【船机帮】船舶轮机主要设备故障现象分析及处理研究
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导读
（一）柴油机故障
1.拉缸故障
拉缸故障常发于船舶轮机柴油机位置，直接表现为运行摩擦，伴随声响产生并导致柴油机转速降低甚至停转。
另外，拉缸故障还伴随油温升高现象，油箱位置有烟气冒出，排气系统异常。
导致拉缸故障的原因比较复杂，但多与润滑油润滑效果不足有关。
例如，润滑油油膜破坏，导致设备结构间发生干磨，长时间摩擦使柴油机温度上升、金属构件受热变形，引发拉缸故障。
另外，润滑油质量不达标或变质也是导致拉杆故障的基本原因。
2.爆缸故障
爆缸故障多发于异常天气或柴油机长时间运行的情况下，该故障对船舶运行安全有较大影响。
故障发生后，柴油机无法正常运行，导致轮机设备停运，其直接表现包括突然停运、飞轮卡死、循环水温度突增等。
爆缸故障一般由润滑油路异常导致。
例如，油路被泥沙等杂质堵塞，影响润滑程度而引发爆缸，或因柴油机运行过程中受较大阻力限制而超负荷运转。
(二)油泵故障
油泵故障通常表现为轮机振动幅度增加、油泵输出异常、主油泵马达转速降低、轮机间歇性运转等。
油泵内出现裂缝，或循环系统被泥沙等杂质堵塞是引发油泵运行失稳的关键原因。
另外，轮机内球头与滑履相撞击也可能导致油泵故障。
严重的主油泵故障会迫使船舶停运，因此该故障发生后必须第一时间进行处理，及时更换破损设备，以将故障带来的不利影响控制在最小范围。
(三)油水分离器故障
油水分离器故障可被故障报警系统监测，出现异常后，报警器给出报警信号，提示管理人员进行检查。
另外在某些特殊检测过程中，也容易触发油水分期器故障报警系统。
油水分离器被安装在船舶轮机靠外侧的位置，易受到外部环境的干扰，或因密封不佳而导致内部系统受损。
船舶航行过程中，海水不断腐蚀轮机设备，也会导致油水分离器损坏而无法正常运行。
（四）交汇点故障
交汇点即船舶轮机不同设备、体系间的衔接处，该部位也是故障高发区，易导致轮机主要设备运行异常。
轮机交汇点可分为旁通、隔离和共用三类。
（1）液压舵安全阀、柴油机节温器等结构均属于旁通交汇点，其核心功能为随参数变化而控制目标物的转移。
旁通交汇点常见故障为流量不足和运行异常，例如因安全阀旁通导致舵油缸无法正常运行。
（2）隔离交汇点指柴油机气缸、冷却器等，常见故障多为压力值异常升降。
例如，气缸盖无法正常发挥阻隔高压燃气与冷却系统的作用，导致柴油机水箱升温膨胀，并产生气泡和油花。
（3）共用交汇点中，单个设备可同时控制两个及以上系统的运行状态，其中某一系统故障可能连带其他系统出现故障。
例如，五点式追随系统同时控制两个轴向柱塞式泵，其中一个出现卡顿后，另外一个也无法正常运行。
（一）现象发觉
船舶轮机设备故障发生后常伴随一些可被直观观察的现象，实时观测轮机主要设备运行情况，即可有效、及时发现故障问题。
对比设备故障前后的运行状态，如功能性发挥、参数变化、有无异常现象（声音、气味、振动），可判断设备是否出现异常。
确定故障现象后，可结合以往故障处理经验，初步判断故障可能发生的位置、发生原因等，预估处理措施，并进行进一步分析验证。
（二）故障分析
故障分析可准确了解故障发生位置及诱发原因。
船舶轮机系统中，各设备、构件之间联系密切，任何一个设备或部件发生故障后，都可能影响其他设备的正常运行。
因此在故障分析时，要从整体上进行观察和判断，结合故障表现、维修保养历史信息、专业知识及相关经验，对轮机设备故障做综合、客观的分析，将与故障有关的因素相联系，准确定位故障目标。
另外，考虑到故障排除效率，在分析时应具备一定侧重点，从故障现象的差异入手，提高故障分析速度。
（三）初步判断
结合故障分析结果及现有理论，初步判断故障位置、 属性和原因，并设计相应的处理方案及处理步骤。
（四）假设证实
初步判断中作出的假设需得到进一步证实，通过拆解、观察、检测、试验等手段，确定故障真实位置及原因，并采取对应的措施进行处理。
每一处理步骤之后，对其准确性进行检测。
(一)柴油机故障处理措施
1.拉缸故障
柴油机拉缸故障处理要点有三：
第一，结合柴油机类型及运行条件，合理选择润滑油，确保其发挥足够的润滑作用。
