北方航运主机常见故障诊断系统研究

北方航运主机常见故障诊断系统研究

赵永恒

【 摘 要 】 随着经济的飞速发展，北方航运事业得到了良好的发展，航运主机向着自动化方向不断发展，内部结构越来越复杂，这就对故障诊断工作提出了新的要求。在北方航运主机运行过程中，受到外界环境的影响，可能会出现一些突发性的故障，给船舶运行带来巨大的影响。本文从北方航运主机常用故障入手，对其故障诊断系统进行研究分析，包括故障树分析法、故障诊断系统等，希望为北方航运主机的故障诊断工作提供参考及借鉴。

【关键词】北方航运主机；常见故障；故障诊断系统

北方航运主机长时间运行后，受到人为因素或者外界因素的影响，例如维修有误、操作失误、天气寒冷等原因，可能会出现一些常见的故障问题，需要及时找到具体的故障原因，让主机可以恢复正常，才能确保船舶运行的质量及效率。在以往的北方航运过程中，一般采取定期维修的方式，可以起到预防故障的作用，但是存在一定的缺点，会耗费巨量的资金，且无法预防所有突发故障。现阶段，一般采用故障树分析法找到具体故障，同样可以起到良好的预防作用。

1故障树分析法

故障树分析法英文简称为FTA，可以对北方航运主机的故障类型进行分析，在分析之前，将最不想遇到的故障问题设定为顶事件，然后找到可以引发顶事件的原因，作为第一级事件，以此类推得到底事件，这个推导过程中的事件则称之为中间事件，在分析中，将所有事件按照符号表示，并且按照一定的规律连接到一起，最终可以得到一个类似倒置树的图形，所以称这种故障分析方法为故障树分析法。故障树分析法在多个领域都有着良好的应用，包括航天、原子反应堆、计算机领域等，还处于一个不断完善优化的阶段，应用范围也不断扩张，具有良好的发展前景，既可以找到具体的故障原因，还可以提升系统稳定性及安全性，受到航运维修人员的青睐。

在应用故障树分析法时，需要严格按照步骤操作，才能保证分析的精准性，具体的分析步骤如下：首先，先对系统进行合理的分析研究，明确该系统的构成、操作、流程等内容，掌握系统正常运行的作业图纸。其次，确定系统故障的含义，采取调查等方式，对可能出现的故障类型进行统计。再次，分析每种可能出现故障类型的原因，包括设计原因、认为失误、装配制造问题等，并通过计算机收集相关资料，计算出每种故障类型的发生几率。最后，按照故障树分析法的要求，确定顶事件，按照从上至下的顺序分析，直到得到底事件，将分析的过程绘制成逻辑图。在根据分析出的故障结果，考虑到技术、价格、人员等方面，提出一些适合的解决措施及保养措施。

2北方航运主机的故障诊断系统

2.1北方航运主机故障树建立

北方航运主机在长时间运行后，会出现一些常见的故障类型，主要是由于操作失误、维修失误、环境因素导致的，为了找到具体的故障原因，需要收集故障相关的资料及信息。主机内部结构复杂，需要深入研究主机内部的构造，并根据已有信息建立故障树，既可以分析本次故障的具体原因，还可以起到一个预防的作用，避免主机再次出现同样的问题。

2.2定性分析

故障树定性分析任务为寻找致使顶事件产生所有可能原因，或者说找出故障树所有最小割集，而割集就代表了系统会发生故障概率，并且最小割集为底事件无法再减少割集，每个最小割集就能够代表引发故障树顶事件产生一种模式，当最小割集产生的时候，顶事件就会发生，这种最小割集有效指出了故障状态系统进行维护修理所必须基本故障，还有效诊断出了故障系统最薄弱的环节。通常最小割集方法有质数法、上行法及下行法，其中下行法为自顶事件开始，逐级下行，遇到与上级相关事件，就均匀排列成相同一行，一直往下，直到无法分解停止，以找出所有的最小割集，一般最小割集是最小数量但又是必须事件集合。

2.3主滑油系统及海水系统的故障树分析

北方航运主机的主滑油系统主要是由滑油管、滑油冷却、油泵及滑油的贮箱部件所构成，当某部件或者系统出现故障时，主润滑系统就会处于故障状态，其润滑冷却系统故障则主要包含温度控制系统、冷却器本体及海水管系等故障，油泵系统则是由1号与2号泵所构成，当两台主滑油泵一块发生故障的时候，油泵系统才会产生故障，如果以主滑油系统发生故障作为顶事件。依据其故障数据，可求出滑油系统故障率、修复率及其有效度。海水系统作为北方航运主机诊断系统的重要子系统，可对其各故障点进行诊断，海水系统主要包含滑油冷却器、低温淡水冷却器、系统压力及出口海水温度，依据北方航运主机中海水系统的运行实际状态及参数，进行相应故障诊断，从而找出常见故障产生原因以及相应解决方法。

2.4运用故障树的故障排除

柴油机作为北方航运主机主要动力来源，柴油机运行状态直接关系着船舶运行的安全，在监测柴油机时，如果仅仅采用一种传感器，只能获得柴油机运行的一部分数据，无法将柴油机运行情况全面的反映出来，现阶段大部分监测设备只能监测温度及压力，而柴油机出现某些故障时，这些参数的变化也不是很明显，为此要采用多种传感器，并合理应用故障树分析法，可以有效提升诊断的范围及效率。一般船舶柴油机的故障诊断可以分为8个模块，主要由汽缸压力、轴功率、燃油系统、润滑冷却、增压器、状态判别及故障诊断、瞬时转速及进气排气等模块所组成，像柴油机中的状态判别及故障诊断的模块，主要就是对柴油机综合监测及诊断进行负责，此模块内的知识库包含了报警极限值、参数判断与可能原因、燃油故障可能原因等，对其故障产生原因就是运用故障树法进行分析的。

当柴油机存在异常或者故障的时候，船舶动力系统就会依据柴油机状态所监测的数据和知识库里的判据规则，对可能发生故障原因进行自动分析，以辅助有关人员实施故障排除。通过对船舶有关设备、仪器以及实际情况监测及分析，可以在较短的时间里找出故障原因所在，同时依据故障产生具体的原因，在维护修理后对故障进行排除，依据船舶实际情况进行故障树建立，从故障树干向故障树梢来确定故障原因所在，是一项较为有效方法，可有效提高故障查找准确率及效率，可以说，故障树为北方航运主机系统设计、检测及维护提供了有效的图形解法，指示人们查找北方航运主机存在故障原因，并为其系统可靠性提供有效定性及定量分析评价。

3结语

综上所述，在北方航运主机运行过程中，受到多种因素的影响，可能会出现一系列常见的故障问题，带来一定的安全隐患，无法保证船舶运行的安全性及稳定性。为此，要从北方航运主机的实际运行情况入手，对其系统故障进行分析研究，一般采用故障树分析法，根据掌握的规律结合计算机程序，分析出具体的故障原因，并总结内部存在的逻辑关系，采取一些针对性的解决措施，并做好主机的维护保养工作，才能确保船舶运行的稳定性，为今后的北方航运事业的发展奠定良好的基础。

参考文献

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