船舶动力装置技术管理

会计学1船舶动力装置技术管理动力装置的可靠性

第一节船舶动力装置的可靠性

第二节提高船舶动力装置的可靠性的措施

第三节船舶动力装置故障诊断的基本方法第1页/共49页动力装置的可靠性

第一节船舶动力装置的可靠性

第二节提高船舶动力装置的可靠性的措施

第三节船舶动力装置故障诊断的基本方法第2页/共49页Theessentialconceptionandthefaultcurve第3页/共49页基本概念故障率曲线可靠性维修性可靠度平均寿命故障率不可靠度第4页/共49页可靠性

“产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力”。属于定性概念。

“产品”—可靠性研究的对象，如元件、器件和系统

“规定条件”—如外界条件、使用工况、使用方法和维护条件等；

“规定时间”—产品工作期限，如时间的累积值、距离、次数等

“规定功能”—规定条件下完成规定工作而不发生故障

对船舶动力装置而言，可以理解为

产品：整个动力装置规定条件：环境条件（如温度、湿度、振动、负荷、航行条件）；要求的操作、管理和维护条件规定时间：通常取两次大修的间隔时间规定功能：达到运行指标如P、n、油耗、蒸发量、装卸能力、防污能力第5页/共49页可靠度R(t)

产品在规定条件下，规定时间内完成规定功能的概率。属于定量的概念。

同类产品可靠度的近似公式

R(t)=(N-n(t))/NN:产品的总数

n(t):规定时间t内发生故障的产品数例如，某产品规定时间10000h，可靠度为0.95,说明该产品约有95%的产品可以工作10000h。特点：规定时间越长，可靠度越小第6页/共49页不可靠度F(t)（也称为故障概率）

产品在规定条件下规定时间内，丧失规定功能的概率

同类产品的不可靠度

F(t)=n(t)/N

特点：规定时间越短，不可靠度越小第7页/共49页故障率（用表示）

（t）=N·[R(t)–R(t+t)]/N·R(t)tt:时间区间

N·R(t)

：在t时刻仍可继续工作的产品

N·R(t+t)：在（t+t）时刻仍可继续工作的产品当t→0时，则（t）=-[1/R(t)]•[dR(t)/dt]=-R’(t)/R(t)

两边同时积分得：(见教材）当(t)==常数时，R(t)=e-·t

故障率分为平均故障率和瞬时故障率平均故障率=某一时间内的总故障数/某一时间内的总工作时间当t→0时的故障率称为瞬时故障率。第8页/共49页平均寿命产品工作到发生故障的时间平均值。

可维修产品：两次故障的时间平均值。不可维修产品：从开始工作到发生故障的平均工作时间。第9页/共49页维修性

维修：为使产品维持在可使用状态所作的一切工作维修度：产品按照要求进行维修，能保持或恢复到完成规定功能的概率。就船舶而言，维修产品通常为成本高、结构复杂、耐用的产品。如，缸套、活塞、泵、喷油器。不维修产品通常为成本低、结构简单的零部件。如螺栓、螺帽、垫圈、填料等常用消耗品。称作物料。维修度表征了产品修理的难易程度。维修度高的产品，可弥补可靠性不足的缺陷。第10页/共49页故障率曲线

