提高船舶机械工作可靠性的探析

薛加荣

（扬州辅臣船舶设备安装有限公司，江苏扬州 225200）

0 引言

机械设备是船舶内部部件的重要组成，同时设备可靠性受到公众的关注，船舶设备所处的外界环境相对恶劣，同时设备可靠性保障方面难度比较大。机械设备可靠性是指产品在规定条件之下，即在一定时间内完成既定工作的能力，特别是针对于船舶设备来讲，提高设备可靠性，可保证船舶的稳定性，对船舶安全行驶具有重大的保障作用。结合维修经验，在设备维修时，要建立起以预防性维修为主体的维修机制。新型维修方式能够增强设备稳定性，也可防止过度维修的不良问题。

1 船舶机械设备失效的机理及原因分析

轮船内设备的失效，有早期设备设计失效和磨损性的失效，早期失效多数是由于设备设计制造存在一定的问题，设备操控人员操作不太规范，或者设备使用环境相对恶劣。针对这些问题，需要早期做好相关工作，及时做好调试，通过设备调试磨合来处理失效问题，偶然性失效是设备在运转时突发状况，而造成设备停止运转，这种失效的概率不大。有些失效是由于外界偶然性因素而产生的，有一些是人员违章操作和维护工作不到位等问题造成的。此外，由于船舶器设备在使用时，经常会发生磨损，造成设备功能失效。一般状况下，船舶设备在工作时有磨损，各设备内部的部件在复杂环境下，会产生腐蚀、疲劳、分化。磨损后的设备性能也会随之下降，在这种状况下，要求工作人员加强对设备及时维护，发现失效的零部件，快速更换，进而减少设备失效率发生[1]。

2 船舶机械设备的可靠性特征

机械设备与电子设备在可靠性方面，国内有很多的研究，设备由于自己的特征一定造成设备可靠性检测流程相对繁琐，再加之技术保密性、封锁性的限制。在一些产品合规性方面，技术进展更加缓慢，针对于船舶设备可靠性，主要有以下特征。

（1）船舶的机械设备功能特定性比较强。船舶设备的功能特征性相对较强，很多设备设计人员会按照标准来设计，如船舶机械设备内的轴承、齿轮都是标准件，但是其余的都是根据工作需要进行特殊化设计，这就造成了设备通用性较弱，它不像电子设备那样，能够设计出系统、可靠性的检测规范。

（2）设备的失效机制多样化，可靠性的理论相对薄弱。通过对相关的统计数据分析发现，电子产品故障大多数是随机性的故障，而且电子设备的故障概率会服从于正态分布，它与电子产品相比，船舶机械设备大多数是损耗、疲劳、腐蚀等相关故障，而且故障出现多是随机性的，随着时间推移，失效性也变大。有很多复杂特殊性的失效制度，在不同时间节点，观察值具有不可重复性的特征，很难直接测得表中的数据值[2]。

（3）设备内部的部件体型小，但价值昂贵。轮船上的阀门对零部件的可靠性要求高，这些阀门设备价格相对昂贵，而且所处阀门位置风险大。部件具有一次性使用的特征，结合轮船设备机械通用性进行高性能检测时，实际上它都是根据具体设备来设计，在这种状况下，使得检测工作的人力、物力成本及使用周期增加。

（4）机械设备所处的环境处于封闭的状态。轮船机械设备内部的零部件工作多是处在高温、高燥、高湿的状态下，在这种恶劣环境下，机械设备和其他电子设备维修任务不同，所处的环境也存在很多的差异，外界环境对设备的可靠性有巨大的影响。

3 以可靠性为中心的维修机制的建立

（1）RCM（Reliability Centered Maintenance，以可靠性为中心的维修）的思想。以设备可靠性作为维修工作重点是轮船维修工作的新发展趋势，使用预防性的维修方法，这种维修思想核心可以使设备更加可靠，以可靠性的理论作为核心，制定出合理预防性维修的规则，使用相应的设备维修方式。在这种方式下，能够显著降低设备内部维护费用，而且还可以使得设备维护性得以提升。一般状况下，虽然系统可靠性程度与早期设备设计有着紧密的关系，然而在设备运转时，只能够通过应用恢复的方式，来保证机械设备能够持续稳健的运行，但是如何提高设备自身可靠性水平，在后期设备的使用中困难度增加。在RCM 的新型思想中，以设备固有特性作为基础，不能够全部以设备使用时间作为基础依据，将多余无效的工作进行整合，在选择维修方式时，也不会局限于现有传统的维修方式，而是考虑到了定期维修工作方式[3]。

