船舶管理第三章.ppt

1、第三章 动力装置的可靠性 第一节 船舶动力装置的可靠性 第二节 提高船舶动力装置可靠性的措施 第三节 动力装置故障诊断方法,下课！,第节 船舶动力装置的可靠性 一、航行的可靠性 1。故障：使船舶不能维持最低航速的事件 或者，使船舶失去操纵性的事件 2。据目前的资料，在港区操作工况下，低速机的可靠性为0.998。中速机的可靠性为0.991。 3。全世界全损船舶的艘数和吨位总的趋势：增长的趋势。 4。世界全损船舶按船型统计，散货船所占总吨位比例较高 5。在造成全损的各种原因中，大约80%是与人为因素相关的。 6。全损船舶中90%以上船龄超过15年。,二、船舶各种机械的故障比例 1。据统计，在柴油机

2、船上，主机故障总数占故障总数的38%，总故障数7521 2。主机使动力装置的可靠性的薄弱环节。 3。主机发生故障的原因中，材料质量不良和机件污损约占全部原因的一半。 三、柴油机部件的故障比例 据统计 1。气缸活塞组件占47.8% ， 2。曲轴组件占42.5% ， 3。增压器占4.7%， 4。凸轮轴占3.1% ，,47.8%,42.5%,5。低速机活塞、气缸套、和十字头轴承发生故障最多。 6。中速机中，曲轴及轴承故障突出。 7。*加强高故障率部件或机器设备的管理!,第二节 提高船舶动力装置可靠性的措施 一、影响动力装置可靠性的因素见表6-6表6-6表,1。影响动力装置可靠性问题贯穿设计、制造和管

3、理之始终。 2。合理的选用系统的联接方式 a.串联系统的定义：n个独立的部件组成系统S，且n个部件之一发生故障，将导致整个系统故障。 a1.串联系统的可靠度不大于部件的可靠度； a2.可靠度最差的部件对系统的可靠度影响最大。 b.并联系统的定义： n个独立的部件组成系统S，且仅当n个部件同时发生故障，才导致整个系统故障。 b1.并联系统的不可靠度不高于系统中任一并联部件的不可靠度 b2.采用并联系统，可提高系统的可靠度。 b3.一般采用2或3个部件并联为宜。,b4.备用发电机属于固定式联接热态备用，备用机与运行机同时投入工作。 b5.可转换的备用滤器属于固定联接冷态备用 b6.基本部件故障后才

4、联入系统的备件联接方式为流动式备用。 c.表决系统的定义：式并联系统的另一种形式。N个部件组成的并联系统中，若其中r个部件正常工作，即可保证整个系统正常工作。 c1.备用比：表决系统中，备用部件数与工作部件数之比。 c2.备用比越大，表决系统的可靠性越高。 d.混合联接系统是系统中的部件既有并联也有串联。 d1.提高储备，可以提高可靠性。但是 d2.提高储备，会增加造价，和增加散热困难等,3。提高维修性 见下表,续表,4。提高管理水平 统计表明，许多故障时由于船员采取了不正确的决策和违反技术操作规程 船员的业务水平、熟练程度、操作技能、发现排除故障的能力等决定其能否： a.正确执行操作规程，充

5、分做好设备起动前的准备工作 b.正确判断设备的技术状态和正确的使用负荷 c.能否迅速发现和排除故障，用较短的时间完成维修工作d.利用和维护的质量处于较好状态 5。做好可靠性数据的收集和管理 对船舶故障相关情况如，故障原因，故障后果、表现形式、采取措施等的可靠性报告搜集、归纳整理、统计分析和计算以改进设计、指导船上实践。,第三节 动力装置故障诊断方法 1。设备工况检测技术的三个基本内容： 1.1。设备诊断技术是利用被诊断的对象所提供的一切信息， 经过分析处理获得能用于识别设备状态的特征参数， 最后做出结正确的诊断结论。 1.2。设备诊断技术所提供的信息技术通常包括： A.信息的采集 关键在于正确

6、的选择传感器（温度传感器、振动传感器等、人的感官是一种特殊的传感器） B.信息分析处理，也称数据处理 用专门的电子仪器或计算机（或人的大脑）对原始的杂乱的信息加以处理，获得对故障最敏感的性能参数。,2。设备诊断技术的几个基本方法 2.1。根据其技术特点，可分为： A.直观检查法，由检查人员用目力或通过仪器（光学显微镜，频闪仪，着色渗透，测量温度）等观察零件表面的磨损及缺陷情况。 B.性能参数分析法，利用各种仪器或仪表测定设备的各项性能参数值（如温度、压力及流量等）对其进行处理、分析和比较，判断机械设备的运行状况和趋势。 C.振动、噪声分析法，机械的振动和噪声是机器运行过程中的一种属性，而振动和

