轮机修造检验常见问题分析
2019-01-16景美
景美
(武汉理工大学能动学院轮机工程1703班,湖北 武汉 430063)
轮机系统作为船舶系统的重要组成部分,其可靠性、安全性以及实用性对船舶航行及其安全都会带来严重的影响。当前随着现代轮机工程技术的不断发展,船舶轮机设备及其配套的检验、检测等技术不断更新,而由于轮机修造检验对于轮机正常运作的重要性以及轮机检验复杂程度较高、工作较为繁琐以及专业性的特点,我们有必要对船舶系统的轮机修造检验进行持续的专门课题研究,这对于保障船舶航运任务、保护生命财产安全都具有十分重要的工程价值。
1 轮机修造检验常见的问题
轮机修造检验中常见的问题主要集中在船舶主机系统、轮机辅助系统以及轮机安全系统,3个方面如下。
1.1 船舶主机
船舶主机是船舶轮机修造检验最容易发生问题的部位之一,其问题归结起来主要有主机冷却水套出水管路的问题以及主机运转振动带来的机械松动问题。
首先,在主机冷却水套水管路问题方面,轮机高燃的原理设计主要是为了提升轮机热能利用率,而部分船舶为了提高主机的热能利用率,在冷却水套出水管路系统需要安装闸阀来提高冷却水的初始温度,但是这种设计往往会因为水温的升高以及轮机高压的特点导致水压的升高,由此主机排气冷却水管路系统在高压高温的运行过程中容易产生高压蒸汽,一旦超过管路所能承载的最大压值很容易出现严重的安全事故。
其次,船舶主机机械方面,由于船舶主机自身结构以及燃料属性的特殊结合,主机机械运转所产生的振动是不可避免的,由此在长时间不间断地运转和振动作用下,主机机械的紧固螺栓很容易出现松动,导致主机固定失效的严重安全问题,这种机械振动引起的紧固缺陷不仅会大大降低主机各部件的使用寿命,加重各主轴承的磨损程度,与此同时,螺栓松动还会使尾轴轴线产生位移,进一步恶化加剧动力系统振动状态。
1.2 轮机安全系统
轮机安全系统设计和应用的根本目的在于通过专业人员的操作有效降低轮机故障的发生概率,从而在检验、预警检测、维护保养等操作下进一步保证轮机设备性能以及船舶人员的生命财产安全。在整个轮机安全系统的设计上十分强调专业人员的责任意识和业务能力,而现实中轮机修造检验过程中通常由于实际设备的安全以及人员意识和操作不当,产生以下3个主要的问题。其一,机舱间挡火预警装置的缺失,一旦机舱出现失火事故,不能够形成控制火势的隔离带,从而对人员生命财产造成严重的威胁。其二,燃气管道的设计缺陷。轮机燃气管道的形态是决定轮机安全性能的主要影响因素之一,倘若管道形状不便于燃气输送,在失火事故处理上,很容易造成较为严重的后果。其三,消防系统问题。在船舶轮机消防安全系统问题主要集中在消防水泵水压以及出水方式两个方面,比如消防水泵水压不足,很难再明火事故处理上对火势进行有效的控制,还比如针对船舶火源的数据分析上很大一部分来自于油类,而传统的消防系统水枪柱状出水的形态很难对油类火源火情进行有效的控制。
1.3 轮机辅助系统
轮机辅助系统主要包括主机燃料供给以及滑油供给两大系统分支,其在检验过程中通常出现的问题部分包括燃油舱、滑油舱以及管道3个方面。具体来说,
(1)油料仓储材质以及形状问题。不管是燃油舱还是滑油舱其液位计的材质一般都是塑料材质,如果在遭遇明火事故过程中,液位计材质很容易成为推波助澜的主要凶手,带来更为严重的火情。在燃油舱柜的空气管其设计形态一般为直管式,这种形态的设计很容易使燃油舱混入杂物,与此同时,也很容易使空气管直接掺入可燃气体,如果舱室通风不畅,很容易带来火灾险情。
