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摘要:机械状态监测与故障诊断是一项高新技术内容,我国机械设备管理的新理念在短时间内得到了发展。随着船舶机械的安全运行,世界各国都积极开展船舶机械设备的状态监测技术研究。
关键词:船舶进行设备;状态监控;应用
前言
随着海上船舶机械的发展,运行在船舶上的机械设备呈现种类多样化,功能丰富化,数量极剧增长的趋势,为了提高机械系统的可靠性,对这些船舶机械设备进行有效的监测和管理是十分重要的。
1船舶检验过程中机械设备故障类型
1.1缺乏船舶备用油泵组。部分船舶企业为了使得航行成本降低,船舶上会配备油泵组,船舶的航行舵在运行的过程中,主要是通过电机带动一台油泵组实施运行,如果在航行的过程中发生紧急情况的时候,航行舵就会难以使得紧急转舵实现。同时油泵组出现长期运行的时候,其故障概率也会增加,而如果缺少备用油泵组,运行过程中的油泵组出现故障的时候会对船舶安全造成严重威胁。
1.2船舶螺旋桨现故障。螺旋桨是船舶航行过程中相对重要的动力结构,螺旋桨在进行工作的时候,其本身的运行状态和船舶航行效率之间存在着密切的联系。由于水下的环境较为复杂,因此,对螺旋桨的正常运行也容易造成不良影响。螺旋桨在运转的时候,其较为容易出现断裂和分离等情况,对船舶航行的速度会造成不利影响,容易使得船舶在航行的过程中出现不稳定的情况,船舶航行速度加快的时候也会出现较为强烈的震动。
1.3船舶水密壁功能故障。船舶维修和保养工作有效实施的时候,其水密壁功能故障也比较常见的故障,出现水密壁功能故障的主要原因通常情况下是水密壁材料不良和变形等现象,如果船舶底舱制作的过程中应用不良材料的时候,船舶在一段时间的运行后,材料可能会出现弯折和孔洞等情况。在舶底舱加以制造的时候,制造人员缺乏专业的能力,就会使得孔的位置存在着偏差的情况,对船舶舱底的整体结构也容易造成不利影响。如果船舶航行的过程中,船舶舱底所受压力较稳定,空洞不会对船舶造成较大的影响,但是在舱底出现漏水等情况发生的时候,水就会在压力的基础上会在孔洞的基础上进入舱室中,从而使得船舶底舱水密壁材料出现受到压力较大而产生安全问题。
1.4船舶底水管路故障问题。由于船舶的运行环境经常受到外界因素的影响,所以船舶的底水管路也很容易受到影响。而船舶的底水管路对船舶而言,也将具有重大影响。因为其不仅会影响人们对船舶底部进行的检测工作,还会直接影响船舶底部的机械系统。
1.5船舶断水抱缸故障。由于船舶设备具有特殊的航运条件,所以人们需要对其进行严格的检查。比如说,在其出现飞轮障碍的过程中,需要严格检验喷油泵、螺旋桨,以及进气管等部件。如若其出现堵塞状况,很容易出现“断水抱缸”状况。
2船舶检验中常见机械故障的处理措施
2.1油泵组及螺旋桨故障的有效处理。为了能够确保船舶油泵组及螺旋桨故障的工作性能得到优化和发展,需要在这一过程中进行科学合理的处理措施制定,对这些故障及时排除处理,具体的处理措施主要包含着安装油泵组和采取专业的应急措施等,保证应急转舵的正常工作不会受到负面影响,在螺旋桨损坏较为严重的时候,就需要进行螺旋桨更换处理,使得桨叶的工作性能得以优化和发展,完善桨叶精度的纠正工作,增强螺旋桨的工作稳定性。
2.2水管路及水密壁故障的有效处理。水管路在发生故障后,会对船舱底水系统的正常工作造成不利影响,对船舶的安全航行也具有不利影响,因此,为了防止水管路出现故障,工作人员需要将性能相对较为优异的水泵装置在较为合理的区域进行安装处理,从而使得水密空间较为充足,增强船舶的排水效果。相关人员也需要使重要的管路能够独立运行,从而使得船舶处于较为稳定的工作状态中,能够对船舶水密壁上的孔洞修补处理,加强对水密壁开孔过程规范化处理。
2.3油水分离器及断水抱缸故障的有效处理。在油水分离器有效运行的过程中出现故障的时候发现油水分离器出现堵塞,就要及时对相关元件更换,从而解决其所存在的故障情况。在日常管理的过程中重视防油污排水管路的管理,避免油水分离器的管道出现堵塞。在对断水抱缸故障处理的时候,使得多级润滑油的利用效率得以有效提升,使柴油机运行的稳定性能够不断增强。在柴油机在额定功率及额定转速下工作的时候,需要控制排气温度,从而降低其在应用的时候故障发生率。