第二，定期进行润滑油更换，避免其发生变质或被污染。
船舶长时间运行状态下，柴油机润滑油混入杂质或发生变性的概率显著提高，能够提供的润滑作用也大打折扣，此时需要及时更换新的润滑油，避免润滑不足发生拉缸故障。
第三，定期检查船舶轮机柴油机运行状态，例如，检测柴油机温度情况，发现异常及时进行原因查找，防止因温度升高引发拉缸。
2.爆缸故障
由于爆缸故障对轮机及船舶运行状态的影响较大，因此发生该故障后需立即进行停机检查，将柴油机拆解，更换粘连部件。
故障排除过程中，还需查看其出水口、入水口、联动系统、冷却系统运行情况，进行杂质清理，确保柴油机内循环顺畅。
冷却器的工作状态需根据柴油机运行情况进行适当调整，以最大化发挥冷却器功能，防范爆缸故障。
(二)油泵故障处理措施
若现场条件允许，油泵故障检修应彻底进行，清除主油泵系统中泥沙等杂质，准确定位故障产生原因，并对油泵空隙做适当调节。
检查完毕后，检验马达工作环境，逐个零部件进行排查，以确保一次性将油泵检修至正常状态。
（三）油水分离器故障处理措施
油水分离器故障处理措施主要有三：
一是更换油水分离器；
二是结合相关要求更换排放接头；
三是重新安装油污管。
吸入管是油水分离器的核心构成，其长度应在满足使用需求的前提下尽量缩短，且要求吸入管单独使用，确保油水分离器稳定运行。
（四）其他故障处理措施
1.逻辑推理
逻辑推理故障排除的原理为：
(1)从常见故障类型及原因入手进行逻辑分析，逐渐过渡至少见、特殊类型及原因。
例如，当发生轮机斜盘式柱塞泵流量异常或压力异常现象后，可依次判断是否为油温异 常、转速异常、系统堵塞、安全阀闭合程度不足、定心弹簧断裂等原因导致，若以上均不被作为引发斜盘式柱塞泵故障的原因，再分析是否为配油盘定位销丢失引起。
以上逻辑判断过程从大量船舶轮机故障处理经验中总结得出，按照原因出现概率的高低进行排列，可最大限度提高轮机设备故障排除速度。
(2)从外部因素入手，逐渐向内部因素过渡。
如前文案例中定心弹簧断裂及配油盘定位销丢失，均属于内部因素，因此放在最后分析。
(3)从简单因素入手，逐渐向复杂、组合因素过渡。
轮机设备同时发生多处故障，会严重干扰故障原因分析及排除思路，此时可从最简单的原因入手，进行逐一验证、逐一排查。
2.范围排查
范围排查主要针对轮机设备的隐蔽性故障，将其转化为显性故障后再进行分析和处理，降低故障排除工作难度。
例如当发现往复泵供液流量减少或停止供液现象后，可借助运泵吸排压力表进行故障排查。
注意排查过程中了解相关设备前一次故障处理的时间和方式，以便找出最佳处理方案。
例如，某船舶运行过程中突发控制液压系统压力值降低的问题，经排查判断为比例式溢流阀先导针阀故障引起，处理过程中发现双联式滤油器之前未经过任何维护，因此断定液压系统压力异常还可能与双联式滤油器有 关，导致液压系统运行中出现噪声。
经验证，发现漏油器盖密封性严重不足，对以上问题进行同时处理，排除隐蔽性故障。
3.故障排除系统
从排除方式上划分，船舶轮机故障可分为逻辑故障和物理故障两类，传统故障分析、处理方式依靠人工进行，故障排除需消耗较高的人力及时间成本，且故障诊断精度不高。
故障排除系统的应用，将信息化手段引入到轮机设备故障处理工作中，实现设备状态自动化监管及故障自动诊断。
故障排除系统分硬件和软件两部分。
其中，硬件系统主要元件为数据采集器、分析器和处理器，实时采集轮机设备运行状态信息，对比正常参数即可对故障或异常现象 进行监管。
软件系统配合数据库，可对故障原因做进一步推理。
例如，在系统故障诊断界面查询对话框输入故障现象关键词，系统自动调出对应数据集，给出判断结果并在人机交互界面进行显示。
通过实践验证，该系统在船舶轮机故障诊断精度上要明显高于传统诊断方式。
船舶轮机设备常见故障包括柴油机拉缸及爆缸故障、油泵故障、油水分离器故障、交汇点故障等。
发现故障现象后，依照科学流程进行故障分析与诊断，可在最短时间内找出故障发生原因，并对隐蔽性故障进行排查。
建议相关人员不断总结轮机设备故障分析处理经验，结合故障排除系统，保障轮机设备的稳定运行。
本文原创作者系：
江南造船集团有限公司
陈峰 闫城 杨强
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