吳玨斐

摘要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，我國(guó)船舶制造行業(yè)建設(shè)發(fā)展水平得到了質(zhì)的飛躍。船舶動(dòng)力設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行作為船舶安全航行過程的重中之重，是一項(xiàng)必不可缺的檢修維護(hù)管理工作內(nèi)容，直接關(guān)系到船舶長(zhǎng)期安全穩(wěn)定的運(yùn)行使用。因此，有關(guān)部門必須加強(qiáng)對(duì)船舶動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作，確保能夠及時(shí)全面掌握了解到船舶動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行具體情況，從而有針對(duì)性的采取故障診斷維修措施，避免船舶在運(yùn)行中發(fā)生安全事故，威脅到船上人員的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。本文將進(jìn)一步對(duì)船舶動(dòng)力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷維修展開分析與探討。

Abstract： With the continuous growth of the national economy and the continuous innovation of science and technology， the construction and development level of my country's shipbuilding industry has made a qualitative leap. The stable operation of ship power equipment is the top priority of the ship's safe navigation process. It is an indispensable maintenance and management work content， which is directly related to the long-term safe and stable operation of the ship. Therefore， relevant departments must strengthen the real-time monitoring of the operation status of ship power equipment to ensure that they can fully grasp and understand the specific operation of ship power equipment in a timely manner， so as to take targeted fault diagnosis and maintenance measures to avoid safety accidents during ship operation. ， Threatening the life safety and property safety of the people on board. This article will further analyze and discuss the condition monitoring， fault diagnosis and maintenance of marine power equipment.

關(guān)鍵詞：船舶動(dòng)力設(shè)備;狀態(tài)監(jiān)測(cè);故障診斷維修

Key words： marine power equipment;condition monitoring;fault diagnosis and maintenance

中圖分類號(hào)：U672.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）15-0105-02

0? 引言

現(xiàn)代船舶安全順利出行離不開先進(jìn)動(dòng)力設(shè)備的支持，要想充分發(fā)揮船舶動(dòng)力設(shè)備的作用，就必須在日常檢修維護(hù)管理過程中安排專業(yè)人員對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，適時(shí)開展故障診斷維修工作。船舶動(dòng)力設(shè)備管理人員要及時(shí)轉(zhuǎn)變自身的工作理念，正確認(rèn)識(shí)到加強(qiáng)對(duì)船舶動(dòng)力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)工作的重要性。通過實(shí)時(shí)了解到設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，能夠幫助設(shè)備維護(hù)人員采取有效的故障防范控制措施，解決船舶動(dòng)力設(shè)備各類故障隱患問題，從而保證船舶在航時(shí)間。

1? 基于振動(dòng)的船舶動(dòng)力設(shè)備監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)

基于振動(dòng)的監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)是一項(xiàng)較為先進(jìn)的船舶動(dòng)力設(shè)備監(jiān)測(cè)診斷方式，通過將其實(shí)踐應(yīng)用在船舶動(dòng)力設(shè)備監(jiān)測(cè)工作中，以設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)作為核評(píng)價(jià)標(biāo)依據(jù)，并在振動(dòng)診斷技術(shù)應(yīng)用輔助下，將振動(dòng)烈度、振動(dòng)量級(jí)以及均方根值等內(nèi)容作為重要評(píng)價(jià)參數(shù)。此外，監(jiān)測(cè)人員結(jié)合船舶動(dòng)力設(shè)備的實(shí)際類型，選擇相對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)分析出船舶動(dòng)力設(shè)備的運(yùn)行工作機(jī)理，全面提升船舶動(dòng)力設(shè)備監(jiān)測(cè)診斷工作的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。

