浅谈船舶柴油机设备的磨损故障诊断与研究_船舶柴油机故障分析

　　【摘 要】轮机管理是专业知识和操作技能密切相结合的职业， 既要有一定的理论基础又要有足够的实践经验， 随着日新月异的技术变革，要不断总结经验。船舶柴油机属于船舶的“心脏”，其是否处于正常的技术状态和运行状态，将直接决定着船舶的安全和运营。由于它的工作环境较一般机械设备相比复杂特殊，所以开展对其磨损故障的诊断研究具有很大的现实意义，可以对磨损故障及时做出预警和反应，防止事故的发生，以保障船舶安全、持续、可靠的航行。
　　【关键词】船舶柴油机；磨损故障；检测
　　一、绪论
　　随着现代科技的不断发展，船舶柴油机设备也不断地更新换代、推陈出新，并且向着高度自动化的方向前进。这种情况往往使船舶柴油机设备变得日趋复杂，零件的数目极具增多；零、部件之间的关系变得更加的密切。一个零件出现问题，就会产生牵一发而动全身的状况，整台设备都会随之瘫痪下来，往往会给企业带来巨额的维修费用和停机损失，造成巨大的经济负担。
　　这样一来，人们对机械设备维护修理的重要性越来越重视，并且在安全性方面也提出了更高的要求；另一方面，现在提倡的是节能环保型的社会，比以往的年代更注重功率和消耗的比重。那么如果可以在机器不被拆卸的状况下，就利用先进的技术来分析出机械设备的状态发生异常的部位和原因，并且能预测出机器未来可能出现的发展趋势，是各国学者都想解决的问题。
　　柴油机是动力机械的核心，一旦发生故障，就会直接影响到整套设备的运作。所以对柴油机进行检测并及时诊断故障来确保其处在最佳状态是十分必要的。
　　二、船舶柴油机的使用现状
　　船舶柴油机与一般柴油机相比，工作环境差，通常是在高温、低速、振动这样的环境下工作。再者它的结构复杂，并且经常在不同海域和海况工作，零部件受海水或者其他酸碱性物质的腐蚀，很容易发生破损。一旦发生故障，有的情况可以在主机运转的情况中进行修复排查；有的情况必须要停航进行抢险排修理，直接给船主带来巨大的经济损失。所以进行对船舶柴油机的情况调研，对于船主个人来说，可以帮助其积累维修管理的经验；对于船舶公司来说，可以给科学的保养维护体系提供技术上的支持，为管理人员提供技术保障，为采购人员进行备件采购提供便利。
　　通过对船舶柴油机及其整个系统的调查，收集具体案例来分析，可以得出结论：通常来说船舶柴油机故障的出现不是单一的原因造成的，而是多种原因复合而成的产物。通常来说，根据事实案列可以得到这样的常见故障模式：
　　A.磨损过度；B.原材料强度差；C.外界腐蚀；D.人为管理不当；E.振动；F.其他。
　　按照故障发生的实例，从频率上统计推断，又可以得出如下结论：
　　（1）船舶柴油机出现故障比例较高的原因在于零部件的磨损。比例通常可达40%左右。磨损的原因又多处在金属颗粒的装备上面，或是装配不当，或是零部件使用时间过长导致老化现象出现。通常来说，这类故障应该在船舶柴油机运转的时候采用提前监测预警的手段解决问题，比如说可以采用油样分析的技术。
　　（2）材料强度差而导致出现的故障，一般的表现是借些装备中的零部件出现断裂或者裂纹的现象，这一类型故障在案例中大约占四分之一，解决的方法主要在零件制作时候的材料选材和设计上面。
　　（3）船舶柴油机因为振动出现的故障通常检测起来具有一定的难度和不便，需要在现场运用检测监测的手段来完成，并且判断起来难度很大。所以一般情况下对这种故障来说，只能采取定期维修的方式提高可靠性，近可能地避免故障的产生出现。