(也称浴盆曲线）

产品的故障率随时间变化的规律。见图1

早期故障期故障率较高的原因：设计不合理、制造缺陷、安装不当、磨合不当

偶然故障期故障率较低，但很难预测，需着重研究。原因往往与工作环境、管理不当有关

耗损故障期故障率较高的原因：产品的疲劳、磨损、老化

第11页/共49页图1故障率曲线第12页/共49页

船舶的特殊性

1.船用产品在陆地难以充分模拟试验

2.产品数量少、更新快

3.零部件多，质量、功能各异，所需知识面广

4.设备使用环境苛刻、多变

5.故障的排除和修理很难得到陆上支持，船员能力有限

6.修理时间紧，条件差。特别是在风浪天

7.数据收集整理欠缺，对故障的了解欠缺第13页/共49页航行的可靠性船舶故障的不同定义：

a.达不到正常航速，应用于班轮

b.不能维持最低航速，应用于大风浪天

c.失去操纵性，应用于靠离码头、窄水道船舶航行可靠性分析

1）操纵性：中速机高于低速机据目前的资料统计，低速机为0.988，中速机为0.9912）全损船的数量和吨位在增加，见表13）全损船中，散货船占的比例大，见表24）全损船中，人为因素造成故障占的比例大，约80%5）全损船中，老龄船占的比例大，90%以上为15年以上的老龄船。第14页/共49页表11987~1991年世界全损船舶统计全损艘数全损总吨位占世界船舶总吨位的百分比198713911789730.319881477758560.2198915610780770.37199013912211250.3199118217084640.4！第15页/共49页表21987~1991年世界全损船舶按船型统计198719881989船型艘总吨％艘总吨％艘总吨％油船91316361113144371191331346429散货船和混装船24639834548133654171630633728其它船型106407503351264978316412745827643总计13911789731001477758561001561078077100！第16页/共49页表21987~1991年世界全损船舶按船型统计！19901991船型艘总吨％艘总吨％油船14224884182050166329散货船和混装船19704615582772007742其它船型1062916262413548672429总计13912211251001821708464100第17页/共49页船舶机械故障分析各种机械故障中，主机故障占的比例大，约占38%。表3各种机械发生故障的比例机械种类主机柴油发电机机舱辅机甲板辅机各管路阀电动机其它说明人×小时（％）36.619.317.912.35.12.56.3

故障总次数为7521故障次数（％）3815.710.913.78.13.99.7第18页/共49页船舶机械故障分析主机故障中，材质问题和污损问题占的比例大，分别为24.3%和24.7%。表4按主机故障原因分类的发生故障的比例（%）设计问题材料问题安装问题操作问题自然磨损腐蚀污损振动管理问题1.924.37.49.510.510.424.710.01.3第19页/共49页船舶机械故障分析柴油机部件故障中，低速机的十字头轴承、气缸盖、增压器和活塞；中速机的主轴承、增压器、连杆大端轴承和活塞占的比例大。表5－1柴油机部件发生故障的比例劳氏船级社中国远洋运输总公司低速中速主机柴油发电机气缸盖14.64.913.713.15气缸套6.14.81.921.31活塞11.810.419.26.57气缸体4.31.9气阀2.68.53.842.63资料来源故障部位第20页/共49页船舶机械故障分析表5－2柴油机部件发生故障的比例劳氏船级社中国远洋运输总公司低速中速主机柴油发电机十字头轴承18.70.27.69连杆大端轴承8.111.111.84曲轴、主轴承3.813.411.5234.2燃油泵1.12.37.693.94泵传动装置00.7传动齿轮2.35.77.696.57增压器12.611.75.763.94凸轮轴1.84.41.92资料来源故障部位第21页/共49页船舶机械故障分析表5－3柴油机部件发生故障的比例劳氏船级社中国远洋运输总公司低速中速主机柴油发电机机座0.27.4曲轴箱0.10.95.76机架2.10.91.31调速器0.22.13.94基座1.21.8扫气通道1.00.2贯穿螺栓3.84操纵系统1.92连杆螺栓6.57其它7.46.77.554.03资料来源故障部位第22页/共49页部件及系统故障影响重要性分析柴油机动力装置的故障分布在所有部件和分系统之中，由于在分系统中处于不同的位置，因此对柴油机动力装置的整体影响也不相同。了解各部件故障的相互影响和对整体可靠性的影响，可以掌握各部件的重要程度,从而为提高整个动力装置的可靠性提供足够依据。第23页/共49页动力装置的可靠性

第一节船舶动力装置的可靠性

第二节提高船舶动力装置的可靠性的措施

第三节船舶动力装置故障诊断的基本方法第24页/共49页Themeasuresofimprovingthereliability第25页/共49页影响动力装置可靠性的因素设计：可靠度的基本保证安装：间隙、预紧力、找正.制造：材质、加工精度、工艺.管理：按要求操作，保证工作环境，及时保养、维修第26页/共49页表6影响动力装置可靠性的因素设计制造管理推断营运特点和工作条件原材料使用操作选用设备的质量和数量加工机械文件管理系统设计、储备度及可靠度分配制造工艺维修制度安全系数和部件的降级使用装配工艺维修工艺设计数据的选取试验方法备件管理配套和布局质量检查方法人员培训人机工程质量管理道德观念和思想状况维修性作业人员管理使用环境标准化、简单化、自动化包装、运输、储藏第27页/共49页合理选用系统的联接方式－串联系统

n个独立部件组成一个系统，若其中一个部件发生故障，系统就发生故障。如，主机——轴系——桨

可靠度：R(t)=R1(t)•R2(t)•••Rn(t)

特点：a.系统可靠度<部件可靠度

b.可靠度最差的部件对系统可靠度影响最大

c.部件越多，系统可靠度越小

d.工作时间越长，系统可靠度越小

e.部件少，造价低，机舱饱和度小A1A2An第28页/共49页合理选用系统的联接方式－并联系统n个独立部件组成一个系统，只有当n各部件全部发生故障时，系统才发生故障。例如，发电机组

不可靠度：F(t)=F1(t)•F2(t)•••Fn(t)

可靠度：R(t)=1-F(t)