針對(duì)船舶內(nèi)部結(jié)構(gòu)動(dòng)力設(shè)備柴油機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)工作，工作人員同樣可以采用振動(dòng)檢測(cè)診斷技術(shù)?；谠擁?xiàng)技術(shù)應(yīng)用下，柴油機(jī)活塞與缸套之間的間隙會(huì)產(chǎn)生一定的變化，并會(huì)在缸套振動(dòng)特征下呈現(xiàn)出來，在傳遞作用下能夠預(yù)測(cè)缸套與活塞間隙狀態(tài)變化，最終全面反映出其激勵(lì)力沖擊狀態(tài)，工作人員可以根據(jù)柴油機(jī)氣缸表面振動(dòng)信號(hào)去準(zhǔn)確判斷出氣閥工作狀態(tài)，從而有針對(duì)性的采取維護(hù)修理措施，保障柴油機(jī)各部件安全穩(wěn)定的運(yùn)行。在柴油機(jī)的齒輪箱振動(dòng)診斷方面，其通過以振動(dòng)、溫度來展現(xiàn)出齒輪箱的具體運(yùn)行狀態(tài)[1]，并對(duì)振動(dòng)信號(hào)時(shí)頻成分展開科學(xué)分析，最終明確出齒輪箱是否存在故障問題。針對(duì)設(shè)備故障頻率的計(jì)算，基本是以轉(zhuǎn)子、齒輪以及滾動(dòng)軸承等作為主要診斷對(duì)象，基于動(dòng)力設(shè)備振動(dòng)機(jī)理的掌握，充分了解到該設(shè)備故障相關(guān)特征，實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化診斷維修處理。

2? 船舶動(dòng)力設(shè)備柴油機(jī)監(jiān)測(cè)診斷維修方法

2.1 瞬時(shí)轉(zhuǎn)速診斷方法

對(duì)于船舶柴油氣缸燃燒情況的分析判定工作，相關(guān)工作人員可以根據(jù)氣缸壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行，然而由于氣缸壓力傳感器的運(yùn)行使用具有一定局限性，會(huì)影響到最終的分析判定工作結(jié)果。針對(duì)于此，診斷技術(shù)人員需要運(yùn)用到柴油機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速診斷技術(shù)方法，當(dāng)氣缸運(yùn)行情況穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，氣缸壓力與往復(fù)慣性力會(huì)對(duì)柴油機(jī)設(shè)備的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速帶來影響，瞬時(shí)轉(zhuǎn)速波動(dòng)會(huì)由于氣體壓力波動(dòng)的變化而發(fā)生改變，診斷維修人員可以據(jù)此來科學(xué)有效分析出柴油機(jī)氣缸內(nèi)燃燒情況。柴油機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的測(cè)量涵蓋了兩方面內(nèi)容，一方面是對(duì)原始信號(hào)的測(cè)量，一方面是對(duì)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)的測(cè)量，工作人員可以通過采用測(cè)頻法完成對(duì)柴油機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的測(cè)量工作。市場(chǎng)上柴油機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的類型主要包括了光電式、磁電式以及霍爾式等。其中被廣泛應(yīng)用在船舶柴油機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)中的是磁電法測(cè)量，該種測(cè)量方法最為顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)是工作安全可靠、使用壽命周期長(zhǎng)以及不受柴油機(jī)設(shè)備運(yùn)行作業(yè)影響。

2.2 熱力參數(shù)診斷方法

熱力參數(shù)診斷方法在船舶動(dòng)力設(shè)備柴油機(jī)監(jiān)測(cè)與診斷工作中的應(yīng)用，是基于熱力參數(shù)發(fā)生的相關(guān)變化去科學(xué)判斷出柴油機(jī)工作狀態(tài)，監(jiān)測(cè)分析柴油機(jī)當(dāng)前性能，最終全面準(zhǔn)確反映出柴油機(jī)具體運(yùn)行狀況。熱力參數(shù)診斷方法最為顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)特征是診斷范圍廣、可用性良好以及信息質(zhì)量高。監(jiān)測(cè)診斷維修工作人員通過合理運(yùn)用熱力參數(shù)診斷方法，能夠?yàn)樽陨肀O(jiān)測(cè)診斷柴油機(jī)設(shè)備運(yùn)行情況提供有利可靠的支持，促使自己能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)柴油機(jī)設(shè)備的安全隱患問題，從而有針對(duì)性的采取維修解決措施，避免其發(fā)生嚴(yán)重的安全事故，影響到船舶的正常出行。常見的柴油機(jī)熱力參數(shù)主要包括了燃油、滑油、空氣、海水等[2]，監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)人員可以依據(jù)這些參數(shù)科學(xué)有效判斷出柴油機(jī)運(yùn)行工作情況。用于柴油機(jī)監(jiān)測(cè)診斷的熱量性能參數(shù)是多種多樣的，主要可以分為冷卻系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、滑油系統(tǒng)以及增壓空氣系統(tǒng)等，不同類型下的系統(tǒng)有著多種熱力性能參數(shù)，監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)需要充分掌握了解到不同熱力性能參數(shù)的特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確分析，從而提高柴油機(jī)監(jiān)測(cè)與診斷工作的有效性和科學(xué)性。

