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摘要：船舶运输中机械设备发生故障较为常见，因此其故障的检修与异常状态的检测诊断技术就成为了该行业中的重要内容。在实际行驶和运输当中，精准的指出或是提前发现出船舶机械设备的故障因素，就能够更好的动态掌控船舶运转情况，进而提高船舶运输的安全性和高效性。基于此，本论文主要就目前我国船舶机械设备的常见故障及其状态监测与诊断技术进行相应的分析和研究，希望能为船舶业的健康发展助力。
关键词：船舶；机械设备；常见故障；状态监测
1.船舶机械设备在维护保养过程中的常见故障
1.1电气设备的常见故障
常见的可能出现故障的电气设备主要有两种，分别是：发电机故障和主配电板故障。
一般情况下，发电机通常会出现三种故障现象：第一种故障，发电机无法建立电压，系统会出现声光报警，如果是在发电机启动初期，这个问题不会出现。这项故障通常表现为：虽然原动机的转速已经达到了额定值，但是在5s之内仍然无法建立电压。出现这种故障的主要原因是磁场失磁，工作人员可以按下充磁按钮来尝试修复磁力；第二种故障是发电机的电压问题，如发电机失压，这种故障主要表现为发电机在正常运行的状态下突然出现失压现象。如果是有电刷滑环的发电机转子，那么有可能是集电环电路出现了故障或弹簧失效等原因引起的电压异常。第三种故障是发电机逆功率，如果在并联运行的发电机机组之中原动机出现故障，那么很有可能导致发电机逆功率现象的出现。出现该现象之后，再3-10s之间会出现逆功率保护。
主配电板的故障现象主要有三个方面：第一种故障，跳闸故障。引起跳闸故障的原因较多，如过载、电流短路等等。为了减少这种故障出现的可能性，工作人员要根据电站的复合情况对整定值进行调整，选用分级卸载的方式，使励磁恒压系统更加有效可靠的运作；第二种故障，主配电板无法闭合。具体来说，就是电板闭合命令信号虽然处在正常的工作状态，但在信号发出3s之后，配电板仍旧无法闭合。第三种故障，发电机励磁调节系统故障。这种故障可能表现为并联运行机组在均匀供电的情况下，总电流的差异较大，系统分配无功功率时无法确保分配的合理性与稳定性，或者供电的发电机只有一台，负载冲击会对端电压产生巨大的影响。
1.2柴油机拉缸
在船舶进行航行试验时，在柴油机中出现有“哒哒”的干摩擦声，其转速急剧下降直到停机，在曲轴箱中出现有冒烟现象，同时，冷却水和排出气体的温度急剧升高，这一系列的现象都表明其柴油机中出现了拉缸故障。对其原因进行分析，首先是在摩擦表面，润滑油的油膜受到了破坏，表明与金属直接接触出现了高温熔融现象；所采用的润滑油质量不合格，其碱值较小等也是造成异常磨损的重要原因；另外，船员缺乏应有的专业知识、在管理上不到位、油气缺乏足够的压力等也都会导致柴油机出现拉缸现象。
1.3螺旋桨叶断裂
在船舶航行途中，突然出现船体的剧烈振动，工作人员马上降低航行速度；此后，船体的振动情况有所减缓。对这种情况出现的原因进行研究，首先将船舶停车抛锚，检查螺旋桨，发现有一根螺旋桨的桨叶发生了断裂，由此使船只失去了原有的平衡，最终导致船体的剧烈振动。通常情况下，螺旋桨叶出现断裂和剥蚀现象的原因是：其材质不合格，铸造过程中存在缺陷，螺旋桨叶的长期使用受到腐蚀，在运行过程中与礁石相撞等。
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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结语
总之，在实际工作中，我们应当对船舶机械设备故障的类别和特征进行区分，才能更好的实现机械设备的正常动作，因此更应当大力推广船舶机械设备的状态监测及故障诊断技术的运用，由此才能更好的促进船舶机械设备安全和可靠运行，推动我国船舶业的持续发展。
参考文献：
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[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.
论文作者:袁瑞1,蔡倩2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2018/12/17
标签：故障论文; 船舶论文; 机械设备论文; 发电机论文; 现象论文; 柴油机论文; 磨损论文; 《基层建设》2018年第33期论文;