船舶動力裝置的可靠性與故障診斷方法97課件

廈門海洋學(xué)院1項(xiàng)目五船舶動力裝置的可靠性與故障診斷方法廈門海洋學(xué)院2任務(wù)三

船舶動力裝置

故障診斷的基本方法廈門海洋學(xué)院3一、船舶常規(guī)的診斷方法輪機(jī)人員不僅要會采用傳統(tǒng)手段，如看、摸、聽、聞或用一般的熱工儀器儀表測試隨著科技水平提高，應(yīng)掌握現(xiàn)代化精密測試設(shè)備在輪機(jī)管理實(shí)踐中，簡易手段和采用高新電子測試設(shè)備，互補(bǔ)并存的局面將是長期的，任何偏廢都是不可取的對設(shè)備工況檢測和故障診斷技術(shù)是一門了解和掌握設(shè)備在使用過程中的狀態(tài)，確定其整體或局部是否運(yùn)行正常，并預(yù)報(bào)故障發(fā)展趨勢的技術(shù)廈門海洋學(xué)院41．“望、聞、問、切”的傳統(tǒng)診斷法“看”，就是觀察推進(jìn)裝置、輔助裝置、甲板機(jī)械、管路系統(tǒng)、防污染設(shè)備和自動化設(shè)備在運(yùn)行中整體和局部在外表上是否處于正常狀態(tài)，找出設(shè)備故障或零件失效的先期征兆“摸”，通常指用手或工具（如螺絲刀）對運(yùn)行中的機(jī)械的接觸，來獲取熱機(jī)設(shè)備、部件的運(yùn)行溫度及機(jī)械運(yùn)行的振動情況等信息廈門海洋學(xué)院5“聽”，就是指聽取柴油機(jī)或其他機(jī)械運(yùn)行時(shí)因振動而產(chǎn)生的聲音信息“聞”，有兩層含意。一是用嗅覺獲取機(jī)器正常及不正常時(shí)產(chǎn)生的氣味信息。二是指輪機(jī)管理人員交接班時(shí)互相交流上一班值班時(shí)動力裝置的運(yùn)行工況，下一班值班的注意事項(xiàng)，以保證推進(jìn)裝置和其他設(shè)備的連續(xù)安全運(yùn)行廈門海洋學(xué)院62．一般熱工參數(shù)的檢測法柴油機(jī)是熱機(jī)的一種，它的主要工況參數(shù)可由熱工參數(shù)來表征如：轉(zhuǎn)速、功率、扭矩；油和水系統(tǒng)的溫度與壓力、各缸的排氣溫度、進(jìn)排氣管平均壓力、各種壓力差、曲軸箱壓力、空氣流量；氣缸示功圖、各缸指示功率、油耗率、噴油壓力曲線、壓縮壓力、爆發(fā)壓力等廈門海洋學(xué)院7二、現(xiàn)代故障診斷技術(shù)方法性能參數(shù)法

整機(jī)的診斷中，一般都是采用柴油機(jī)工作過程參數(shù)和介質(zhì)參數(shù)來進(jìn)行間接診斷即利用發(fā)動機(jī)中介質(zhì)如空氣、燃?xì)?、潤滑油、冷卻液等參數(shù)來間接判斷零件或組件的技術(shù)狀況廈門海洋學(xué)院82．潤滑油法潤滑油在柴油機(jī)中循環(huán)流動，滑油品質(zhì)的變化和所含雜質(zhì)狀況可以提示我們零部件磨損的部位、類型、程度。主要有：理化分析法、鐵譜法、光譜法潤滑油法包括理化性能檢測（經(jīng)驗(yàn)法、濾紙法和常規(guī)化驗(yàn)法）

和

磨損微粒的分析（磁塞法、光譜分析法、鐵譜分析法、顆粒計(jì)數(shù)器法）廈門海洋學(xué)院9（1）理化性能分析①經(jīng)驗(yàn)法

觀察潤滑油的顏色、聞氣味、用手捻搓等了解潤滑油的黏度和金屬屑、污染物及乳化變質(zhì)等的情況，粗略判斷油的質(zhì)量和摩擦副的磨損程度②濾紙法

取油樣滴于濾紙充分?jǐn)U散后觀察斑痕與新圖像比較。油漬越黑表明油越臟，中心黑點(diǎn)較小、色較淺和四周黃色油漬面積較大，表明滑油尚可使用；黑點(diǎn)較大，呈黑褐色、均勻無顆粒，表明滑油已變質(zhì)，應(yīng)換油