7、噪声的增加和变化，一般是由于某种故障引起的。采集、分析和研究机械零部件所发生的振动和噪声的特征和机理，用于诊断机器的运行。,D.油液分析法，又称油液检测技术。通过采集机械设备的在用润滑剂样品（包括润滑油、脂、液压系统介质等），通过分析其性能、和样品中的磨损微粒，评价机械磨损状态，预测发展趋势。 除上述方法外，还有声发射检测、应力应变检测和无损检测等方法。 3。设备故障诊断技术最适合于以下各种设备 A.生产中的重大关键设备，包括没有备用机组的大型机组。 B.不能接近检查，不能解体检查的重要设备。 C.维修困难、维修成本高的设备。 D.没有备品备件或备品备件昂贵的设备。 E.从人身安全、环境保护等

8、方面考虑，必须采用诊断技术的设备。,4。故障的分类 从不同的角度对故障进行分类，可以揭示和分析故障的实质和有利于选择适当的诊断手段。 例如，可把故障分为 A1:完全性故障和局部性故障 B1:突发性故障和渐进性故障 C1:人为故障和自然故障 D1:早期故障、使用期故障和老化期故障 E1:非相关故障和相关故障 等等,5。振动噪声监测 5.1。利用振动和噪声信号，可以诊断绝大部分机械故障 通过分析机器外部的振动和噪声信号，可以监测其内部的状态变化，在此基础上判断故障原因、部位、程度、性质和发展趋势等等。 使用振动和噪声法，除要求测试仪器性能良好之外，还要求测量者具有丰富的相关理论知识和实际经验。 下

9、面仅仅介绍简易检测仪器诊断， 其诊断依据是： 预先规定一个标准值或参考以前的测试数据，当现场显示的结果与以前的数据有很大的差异时，可以认为设备状态发生了变化。 为更准确的监测，还可以将多次测量数据绘制成趋势图，从趋势图的变化判断设备状态。,5.2。简易振动噪声测试仪器可包括： A.便携式测振仪，显示机械振动的位移、速度、加速度的最大值和有效值。 B.冲击脉冲计，测量机械设备的冲击值，对滚动轴承的状态检查。 C.噪声听诊器，可测的噪声的值，及其变化。,6。油液分析 6.1。机械设备中，相接触的摩擦副发生相对运动，都会发生磨损。通常在运动表面之间加入润滑剂以减小磨损。 设备使用过程中，润滑剂性能逐

10、步下降，另外在润滑剂中，还有机械设备表面磨损、机械负荷、压力等原因造成的磨损微粒和其他微粒。 机械设备在不同的运转阶段，润滑剂的衰败程度会有所不同，产生的磨粒具有各自的特征。 对润滑剂中磨粒的数量、尺寸与分布、形貌、浓度、成分等特征检测分析，可以定性或定量的评价被监测的设备的磨损状态。油液监测技术见图3-3-1图,3-3-1图 油液监测系统框图,6.2。磨粒的种类及特征 润滑油中的磨粒种类很多，其形成机理各异，这里仅仅简单介绍几种主要的磨粒： A.正常滑动磨粒：薄片状，表面光滑，长度约0.515微米，厚度约0.151微米。由零件表面剪切混合层疲劳剥落形成。磨合期尺寸较大，正常磨损期，尺寸较小。

11、 B.严重滑动磨损微粒：表面有明显划痕和开裂现象，轮廓平直，尺寸较大，可达20微米以上。这种磨粒是异常磨损的征兆。 C.切削磨损磨粒：切削状的螺旋形或曲线形，大的可达25100微米长，25微米宽，小的长度小于10微米，宽度小于1微米。切削磨粒较多时，是故障损伤的前兆。 D.疲劳剥离微粒：扁平状，表面光滑，轮廓不规则。是滚动疲劳剥落的产物，剥落扩大，发生表面故障；当大于10微米的疲劳剥落微粒数量增加时，是不正常磨损开始的表现。,E.红色氧化铁微粒：为顺磁性，在铁谱片的各个部位均可沉积。由于润滑油中含有水分，锈蚀而成，也可能是由于润滑不良，发生氧化磨损而形成（呈扁平状）。 黑色氧化铁微粒：颗粒状，

12、表面粗糙不平，有细小的蓝色和橙黄色斑点。由于摩擦副严重润滑不足，并伴随着高温而生成。,7。内燃机故障诊断 7.1。内燃机的故障形式 A.磨损：缸套、活塞、曲轴轴承等机件的的磨损程度限制了内燃机及其零部件的使用寿命； 其摩擦损失也是内燃机摩擦损失的绝大部分； 摩擦副的擦伤、拉缸等还会酿成重大事故而产生恶劣后果。 B.疲劳断裂：船用发动机承受复杂的机械负荷和热负荷作用，长时间运转，疲劳会造成：曲轴断裂、连杆折断、活塞断裂、缸套断裂、活塞烧裂、缸盖裂纹、机架断裂、轴瓦烧坏、轴颈拉毛、传动齿轮损坏等疲劳故障。 C.其他损伤如：穴蚀、烧蚀等。,7.2。内燃机故障诊断技术包括 A：直观检查法，对内燃机的气阀、活塞、缸套等令件课利用此法，也可借助于多种光学仪器。 要求检查人员有较丰富的经验。 B.温度检