2.3 振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)診斷法

在對(duì)船舶各個(gè)動(dòng)力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)展開監(jiān)測(cè)與故障診斷維修工作中，由于不同的動(dòng)力設(shè)備有著不同的性能，所以在振動(dòng)法應(yīng)用過程中也會(huì)有所不同。船舶動(dòng)力設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)信號(hào)，通過運(yùn)用振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)診斷方法，能夠完成對(duì)各項(xiàng)信號(hào)信息的分析處理，從而全面掌握了解到船舶動(dòng)力設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況，根據(jù)動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行狀況采取對(duì)應(yīng)的故障問題維修處理措施，充分保障該動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性。在船舶動(dòng)力設(shè)備監(jiān)測(cè)與故障診斷維修中，常用的振動(dòng)信息分析處理方式主要包括了兩種，一種是時(shí)域分析法，一種是頻域分析法。前者作為一種基本信號(hào)分析法，工作原理是通過在時(shí)間域內(nèi)定量描述信號(hào)，亦或者是定性分析信號(hào)，最終為相關(guān)工作人員提供有利可靠的技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的科學(xué)有效監(jiān)測(cè)與故障診斷。時(shí)域分析法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)是直觀清晰、簡(jiǎn)單方便，其主要是以船舶動(dòng)力設(shè)備產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)作為核心研究對(duì)象，展開對(duì)時(shí)域波形的幅值分析作業(yè)，最終確保能夠獲取到完善的數(shù)據(jù)信息，科學(xué)計(jì)算振動(dòng)信號(hào)參數(shù)值，得到準(zhǔn)確的診斷結(jié)果;后者域頻分析法同樣能夠?yàn)榇皠?dòng)力設(shè)備故障監(jiān)測(cè)與診斷提供有利可靠的技術(shù)支持。因?yàn)閯?dòng)力設(shè)備在運(yùn)行過程中振動(dòng)信號(hào)頻率結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的變化是會(huì)受到故障發(fā)生的影響而變化，會(huì)表現(xiàn)出一種頻域特征[3]。針對(duì)于此，相關(guān)工作人員可以采取域頻分析法，利用頻譜科學(xué)分析出動(dòng)力設(shè)備振動(dòng)信號(hào)頻域的具體情況，準(zhǔn)確診斷出該動(dòng)力設(shè)備是否存在故障問題，及時(shí)采取對(duì)應(yīng)的維修處理措施，保障設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3? 船舶動(dòng)力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)實(shí)踐設(shè)計(jì)應(yīng)用

3.1 船舶動(dòng)力設(shè)備監(jiān)測(cè)與故障診斷需求功能設(shè)計(jì)

在船舶動(dòng)力設(shè)備監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)實(shí)踐設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)技術(shù)人員要正確了解到不同船舶動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行工作原理本身是有著一定區(qū)別的，需要科學(xué)結(jié)合動(dòng)力設(shè)備監(jiān)測(cè)診斷需求優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能，全面提升船舶動(dòng)力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)整體水平。比如，以船舶核心動(dòng)力設(shè)備柴油機(jī)為例，柴油機(jī)運(yùn)行的主要參數(shù)涵蓋了油、水、氣的溫度、壓力等，當(dāng)技術(shù)人員在設(shè)計(jì)柴油機(jī)部分監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)功能時(shí)，要確保系統(tǒng)能夠?qū)嵤╋@示出柴油機(jī)運(yùn)行過程產(chǎn)生的相關(guān)熱力參數(shù)，并設(shè)置好參數(shù)越限報(bào)警機(jī)制，認(rèn)真做好柴油機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信息號(hào)特征的計(jì)算與分析，促使能夠利用氣缸壓力診斷模塊功能，科學(xué)高效監(jiān)測(cè)診斷出柴油氣缸燃燒情況，充分保障柴油機(jī)氣缸運(yùn)行診斷結(jié)果的有效性[4]。而如果是針對(duì)齒輪箱的運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)診斷，則需要根據(jù)測(cè)區(qū)振動(dòng)信號(hào)去判斷分析出齒輪箱齒輪嚙合的具體情況，并對(duì)該部件產(chǎn)生故障問題展開維修處理。而在泵旋轉(zhuǎn)和增壓器的監(jiān)測(cè)診斷工作中，則需要利用測(cè)區(qū)振動(dòng)信號(hào)完成對(duì)轉(zhuǎn)子情況的監(jiān)測(cè)診斷，根據(jù)實(shí)際情況利用對(duì)應(yīng)的維修處理措施。

