浅析油液监测技术在船舶机械维修决策中的应用

摘要：在船舶油液监测技术中，油液监测技术是一种比较常用的监测技术，在预防船只故障方面具有重要意义。基于此，文章对油液监测技术在船舶机械维修决策中的应用进行了探讨。

关键词：油液监测技术；船舶机械维修；动态模型；船只故障；船舶发动机 文献标识码：A

中图分类号：U664 文章编号：1009-2374（2016）01-0047-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.01.024

1 案例说明

以某型船舶为例，抽取其不同使用年限的船舶不同型号的主发动机的油液作为研究材料，样品分别是使用20年的船舶1艘、使用10年的船舶2艘、使用5年内的船舶1艘。在进行油样选择和抽取时采用选取不同位置、定期取样，固定取样人员，保证分船分期取样的低偏差率。以选定型号的船舶主发动机所用油液为研究材料，对不同梯度的油样进行监测研究，制定该型船舶发动机的使用及磨损参数，构建油液磨损元素含量与船舶发动机故障爆发的相关性，以期指导实践。经过2年的监测研究，对4艘样船的7台主发动机抽样200多份分别进行检测，得到有效谱片200余张，并测得各谱片元素数据进行深入论证分析，基于这些数据建立了该型船舶发动机的使用状态安全预警标准，见表1。其中船舶1主机是1978年6月生产的，主机型号为6300C-1，单机功率为294kW，主机转速为400r/min，油箱容积为500L，换油周期为5000h；船舶2是1989年1月生产的，主机型号为6PASL，单机功率为1250kW，主机转速为945r/min，油箱的容积为3600L，换油周期为5000h；船舶3是1989年12月生产的，型号为Z280-ET，主机功率为1250kW，主机转速为730r/min，油箱的容积为3500L，换油的周期为5000h；船舶4是1997年12月生产的，型号为6122HX，主机转速为1000r/min，油箱的容积为4000L，换油的周期为5000h。

表1 船舶样品油样中铁、铜元素极限浓度值的监测值

船名 铁（ppm） 铜（ppm）

基线值 报警值 警告值 基线值 报警值 警告值

船舶1 40 50 55 7 10 12

船舶2 20 30 35 5 8 10

船舶3 40 50 55 5 8 10

船舶4 20 30 35 5 8 10

通过表1的数据可以看到，油样中铁、铜的浓度基线值、报警值和警告值和船舶发动机的型号和使用年限之间的关系。不同使用年限、不同型号的船舶发动机的油料铁、铜浓度的极限值存在较大差异，没有统一标准。

2 船舶发动机维护过程中对油液监测技术的广泛应用

2.1 构建船舶机械设备使用状态的监测体系

基于船舶机械设备的现实使用状况，经过相关分析认为港航企业应该建立一套船舶机械设备监测体系，主要内容包括加强船舶轮机工作人员机械设备日常维护工作，轮机员每天记录船舶主发动机的主要性能参数及使用状况，如果发现性能异常情况应及时联系公司机务组采取油料进行检测，进行分析判断指导决策。同时，由于我国生产的油质分析设备监测水平已接近世界先进水平且价格较便宜，因此也可给每艘船上配置一台油质快速分析仪，如此轮机管理人员可以在轮机日常管理或者发动机突然出现异常情况时迅速对发动机油料进行快速检测。这样既可以使轮机人员及时得到轮机的现实运行情况，也可以减少油料的实验室送检样品数量。开展船舶油料日常理化性质的监测机制，一般需要企业配置大量常规的化学实验分析设备，对轮机油料进行常规指标的化验分析。当然也有企业由油料提供方进行油料的检测分析。船舶油料日常理化性质的监测可以预防一些轮机事故的发生，应该得到所有港航企业的足够重视。

