮换单接其中1台泵，就能找出故障所在。

2.处理办法

所谓“软硬兼施”是指处理轮机设备故障要采用“软硬”两种办法。所谓“硬”办法，就是采用处理故障的基本原则去判断故障的症状、分析故障原因及选择处理故障方法。适用于能从逻辑上判断正确，从理论上分析到位，再着手拆检验证的“显性”故障处理。所谓“软”办法，就是采用处理故障基本原则以外灵活的方法。适用于一时不能确定症状、原因的，没有完全把握“锁定”目标的，但可先“锁定”的零部件进行替换验证，再去拆检验证的“潜性”故障处理。

2.1 处理故障的“硬”办法

根据图1来说明分析处理故障的3个基本原则。

图1 故障分析

1）“先常见、后少见”原则。即在分析故障原因时应先考虑常见的原因，然后再考虑少见的原因。图1中方框①～⑤所出现的问题都视为常见故障，而少见的故障一般是偶发性的、理论书上找不到的故障。比如方框⑥是比较少见的故障。

2） “先外部、后内部”原则。即当故障出现后，应先分析机器的外部原因，然后再分析机器的内部原因。所谓外部就是比较直观的如进出压力表，管系阀门、机器的辅助设备等。图1中方框⑤、⑥就是机器的内部原因，其他则是机器外部的原因。

3） “先简单、后复杂”原则。即分析故障时要先从简单原因着想，后考虑复杂原因。往往是几个同时出现的，很容易误导分析和判断思路的故障称为复杂故障。比如上例中，液压系统工作时出现不能建立压力，处理故障的过程中发现更换液流阀后仍不能建立油压，最后查明原因在液流阀出故障（图1中方框④）的同时，配油盘定位销脱落而错位，造成液压油通过冷却道回油箱（图1中方框⑥），使得系统无法建立油压。

2.2 处理故障的“软”办法

在使用“软”办法处理故障时要注意：要把替换验证下来的部件进行拆检验证，从理论上能分析到位，也就是让“潜性”故障变为“显性”故障，回归处理故障的基本原则；采用处理故障基本原则以外的灵活性方法，也应该有一定的依据，包括要有一定的条件，考虑替换部件的工作量大小，不能盲目地东拆西换。

1）利用发生故障设备所配备的进出压力表处理故障。

“往复泵启动后不供液或流量太小”的故障还可利用泵吸排压表的方法来处理故障，见图2。

图2 利用往复泵泵吸排压力表

处理不能供液或流量太小故障的方法

2）关注设备发生故障前的维护保养。要注意上次检修的项目、使用时间、故障是否有人处理过。某船比例式控制液压系统发生了“压力低，调不高，且压力有波动”的组合故障。经查实前一个故障是该系统的比例式溢流阀先导针阀损坏所致。在解决后一个故障时，通过该船轮机长了解到在故障发生前曾经对该系统的双联式滤油器进行过维护保养。再加上还发现液压系统噪声有点大，判断故障就出在双联式滤油器上。经过检查，其中一个滤油器盖子漏气。

3）利用现有设备来缩小故障范围。如果不能正确地缩小范围，工作就无从下手；另外，不能光靠测试仪器来缩小范围，还要善于利用现有设备来缩小范围。

某船156.8kN·m电动液压舵机出现转舵慢（48～50s）故障。该舵机有2套电机设备轮换使用，其中1台伺服电机与由发送器和跟踪器组成的AEG配合工作，能自行跟踪，另1台伺服电机不能跟踪。在机械上也有两套独立的泵组可轮换或同时使用。但它们共用1套油缸以及五点式追随机构控制。该舵机出现这样的故障，就可利用现有设备来缩小故障发生部位的范围。

第一步，把跟踪操舵转换为非跟踪操舵。若故障消除，说明故障出在有AEG的电气上（一般可能性较小）；若故障未消除，说明故障出在有变向变量泵的油路上。

第二步，把左泵工作转换为右泵工作。若故障消除，说明故障出在左泵所在的油路上；若故障仍未消除，说明故障出在两泵的共同点上。即在用1个联动杆连接两泵的液压伺服变量机构上。那么究竟是什么故障呢？两泵液压伺服变量机构是靠油压驱动的，供油方式有两种，一是泵自供油，由于泵能变向供油，故在泵两个油道上设有两个单向阀；二是辅泵供油，主要是解决两泵在中位时无法自供油的问题。当某1台泵有单向阀卡死在开启位置时，辅泵所供的小流量油被大流量的主泵吸空，变量机构无油驱动，只能被另1台主泵变量机构强行缓慢拉动。反过来，也使另1台主泵变量机构只能缓慢移动，导致主泵流量变小，从而使舵速减慢。只要把两泵变量机构拉杆在联动杆上的连接插销轮换脱开，就能找到故障。

3.故障处理实例

笔者主持修理某工程船液压系统，最后调试时，5个液压马达中只有1个是正常的，同时出现了4个故障：1个液压马达不能转动；1个液压马达只能正转不会反转；1个液压马达只能慢转不能快转；1个液压马达只要其他液压马达一转，它就跟着转。面对这些故障，一开始的思路是：力图找到这4个故障的总根源，结果不行。后来换一种思路，针对各故障，采用拆检、替代等具体的验证方法，分别在液压系统中的平衡阀、比例流量阀、电液换向阀等液压控制阀找到故障原因，4个故障很快全部处理。

有些轮机设备在出现故障时，真正的原因往往会被一些假象“伪装”起来，有时同样的症状是由不同的故障造成。比如船舶燃油辅助锅炉在外界用汽量大，燃烧强度没有及时跟上，又未及时加水的情况下，导致锅炉内压力降低，大量溶解在水中的气泡逸出，使锅炉水位（由气泡与水泡组成）出现“虚高”的假象，很容易造成锅炉失水的事故。

又比如在修理某轮液压起重机时，发现变幅油缸空载和重载上升，系统油压都比变幅油缸下降时的系统油压要高。起先认为是单向节流阀在变幅油缸下降时节流程度不当所致，事实并非如此，真正的原因是液控单向阀装反了，那么，按道理说阀装反则变幅油缸不能上升，巧合的是此阀阀孔的端平面是毛胚没有加工，这样，使阀4的锥阀与阀孔密封不好，形成反向节流流通，造成油压升高的假象。

其实，任何假象也是有其特征的，这个特征就是违反常理的“伪真”。就如上几例来看，锅炉没有加水，水位怎么可能反而会升高，变幅油缸空载和重载上升，油压为什么没有区别。只要能去伪存真，就容易排除故障。

4.结束语

综上所述，船舶营运中，轮机设备的科学管理以设备故障的科学处理，对保证船舶安全生产、提高营运率、降低成本支出等具有举足轻重的作用。而本文所总结的轮机设备故障现象原因以及介绍的故障处理方法具有一定的普遍性，可供参考。

参考文献

[1] 王金祥；严忠平.排除船舶轮机设备故障的“思路型”做法[J].机电设备，2010年02期

[2] 周国清.船舶轮机设备管理[J].中国水运（下半月），2010年04期