　　（4）人为管理不当的因素造成的故障，在调查实例中占20%左右。这一类故障的出现往往取决于轮机管理人员的工作技能和职业素质以及船舶公司日常保养维修的计划是否完善、是否认真执行。对于这一类故障，要提高船舶公司对日常保养维修计划的重视度，使船舶公司抓好日常维修保养计划的建设，并且全面推行执行到位。
　　三、船舶柴油机主要磨损故障的分析
　　船舶柴油机经常处于运转的状态，那么伴随着摩擦，零件也就必然面临着磨损这样的一个结果，影响到了船舶柴油机的安全性和使用寿命。下面，就分析一下主要零部件的磨损机理。
　　（1）输出端齿轮磨损
　　船舶柴油机主机箱无法正常工作的一个常见原因就是输出端齿轮箱里面的齿轮因为使用时间过长老化导致的缺口或者断裂，主要表现形式为疲劳磨损和磨料磨损。通常会出现刮伤或者擦伤的问题出现，这是因为轮齿接触不良、副材料匹配不当等原因造成的，一定要对症下药，针对不问的问题采取不同的解决方式。
　　擦伤是由于不及时清洗，混入了固体杂物造成的，针对这种情况要及时清洗润滑油系统，保持润滑油系统的干净整洁和充分的供油。
　　有的时候齿轮面会出现剥落和表面压碎的现象出现。剥落通常是由于过载、齿轮材质不均匀、润滑油供应不足等因素引起的，解决的方法是提高齿轮副材料的制造精度和密合程度，并且保证润滑油的质量和足量供应。
　　表面压碎是超过标准的重复载荷作用在表面经过特殊硬化处理的齿轮时候，齿轮表面所拥有的硬化层发生裂纹甚至是脱落的现象。可以采取增加硬化层厚度或者是提供硬化层强度来解决这一问题。
　　（2）轴承的磨损
　　船舶柴油机的主轴承和连杆轴承常常因为承受作用力而导致出现疲劳磨损的现象。主要的表现形式有：
　　异常烧熔磨损。位于轴承和轴颈之间的摩擦副常常会有细微的金属突起互相摩擦，造成局部温度过高，一旦选用质量不好的润滑油、油量供应不足、材料不当、装备不当等等，都会引起滑动轴承的异常磨损甚至是烧熔。可以经常清洗润滑油系统，并且保证用油的质量来杜绝此类现象的产生。
　　活动轴承和轴单端接触。这样的情况往往是由于加工不细致、高温导致轴变形等原因造成的。如果轴单端接触，肯定会产生局部载荷过重的情况出现，导致该处金属越过油面直接接触，增大了摩擦强度，出现异常损伤。问题的解决要从零件的设计加工开始，设计加工一定要精确完美，并且装配时候要保证装配精度的准确。
　　轴承穴蚀剥落。这是由于滑动轴承在反复的作用力下，表现出现变形，局部形成空穴的现象。这种穴蚀会不断地扩大开来，按照水平方向发展，最终导致剥落。针对这一问题可以采用抗疲劳性好的轴承合金，提高结合的强度。
　　腐蚀。腐蚀往往是由于润滑油出现问题，里面的化学物质变化反应为酸性物质，使轴承合金腐蚀脱落、形成小孔洞。可以采用耐腐蚀涂层，更换润滑油这样的方式来解决。
　　（3）活塞间磨损
　　活塞间磨损主要有摩擦磨损、磨料磨损和腐蚀磨损。
　　摩擦磨损：气缸工作时，活塞环承受的压力过大，达到超过本身弹力的地步，使得其与汽缸套间摩擦力急剧增大，在润滑条件差的情况下，使磨损情况严重。
　　磨料磨损：空气中和机油中的杂质以及摩擦产生的金属粉末使磨损加剧，尤其是空气的作用，常常带入磨料。如果空气滤清器保养不当工作不良，那么设备寿命会随之缩减。
　　腐蚀磨损：柴油机内可燃物燃烧反应后，会生成酸性化学物质，使气缸产生磨损。
　　上述就是船舶柴油机常见的一些磨损故障产生的原因及处理措施，有助于船舶管理人员更好地开展维修、积累经验。

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