廈門海洋學(xué)院10③常規(guī)化驗(yàn)法常規(guī)化驗(yàn)是船機(jī)潤滑油普遍采用的一種定期定量指標(biāo)檢測方法。對船用柴油機(jī)潤滑系統(tǒng)每隔3～4個(gè)月取樣一次進(jìn)行定量分析。

主要檢驗(yàn)項(xiàng)目有：黏度、閃點(diǎn)、酸值、總堿值、水分和機(jī)械雜質(zhì)等。

具體檢驗(yàn)方法按有關(guān)規(guī)定由專門化驗(yàn)部門進(jìn)行。根據(jù)化驗(yàn)指標(biāo)的變化情況綜合分析現(xiàn)用滑油的質(zhì)量，并對摩擦副狀態(tài)進(jìn)行粗略判斷廈門海洋學(xué)院11（2）油樣磨粒分析

通過監(jiān)測油樣中磨粒的成分、含量、尺寸、形狀等來定性、定量地評價(jià)被監(jiān)測的船舶機(jī)械和設(shè)備的磨損狀態(tài)，診斷故障的類型、部位、程度和原因，并預(yù)測故障的發(fā)展趨勢

①磁塞法②光譜分析法③鐵譜分析法廈門海洋學(xué)院12①磁塞法

磁塞是一種帶有磁性探頭的檢測器，將其安裝到滑油管路中適當(dāng)部位，吸附滑油中磨損產(chǎn)物、腐蝕產(chǎn)物和疲勞破壞的金屬鱗片等定期取下磁頭，收集其捕捉到的金屬屑，在光學(xué)或電子顯微鏡下觀察金屬屑的形狀、尺寸，分析判斷故障部位和程度磁塞分為普通磁塞和電磁塞，其中電磁塞吸附量達(dá)到規(guī)定值時(shí)可自動報(bào)警。磁塞法適用于鐵磁性材料磁塞法設(shè)備簡單、成本低、使用方便。廈門海洋學(xué)院13②光譜分析法光譜分析油液中的金屬磨粒進(jìn)行故障診斷的技術(shù)是一種應(yīng)用范圍較廣、歷史較長的診斷方法光譜分析是利用原子和分子發(fā)射或吸收光譜進(jìn)行物質(zhì)化學(xué)成分及含量分析的物理方法具體有原子發(fā)射光譜法和原子吸收光譜法兩種因?yàn)楦鞣N物質(zhì)的原子和分子都具有自身特定波長的譜線，所以利用光譜的特性進(jìn)行物質(zhì)構(gòu)成的分析是光譜分析的基本原理油液光譜分析是通過分析潤滑油中金屬磨粒和污染物微粒的光譜來確定它們的成分和含量，評價(jià)船機(jī)設(shè)備和零件的磨損程度及剩余壽命。廈門海洋學(xué)院14③鐵譜分析法利用高梯度強(qiáng)磁場將磨損產(chǎn)物的微粒和污染物微粒從潤滑劑中分離出來，并按其幾何尺寸大小依次沉積排列于透明玻璃譜片上，再借助光學(xué)或電子顯微鏡對磨粒和污染物微粒的形狀、成分、尺寸及分布進(jìn)行定性、定量分析和研究的技術(shù)有直讀式鐵譜儀、分析式鐵譜儀、旋轉(zhuǎn)鐵譜儀廈門海洋學(xué)院153．振動噪聲法振動噪聲法不影響柴油機(jī)運(yùn)行，便于測量，隨著信號處理技術(shù)的發(fā)展，近30年來得到了很大的發(fā)展測取信號主要有缸蓋表面、機(jī)身側(cè)面、主軸承座附近的機(jī)體振動、扭轉(zhuǎn)振動、噪聲廈門海洋學(xué)院16（1）利用缸蓋表面振動進(jìn)行柴油機(jī)故障診斷的主要方法是頻譜分析方法。通過對柴油機(jī)工作過程振動診斷的基礎(chǔ)研究，分析爆燃段缸蓋振動信號的功率譜，給出了噴油提前角偏移、燃油霧化不良、進(jìn)氣壓力降低、活塞環(huán)和氣閥漏氣等故障的判別方法。（2）利用缸體側(cè)面振動信號進(jìn)行缸套磨損狀況故障診斷。廈門海洋學(xué)院17（3）利用主軸承座附近機(jī)體外壁振動信號，分析頻率分量，能有效監(jiān)測主軸承狀態(tài)。（4）利用扭振信號進(jìn)行故障診斷。