3.2 系統(tǒng)框架優(yōu)化設(shè)計(jì)

船舶動(dòng)力設(shè)備監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作主要包括了兩方面內(nèi)容，一方面是硬件設(shè)備需要采購(gòu)引進(jìn)應(yīng)用高質(zhì)量的傳感器、采集卡以及調(diào)理盒等硬件設(shè)備，另一方面是軟件設(shè)計(jì)方面要完成對(duì)動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行信號(hào)的采集、分析處理等內(nèi)容。針對(duì)船舶動(dòng)力設(shè)備監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)框架的設(shè)計(jì)工作，不同設(shè)備有著不同運(yùn)行特點(diǎn)和性能。就比如，以船舶的柴油機(jī)監(jiān)測(cè)診斷工作為例，其是通過機(jī)載傳感器去及時(shí)有效獲取到運(yùn)行熱力參數(shù)，并基于串口通信輔助下，完成對(duì)柴油機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)信息的采集工作，并對(duì)這些信號(hào)數(shù)據(jù)分析處理操作。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員需要在監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)中有效設(shè)置好柴油機(jī)熱力參數(shù)功能模塊，促使在其運(yùn)行下能夠完成對(duì)熱力參數(shù)的監(jiān)測(cè)，當(dāng)熱力參數(shù)數(shù)值超過限制后系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，這樣診斷維修人員就能夠根據(jù)相關(guān)參數(shù)展開故障的維修處理工作[5]。除此之外，還可以通過利用振動(dòng)法對(duì)柴油機(jī)缸套-活塞及氣閥等故障問題展開初步診斷作業(yè)，針對(duì)一些特殊情況則可以按照示功圖測(cè)量及故障示功圖特征進(jìn)行深入分析，診斷維修技術(shù)人員只需要根據(jù)動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行過程的振動(dòng)特征及相關(guān)熱力參數(shù)去準(zhǔn)確判斷出故障問題，并結(jié)合實(shí)際原因采取對(duì)應(yīng)的維修處理措施。

4? 結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)代船舶安全出行離不開動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行的可靠性，為了保障動(dòng)力設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，須加強(qiáng)對(duì)船舶動(dòng)力設(shè)備監(jiān)測(cè)與故障診斷維修工作。船舶是以柴油機(jī)作為核心動(dòng)力設(shè)備，其他輔助動(dòng)力設(shè)備包括了空壓機(jī)、分油機(jī)、冷卻器等，工作人員要結(jié)合不同動(dòng)力設(shè)備的性能特點(diǎn)，合理采用對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)與故障診斷方法，確保能夠?qū)崟r(shí)掌握了解到船舶動(dòng)力設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中存在的安全故障隱患問題，采取有效的維修處理措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]周繼偉.淺析船舶機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷[J].裝備制造技術(shù)，2014（03）：248-250.

[2]徐小力.機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障預(yù)警的信息化技術(shù)綜述[J].電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)，2019（03）：325-332.

[3]陳修遠(yuǎn).船舶動(dòng)力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)分析[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（3）：35-36.

[4]馬善偉，樂正偉，呂健，等.柴油機(jī)故障診斷技術(shù)綜述[J].上海第二工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2019（5）：84-86.

[5]李建峰，袁磊，賀磊.船舶機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷[J].中國(guó)設(shè)備工程，2017（02）：82-83.