特点：

a.系统可靠度>部件可靠度

b.部件越多，系统可靠度越大

c.部件越多，成本越高，机舱饱和度越大

A1A2An第29页/共49页合理选用系统的联接方式－并联系统

固定式联接热态备用备用部件和基本部件预先都联入系统，同时投入工作。如机动航行，增开一台发电机特点：部件运行时间长，系统可靠性变差

固定式联接冷态备用备用部件预先联入系统，在基本部件发生故障后，投入工作。如，备用泵、双联滤器等特点：运动部件运行时间短，系统可靠性好

流动式备用基本部件发生故障后，才将备用部件联入系统如船上备用活塞、气缸、喷油器等备件应用场合：系统有多个相同基本部件第30页/共49页合理选用系统的联接方式－并联系统

并联系统的另一种形式是表决系统。在由n个部件组成的并联系统中，若其中的r个部件正常工作，系统就正常工作，这样的系统称表决系统。

备用比(n-r）/r

特点：备用比越大，可靠性越高。12345第31页/共49页合理选用系统的联接方式－混合联接系统

系统中既有并联也有串联的系统。A1A4A3A2第32页/共49页提高维修性1.消除妨碍人体感官功能发挥的因素，以便及时发现和判断故障

2.系统布置要符合人体特征，如身高、腕力、视力

3.操作维修场所要设适当的保护措施如防护罩、护栏、隔热

4.维修操作作业力求简单方便,缩短维修时间.5.在操作和维修环境严酷的情况下应考虑适当的保护措施、防错措施.6.要有良好的可达性对于维修性好坏的鉴别见表7第33页/共49页表7－1维修性检查表（机械方面）机械方面1.在装配、更换备件、维修时能否看清全部备件？身体能否接近这些零件？2.在正常状态下，所有的测试点是否都有很好的接近性？3.在正常状态下，是否能保证所有现场易于使用专用工具？4.采用的装配方式是否考虑了易于拆装？5.是否对维修、试验、储存等有不符实际的实施要求？6.是否考虑了不使工作人员遭受突然事故的伤害？7.各组件能否独立的装置在希望的位置或容易维修的位置？第34页/共49页表7－2维修性检查表（人机工程方面）人机工程方面1.指示器是否装的使操作人员能看请客度、指针、数字等？是否能方便、正确的读出数据？2.显示器是否使读数误差最小？3.调节器一类的仪表所采用的把手、旋钮等布置是否合适？是否有利于操作员转身？4.控制台是否设计的有宽敞的放腿位置？书写时是否有合适的表面和高度？是否有良好的隔声、隔振和照明？5.照明是否考虑了特定工作的要求？有无照明不足的仪表？6.是否把晃眼的因素控制的最小？7.在更换、修理组件和零件时，是否可以不拆下其它的任何零件？维修工作是否复杂？8.是否考虑了重量大的部件的搬运问题？9.产品和说明书符号、代码是否一致？第35页/共49页提高管理水平

据统计，人为因素造成的故障占80%。其中，

a:普通船员责任心不强占50%，表现为工作不仔细，检查不及时，违章操作。

b:干部船员管理水平低占50%。表现为业务水平低，维修保养不良，指挥不当，判断错误，操作错误。第36页/共49页充分利用指导性文件a.制作操作规程

b.判断设备技术状态

c.指导维修第37页/共49页做好可靠性数据的收集、整理和分析1.改进设备的设计

2.改进维修保养的方法

3.修改标准和规范

4.提高故障的判断能力第38页/共49页动力装置的可靠性

第一节船舶动力装置的可靠性

第二节提高船舶动力装置的可靠性的措施

第三节船舶动力装置故障诊断的基本方法第39页/共49页Thecommonmeasuresoffaultdiagnosis第40页/共49页船舶常规的诊断方法“望、闻、问、切”的传统诊断法一般热工参数的检测法第41页/共49页现代故障诊断技术方法性能参数法对整机的诊断中，一般都是采用柴油机工作过程参数和介质参数来进行间接诊断，即利用发动机中介质如空气、燃气、润滑油、冷却液等参数来间接判断零件或组件的技术状况。该方法利用了传热学、热力学、流体力学等科学的基础理论和发动机工作过程的知识，理论上可行，技术上比较成熟，是目前应用最广的方法。如果加上烟气分析数据配合诊断，效果更好。第42页/共49页润滑油法理化性能分析油样磨粒分析经验法磁塞法滤纸法光谱分析法常规化验法铁谱分析法第43页/共49页振动噪声法

1)利用缸盖表面振动进行柴油机故障诊断的主要方法是频谱分析方法。通过对柴油机工作过程振动诊断的基础研究，分析爆燃段缸盖振动信号的功率谱，给出了喷油提前角偏移、燃油雾化不良、进气压力降低、活塞环和气阀漏气等故障的判别方法。2)利用缸体侧面振动信号进行缸套磨损状况故障诊断。3)利用