近年來，扭轉(zhuǎn)振動信號也被用在柴油機(jī)故障診斷中，扭振信號具有測量設(shè)備簡單、可靠性好等特點(diǎn)。利用扭轉(zhuǎn)振動信號，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷柴油機(jī)單缸熄火或部分燃燒故障，但不能確定故障缸所在位置。（5）利用噪聲進(jìn)行故障診斷。噪聲在人工判斷中是主要信號，近年來也被引入到故障診斷之中，用固體聲監(jiān)測法對柴油機(jī)進(jìn)行研究，對信號進(jìn)行了功率譜分析，診斷了示功閥漏氣、排氣閥漏氣、油管泄漏等故障。廈門海洋學(xué)院184．紅外線監(jiān)測溫度是最基本的工作性能參數(shù)之一零部件的溫度變化直接與其工況和故障有關(guān)分為采用溫度計(jì)的接觸式測量和通過接收熱輻射能量的非接觸式測量紅外線監(jiān)測就是溫度監(jiān)測中的非接觸式測溫技術(shù)之一任何高于絕對零度（－273℃）的物體都是紅外線輻射源。通過探測物體的紅外線輻射強(qiáng)度了解物體表面溫度，進(jìn)而診斷故障廈門海洋學(xué)院19紅外線測溫儀是最輕便、最直觀、最快速和最價(jià)廉的表面測溫儀器，分為紅外線點(diǎn)溫儀和紅外線線溫儀可用指針或數(shù)字顯示。紅外線熱成像系統(tǒng)是利用紅外線傳感器、光學(xué)成像物鏡和光掃描系統(tǒng)，非接觸接收被測物體紅外線輻射信號，轉(zhuǎn)變成電信號后放大、處理進(jìn)行顯示將人眼看不見的與被測物體表面熱分布對應(yīng)的實(shí)時(shí)熱像圖轉(zhuǎn)變成可見的電視圖像或照片廈門海洋學(xué)院20紅外線檢測技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）非接觸測溫，減少影響測溫精度的因素和用于因距離、動態(tài)、高溫、不安全等難于接觸軔體表面的測溫（2）測溫速度快、顯示直觀、攜帶輕便（3）測溫靈敏度高，能區(qū)別微小溫度（0.01～0.1℃）（4）測溫范圍廣，可達(dá)－50～2000℃廈門海洋學(xué)院215．故障診斷專家系統(tǒng)前述故障診斷方法都是依靠傳感器和昂貴的測試設(shè)備來進(jìn)行的故障診斷專家系統(tǒng)克服了只憑測試技術(shù)獲得故障癥狀的局限性，將測試技術(shù)、規(guī)范要求和專家們的寶貴經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)結(jié)合在一起，利用計(jì)算機(jī)人工智能推理判斷功能，形成診斷專家系統(tǒng)它利用大量人類專家的專門知識和方法來解決某些復(fù)雜的問題廈門海洋學(xué)院22（1）專家系統(tǒng)的特點(diǎn)①它能記錄和傳播診斷專家的珍貴經(jīng)驗(yàn)，使得少數(shù)人類診斷專家的專長不受限制地被有效應(yīng)用②專家系統(tǒng)可以吸收不同診斷專家的知識，從而使診斷結(jié)果更權(quán)威、更全面③實(shí)際工作中應(yīng)用專家系統(tǒng)，可提高診斷效率，減少大量測試分析設(shè)備，取得較大的經(jīng)濟(jì)效益。廈門海洋學(xué)院23（2）專家系統(tǒng)的組成①知識庫。即收集并整理出的人類專家的知識。②推理機(jī)。根據(jù)輸入的癥狀，根據(jù)故障與癥狀的相互關(guān)系和推理機(jī)制，計(jì)算機(jī)進(jìn)行智能的推理判斷，最終得出診斷結(jié)果③數(shù)據(jù)庫。用來存儲所診斷問題領(lǐng)域內(nèi)原始特征參數(shù)的信息、推理過程中得到的各種中同信息和最終的診斷結(jié)果④解釋程序。能