(2)管道设计的缺陷问题。管道是轮机修造检验最为重要的部位之一,如果管道设计不合理,不仅在遇到火灾事故上会增加危险系数,同时还容易造成管道介质的泄露。比如,部分船舶采用的螺纹套筒连接燃油管路,而由于轮机运转振动以及航行中液体颠簸冲击的不可避免性,很容易因为接合部位松动造成燃油滴漏和泄露问题。与此同时,部分机械连接结构也很容易对管路造成堵塞的问题。具体来说,比如油料管路使用非耐油性的橡胶,在长期的油溶发胀作用下很容易造成管理堵塞的问题,部分密封部件安装以及设计方面的不合理,不足以长时间的在高压高温的恶劣环境中确保轮机管路系统的正常运转。此外,船舶轮机所使用的油料品质也会对管道带来诸如腐蚀等缓慢磨损的问题。
2 轮机修造检验优化策略
2.1 提高专业人员的责任意识和业务素养
在众多的轮机检验常见问题的研究总结中,轮机修造出现问题很大程度上受人为因素的影响,由于专业人员数量不足、专业人员操作不当以及人员缺乏职业责任和端正的工作态度都是人为操作失当的具体表现,一旦出现问题,都会给自身生命以及船舶其他人员的人身安全和财产带来严重的问题。由此不得不重视人为因素的重要影响。对此,一方面要对于专业修造检验从业人员,一个是从责任意识进行思想教育,这既是对自己负责,同时也是对他人负责。一个是通过不断的培训、定期的考核提高专业人员的业务素养。新人的检验操作一定要有有经验有能力的老师傅在身旁进行亲身指导,不断更新检验设备,引入诸如红外线检验、虚拟技术检验等先进的轮机故障检验技术,更高效地完成检验作业任务。另一方面,作为船舶管理者要不断从全船工作人员角度进行安全知识培训,营造船舶安全文化氛围,发挥好集体监督的作用,在遇到紧急事故上能够最快最优的应急方案进行处理。
2.2 船舶主机
针对船舶主机2个易见的问题,我们应该从设备安装、系统设计等多个方面进行控制,针对主机排气管冷却水套出水管路的高温高压环境问题,应该在管路系统的设计环节做好模型检测,安装性能足够的安全阀和卸载装置,在满足轮机压容器压力需求的基础上,检测管路系统压力极限,确保能够在轮机正常运转下满足压力需求。针对主机机械紧固问题,在安装环节要根据实际工况在满足规范的前提下对紧配螺栓进行安装操作,通常来说,紧配螺栓不能够少于螺栓总数的15%且不少于4个。与此同时,在日常维护过程中,要定期对螺栓松紧度进行检查。此外,由于轮机振动的不可避免性,要定期对轴系进行检修,通过先进设备对主机各轴承轴瓦等关键器件进行预警监测,做到及时发现问题。
2.3 轮机安全系统
(1)在轮机机舱内部做好防火结构设计,机舱外通风管路设置能够挡火闸,钢化材质。机舱内部合理布置防水装置,方便油料火源火情的控制,在消防器具上针对通常的船舶轮机火情,比如布置专门针对油料火源的粉尘灭火装置,更新传统柱状水枪,采用水雾水柱两用类型的水枪,提高对于火灾的处理效果。
(2)周全考虑燃气管路系统的设计,避免管道形状设计影响消防效果,有效规避火源。此外,结合轮机辅助系统中常见的管道系统问题,针对燃滑油料的仓储材质以及空气管的形状问题,既要做好可燃介质管道间的套筒焊接或者法兰连接,对于高压高温等条件硬要求的管道部位安装压力传感器,实时监测管道压力,及时预警,及时解决压力异常问题,确保管道压力能够满足机械的正常运转。空气管尽可能避免直式,尽量采用鹅颈式的管状结构,避免燃油舱混入杂物,有效降低和规避可燃气体流通不通畅带来的火灾危险系数。针对管道结合部的密封装置应该选用耐油橡胶、石棉板或者其他耐油性材料,此外,在选购油料的时候,不能够只图成本低而忽视油料杂质对管道的腐蚀性危害。
2.4 轮机辅助系统
由于燃油舱和滑油舱隔离不当造成的燃滑油混合问题,我们在舱结构设计过程中应该在两舱之间设立必要的隔离装置,比如压载水枪,空舱隔离或者加大两舱的间隔距离。针对油料舱液位计材质问题,应该尽可能选用带防护罩的自闭式装置,玻璃材质能够有效防止因为明火燃烧高温带来的变形、破损等问题。此外,即便是液位器出现破损,也能够依靠自闭式装置有效规避轮机二次事故发生。