3机械设备状态监测及故障诊断技术的意义
3.1经济快速发展的需要
现代化生产向着大型化、自动化、连续化、高精度、高效率等方向发展,生产率大幅度提高,产品的质量也相应的得到可靠的保证。但是,生产设备的突发性故障是不可避免的,极易造成的重大的经济损失。因而对于连续化、自动化生产设备必须实时监视其运行状态,及时发现故障预兆,并且及时采取有效处置措施,对设备进行维修,以减少由于设备故障引起的经济损失。
3.2生产安全和可持续发展战略的需要
科技的发展改变了人类的生活,如核能的发现,在给人类提供能源的同时,也会给人类带来灾难,就像发生在美国三里岛的核泄漏事故。科技有其两面性,在其造福人类的同时,若不加约束就会造成严重的灾难事故。并且随着工业化进程的发展,环境污染问题也越来越严重,因此,设备设计尽可能减少环境污染,实施所谓的“绿色设计。然而,设备的老化,势必加剧机械设备引起的污染。因此,从可持续发展的战略高度看,机械设备的状态监测与诊断技术势在必行。
3.3是维修体制改革的需要
过去我国沿引的前苏联维修体制,带有技术经济的色彩,称为计划预期维修,它的确定源于大量的统计规律。除了在故障出现时进行维修外,根据统计规律和生产计划定时实施小修、中修、大修,但是这种预期修理技术在技术含量越来越高的设备面前显得越来越吃力,主要表现在以下两个方面:
(1)剩余维修现象严重。剩余维修成本巨大,需要高昂的人力物力,而随机造成的经济损失也是很高的。
(2)现代设备精度要求很高,在计划预期维修中往往拆解,再重新进行组合,这样反复进行将使机械设备的精度受到影响。
4船舶机械故障诊断常见方法的具体说明
目前船舶机械状态监测诊断中应用最广泛最成熟的方法是热力参数分析法,它通过获取船舶柴油机工作时的汽缸压力示功图,转速,润滑温度,排气温度,冷却水进出口温度及其排放等的热力参数的变化来实现其工作状态的判断与故障监测。热力参数分析法能很好的实现在线实时监测,已经被广泛的应用于船舶动力机械的各种设备,根据示功图可以计算指示功,压缩压力和压力升高率,从中可以判断燃烧质量的好坏及各缸是否功率平衡。
振动分析法具有准确率高,诊断速度快和可以实现在线诊断的特别,在船舶动力机械中被广泛应用,它是利用了船舶柴油机在工作时产生的振动信号,经过测试以及数据分析和处理来掌握内部零部件的状态并进行故障趋势分析和诊断。振动分析法现在主要应用于船舶动力机械以下设备的监测诊断。(1)柴油机主轴承磨损故障的振动监测(2)活塞――缸套磨损的振动监测(3)气阀漏气故障的振动监测。
通过获取船舶机械设备润滑油将热力参数分析法,油液分析法和震动分析法等多种诊断方法综合应用的是综合分析法,它在大量积累诊断知识的基础上采用融合的思想通过计算机系统分析来确定设备状态和判断预测故障,从而有效地提高监测与诊断的准确性的方法。这种方法也是目前各国科研机构和企业研究的热点与难点。掌握各种船舶运行特点,系统研究船舶动力机械系统的故障机智和运行特点;综合考虑各种监测技术手段,从产品设计角度出发,开展工程船舶动力机械CMFD系统的全寿命系统周期内的基础设计理论体系和指标研究,行成船舶动力机械系统监测的优化布置方法和传感器合理选用的策略,构建工程船舶动力机械CMFD系统评价分析理论方法。可以将CMFD系统中的新技术新方法和现有机舱自动化系统结合,构建具有设备状态趋势分析,故障定位和故障预测能力的新一代机舱自动化系统。
结束语
总之,各种状态监测技术和诊断方法基本都得到了快速发展和推广应用,相关部门也都相继展开了与状态检测技术有关的规范研究,现在已经形成了螺旋桨轴状态监控系统指南,柴油机润滑油状态监控系统指南。船舶机械计划保养系统检验指南等等。故障诊断技术趋向智能化,系统化,综合化方向趋势发展。
参考文献:
[1]杨述全.船舶动态监控系统的设计与实现[D].成都:电子科技大学,2013.
[2]孟小峰,慈祥.大数据管理:概念,技术与挑战[J].计算机研究及发展,2013,50(1):146-169.