2.2 对船舶主发动机的油料进行定期的元素光谱分析

对船舶主发动机的油料进行定期的元素光谱分析，是船舶油液监测技术的主要工作。基于船舶管理的特殊性，对船舶油料监测工作应由船级社决定。所以，船舶的油料监测分析工作应该在船级社认可的单位进行，并根据分析数据对船舶做出维修决策。由此，可认为港航企业的船舶机械设备监测体系应选用多层次、多技术相结合的方式开展。也就是说，既要开展船上日常机械设备性能和油料监测，也要在岸上实验室进行定期油料元素光谱分析。

2.3 建构船舶机械设备维护的动态模型

构建状态维修决策模型监测的主要目的是使维修工作变得更加便捷，因此施工人员在进行状态监测时，有效提出油液监测维修决策模型，并根据于此构建维修决策支持系统。决策模型如图1所示。通过多维修决策模型的分析我们可得出以下两方面内容：一是主机性能参数；二是油液监测最终所获取的相关结论。其主要规则表示如下：（1）规则1：若结论0与相关标准要求不相吻合，则应对取油样进行分析，继而采取切实可行的方案加以处理；（2）规则2：若结论1与相关标准要求不相吻合，而结论4却与实际情况相同，这时应进行换油处理。若结论1与标准有出入而且结论4也有异常现象时则应在工作一段时间后进行取样分析以及处理，如若结论4仍出现一定的差错，则应立即进行维修处理，以防止安全事故发生；（3）规则3：若结论2、3中有任何一项显示异常，那么就会对结论4造成一定的影响，这时施工人员应着重对状态检查表进行系统、全面的检查。若结论0显示正常，则所监测的结果显示为缩短取样间隔期，可进行深层次的取样分析，但如果结论0显示异常则说明该设备需要检修；（4）倘若柴油机在正常使用中出现一定的故障，经检测处于临修状态，则结论显示为检修即可。倘若柴油机在临修范围内，但在取样检测中各个指标显示都正常，则结论显示也为正常，不需要对设备进行维修处理。

图1 柴油机维修决策模型图

3 油液监测技术的经济效益

以船舶3主柴油机润滑油为例，对其跟踪分析所得监测分析结果表示如下：（1）常规化验分析：对各项指标进行检测，其各项指标均显示正常；（2）油液的光谱、铁谱分析：在对船舶柴油机油液进行铁谱监测分析时看到油液中含有大量磨损腐蚀颗粒，颗粒的浓度都大于100。油液元素光谱分析的结果中铜浓度均超过10ppm。由此我们可以得出结论，轮机的主要轴承已经发生严重磨损，应及时进行预警，并建议安排机务组进行检修。船舶发动机进行厂内检修时，我们发现轮机主轴瓦表面已呈深灰色，出现小斑点。假如不进行修理继续使用，就有可能造成2台轮机的多个主要构件损坏，预计造成几十万元的经济损失。通过油液监测分析和船舶轮机的解体修理，我们发现导致以上结果主要是因为船舶轮机使用的润滑油不能满足船舶机械要求。当前轮机所用的油品是CC40柴油机油，不能较好地满足船舶轮机的运行需要。基于这一事实，我们建议轮机维修完成后应选用质量更好的CD40中增压船用柴油机油。虽然CD40的单价较CC40高一些，但其主要润滑参数都远高于CC40，这就使得船舶发动机各个摩擦单元点的摩擦系数大大减小。后续的实践也确实证明，维修以后的船舶轮机换用CD40润滑油后轮机的使用情况好于CC40，对油料进行监测分析的结果也证明了这一事实。

4 结语

综上所述，在船舶机械维修中应用油液检测系统，可以使管理人员可以及时了解到柴油机的运行情况，当出现故障后，可以使工作人员实时了解柴油机的运行情况，及时采取处理措施，进而避免出现更为严重的机损事故，保证船舶维修的及时性和针对性。

参考文献

[1] 沈阳.试论油液监测技术在船舶机械维修决策中的作用[J].机电信息，2011，（24）.

[2] 向志伟，张晖，王斌.油液监测技术在船用柴油机故障诊断中的应用[J].润滑与密封，2009，（4）.

作者简介：于永妍（1982-），女，天津人，青岛远洋船员职业学院讲师，研究方向：船舶与海洋工程。

（责任编辑：陈 洁）