（2）RCM 与传统维修思想的对比。RCM 与过去传统的维修方式相比，具有更明显的特色优势，特别是RCM 对维修方式有更深的尝试，但是并没有将预防性维修工作与可靠性相连接。简单认为其两者是有正比例性关系，在维修设备工作方式上，选择确定维修方式，要综合考虑到设备使用的适用性，基于故障结果特征，有效弥补传统方式展现出来的不足之处，可有效消除失效的问题现象，当然也能够有效防止维修过度问题发生，在RCM方案制定时，可高效结合现有数据逻辑判断以及维修经验来设计出维修工作手册，控制维修费用投入，达到整个系统维修可靠性目标。

（3）RCM 的操作流程。一般状况下，RCM 在轮船设备可靠性检测中，需要工作人员先确定好维修的项目，再构建出RCM的检修机制，要检查整个设备的安全性以及是否存在一些安全隐患。将重点的维修项目都纳入到预防维修手册中，对于那些其他非重要性项目，一般会使用事后维修工作方式。

（4）制定重点性维修项目对策。对于机械设备内部元器件安全性影响重大，使用预防性维修，如果预防维修费用低于事后维修成本，并且低于设备故障带来的损失，就可以采取合理有效的预防策略，对于隐患后果故障和项目采用预防性的维修，以防止出现多种故障问题发生。根据设备实际状况，选择更加科学合理维修方式，确定每项预防维修工作及维修间隔期，将时间间隔期相近维修工作整合在一起，制定出高质量的维修手册。

4 轮船机械设备可靠性的研究展望

机械设备是国内船舶设备内部的关键部件，设备自身的稳定性、可靠性受到关注。但是国内船舶机械设备可靠性研究方面起步比较晚，但是未来发展前景广阔。随着国内科学技术的发展，轮船内部零部件向着微型化方向发展，同时也会带动机械设备向自动化、智能化发展，进而会促使船舶工业的快速发展，提升微型机械设备和机电系统可靠性。自动控制技术在检测研究方面有更好的发展，船舶设备也会由手动操作，未来逐步向自动化、智能化、仿真化的方向发展。基于机械设备种类不同，而形成大量检测数据，目前国家已经建立起相应检测数据库，使得检测数据结果更加精确[4]。

5 提高轮船机械工作可靠性的策略研究

（1）加强预防性的检查和维护。增强轮船设备的风险检查和维护支持，维护工作人员要从多个方面入手检查设备内部润滑油质量是否达标，设备分析中检查润滑油品质优劣，分析润滑油物理特性是否出现改变。润滑油物理特性主要是改变设备内在条件，而引发的一些温度变化导致的润滑油黏度、凝点的变化，物理特性的变化是指一旦使用条件恢复，也会使设备功能随时恢复。润滑油的化学性能和油的成分密切关联，在存储和运输时，如果处理不恰当会使润滑油发生氧化、添加剂挥发，而且内部含有大量杂质，显著改变润滑油的特性，影响整个设备的运转。因此，在设备维护保养时，重点检查润滑系统，选择过滤精度更高的精密仪器设备，及时检查润滑油的污染状况，整理形成数据信息，以能够掌握设备的磨损规律，从而可以有针对性预防，如制定合理的改善措施，定期清洗油箱，排除污染物，对油箱透气孔加装空气过滤器等，有效隔离外界的污染。

（2）做好机械设备的维修设计。维修设计是指定合理的维修方案，在很短时间，能够使设备快速恢复功能，使用较少维修材料资源，维修设计师还要遵循必要工作原则，首先提供有效检测工具，以使用户的维修人员能够及时发现设备故障。其次，设备部件维修工具要能互换，使用现有设备备件，可以显著压缩维修时间，提高维修工作质量。对于采购新设备以及引入新技术，都要及时归入技术档案库中，以便能够为后续维修工作提供技术资料支持[5]。

（3）提高轮机管理人员的可靠性。维修工作人员日常工作内容就是监测机械设备失效状况，轮机设备可靠性对船舶设备的稳定性的提高都有着重大影响，据有关数据统计，因为人为原因因素而引起设备故障占了近80%，剩下的20%是由于机械设备本身的性能不佳而引发的。维修人员技能无法跟上现有技术发展步伐，轮机维修人员缺少专业性，储备的知识更新赶不上新设备发展，使得轮机设备管理工作人员缺乏相应的维修工作能力。在维修时，维修人员受到自己主观性的影响，而导致设备出现故障后，不能准确判断问题所在，设备操作不当也会造成设备故障数量激增。因此，要提高轮机设备操控人员的能力，提高人员责任心，给予员工更多的薪酬待遇，同时建立起人员培训体系，减少人员违规操作，提高人机设备操控的可靠性、稳定性[6]。

6 结束语

提高船舶机械工作可靠性涉及的工作比较广，机械设备维修、检修工作综合性强，是一个系统化的工程。在实践中，应该基于设备条件、问题因素，考虑到外界干扰要素和人为的影响要素，建立起以可靠性维修机制，选择合适的维修方式及维修周期，提高维修人员工作能力，这样才能够提高设备维修质量，为我国的船舶事业发展贡献力量。