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“长鲸6”耙吸式挖泥船 保障安全生产的新方法

赵六军




摘 要:本文介绍并分析了长江武汉航道工程局所属长鲸6轮,通过振动检测技术对疏浚设备进行故障诊断,并利用振动检测技术对设备振动情况进行检测与分析得出的结果,采取有效的措施避免了重大设备安全事故的发生,并对其日常维护与船机管理提出意见。该技术为长鲸6等挖泥船的疏浚设备故障的诊断提供了一个新方法,保证了其完成生产任务的时效。

关键词:振动检测;故障分析

中图分类号:U674.31           文献标识码:A            文章编号:1006—7973(2019)08-0054-02

长鲸6是一种边走边挖,且挖泥、装泥和卸泥等全部工作都由自身来完成的大型耙吸式挖泥船。挖泥时,耙吸式挖泥船把耙放置在要疏浚的港池、航道上,船往前开,耙就把泥耙起来,像牛犁田一样。耙上装有吸管,船上强有力的吸泥泵把耙起的泥连同水一起吸入泥舱中。在泥舱中,泥往下沉淀,水溢出泥舱,这样连续不断的耙吸,直到泥舱中装满了泥。然后开到卸泥区去卸泥。长鲸6轮还装有吹泥上陆地的设备,将泥舱内的泥浆用高压水稀释后,从舱底吸口吸入通过泥泵,将泥浆排至甲板上的排泥管或快速接头,以此与岸上管线接通后,吹泥上陆,充当绞吸式挖泥船使用。

1长鲸6轮安全生产保障方法

由于耙吸式船相对于航运船有设备密集、专业性强、负载变化大、施工环境较为恶劣的特点,一旦发生故障,影响范围大并且难以准确定位及快速抢修,将会带来严重的经济损失。长鲸6轮作为长江武汉航道工程局主力工程船,承担着重要项目的施工任务,长期在长江口12.5米水深工地施工,设备完好率要求极高,一旦出现临时的故障停车,对整个工程进度的影响非常大。随着现代化生产的发展和科学技术的进步,现代设备的结构越来越复杂,功能越来越完善,自动化程度越来越高,单单凭借一些感官和经验来判断机械故障的存在与否,已经跟不上船舶机械自动化技术发展的要求。

面对这些问题,长鲸6轮船舶管理人员采取了新的手段以保证主要设备的安全、生产效率与工程进度——振动检测技术。

振动测试技术是通过对正在运转过程中的机械设备产生的振动现象进行测试或用人为的激振试验法测量设备对标准激励振动信号的传递特性来分析系统(设备)的特征参数以判断设备的故障存在与否。它是在二十世纪七、八十年代发展起来的一门新型边缘学科,近年来对此技术的发展日趋于成熟。

依据稳定运转的设备,其各零部件(包括电机电流频率)都以相对固定的频率运转并因故障而发生冲击变化;将设备在运转时轴承位0-60000Hz的振动数据进行采集,根据不同设备的故障类型,计算和解调成不同的故障分析图谱。分析每个冲击频率的来源、大小及形成原因,并查找设备故障的根源。通过定期的检测、观察故障发展的过程和趋势,在合适的时机对故障设备进行精确维修。

2“长鲸6”号实例

长鲸6是长江武汉航道工程局重点船舶,在2017年四月中旬的一次定期检测中,检测公司出具报告显示,泥泵齿轮箱振动上升较快,输出自由端轴向总振动已超过DNV标准,输入轴驱动端、自由端包络谱及速度频谱均出现118HZ故障频率峰值,各测点上幅植明显上升,成为齿轮箱主要振动峰值,怀疑右泥泵齿轮箱输入轴的轴承出现严重故障,建议对右泥泵齿轮箱进行全面的检查。如图1、2所示。

图谱中显示118Hz的故障频率峰值在第一次检测时未出现,第二次检测时出现上升,到第三次检测时总振值已经超过标准。而左舷齿轮箱相同测点并未出现该故障峰值;将轴承型号导入分析软件,确认为输入轴实心轴轴承内圈故障。

长鲸6轮泥泵齿轮箱为德国弗兰德制造的双速(180/290rpm)大功率的先进设备,齿轮箱体积大、结构复杂,备配件供应周期长。而泥泵齿轮箱是长鲸6最重要的设备之一,一旦施工时故障恶化,轻则齿轮箱轴承损坏造成停工;而极有可能发生次生故障,会导致轴承座和齿轮磨损、离合器故障而造成机损事故,将造成的直接和间接损失巨大。

故障预判之后,对该齿轮箱进行了拆检,拆检后发现该轴NU1060轴承内圈严重磨损,轴承座因高温发黑。但由于修理及时,未发生轴及轴承座磨损等次生故障,也减少了因设备故障而造成的损失。对长鲸6轮齿轮箱拆检的照片。如图3所示。

在齿轮箱解体后,发现输入轴的实心轴中端轴承内圈已经磨损严重,但故障目前仅限于这道轴承,轴承座已经因高温发黑,但未出现磨损,齿轮箱可以就地进行修理。

在修理后的六个月左右,再次對船进行定期检测,该齿轮箱的图谱显示轴承故障已经消失,总振值也出现下降。如图4所示。

3结语

通过以长鲸6轮实施振动检测对设备状态进行监测的实例可以看出,船舶旋转设备振动检测技术可以预知设备部件故障情况,及时改善设备运行环境,协助管理人员把握合理的维护时机,根据设备的实际情况制定维修和备件计划;避免设备突然失效和过度维修。最终达到延长设备使用寿命,保证设备稳定可靠地运行,降低备件库存,压缩管理空间,提高船舶管理水平和施工效率。同时,对设备的全生命周期进行监测、研究;对不同工况下的设备性能进行评估,对船舶生产工艺的制定提供支持。相信在不久的将来,振动监测与机械故障诊断技术会在我国疏浚船舶行业得到更加广泛的应用,成为船机设备长期安全运行的强力保证和技术手段。

参考文献:

[1]操炼.振动信号在船舶设备检验中的应用探讨[D].上海海事大学,2005.

[2]朱煜,熊小虎.基于振动分析的船舶旋转机械故障诊断研究[J].江苏船舶,2016(5).

[3]杨建刚.旋转机械振动分析与工程应用[M].北京:中国电力出版社,2007.

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