船舶液压系统常见故障分析及解决方案

王飞

天津港航工程有限公司  天津   300457

摘要：

随着当代海上航运以及造船技术的快速发展，船舶液压系统广泛的应用到了客船、货船以及各类捕捞船只当中。船舶液压系统在使用过程中，通常由于操作不当或者设备问题等因素，导致液压系统不能正常运转给实际工作带来不良影响，因此本文通过对船用液压系统进行简要介绍，对其液压系统在运行中出现的常见故障进行原因分析，并通过相对合理有效的检查维修方案对其进行解决，确保在船舶在航行过程中液压系统的正常运行。

关键词：船舶液压；故障分析；解决方案

引言：

为了保障现代船只的良好运行，船舶液压系统发挥了及其重要的作用。然而船舶液压设备由于机械构造复杂，又受到海洋环境湿度大、腐蚀性强等特点，再加上液压设备工作人员操作不当，得不到及时维修，所以发生故障的概率较高，如果不能快速排除故障消除隐患将严重影响相关工作，甚至威胁到船舶安全及工作人员的人身安全。而要对液压系统的故障原因进行快速准确的分析，一定要由船舶液压设备的操作人员、生产厂家、维修技术人员的共同配合，才能使船舶液压系统的各类故障得到有效快速解决。

1 船舶液压系统工作原理简介

船舶液压系统的设备比较复杂，通常由液压泵、蓄能器、绞缆机、货物起重机、舵机等部分组成船舶液压系统，系统通过油路传输产生动力驱动执行机构从而完成各种船舶操作任务。其工作原理如右图所示，通过运用液压泵作为动力源驱动马达，用换向阀对液压系统的执行机构完成相应操作。通过节流阀对液压系统的执行机构进行速度力度的调节。[1]除此之外，船舶液压系统还包括压力表、流量计、滤油器等辅助设备，通过与现代高科技设备相结合，实现船舶液压系统的自动化运行。

2 船舶液压系统常见故障原因及其分析

船舶液压系统在日常使用过程中因为运行功率通常比较高，元器件复杂多样，液压系统大部分为封闭空间，维护起来需要停工停产，造成资源得不到充分利用。所以需要对船舶液压系统的常见故障进行原因分析，以便于日后的维护工作。笔者通过对国内外现阶段船舶液压系统容易出现的故障进行分析总结，得出液压系统故障大体由操作不当、质量问题、介质环境污染以及油路布线等几个方面原因引起，下面进行详细分析。

2.1 人员操作不当

由于现代船舶制造业发展迅速，所搭载的船舶液压系统更新换代的频率也随之加快，导致使用液压设备的工作人员由于对新设备新系统不够熟悉，习惯按照老设备的操作方法进行操作，出现操作不当等情况，造成液压系统出现故障。

下图为船舶中常见的升降装置联锁型液压系统，在1号液压缸动作到达下压限位后，正常状态下可为2号液压缸提供工作动力。在现场首次实际操作中发现，1号液压缸在液压油的压力及速度在设置设定参数后，2号液压缸出现缸压及流速均偏大的情况，其中压力变显示从14Mpa升到18.5Mpa，无法正常使用。由专业人员仔细分析后，通过单向节流阀进行流速调节，降低1号液压缸流入2号液压缸液压油的流速，可使2号液压缸各项指标均能满足工作要求。

此外，在某些船舶液压系统中，换向阀需正时针旋转才能使相应的执行机构完成正确操作，而在更换新的液压设备或者不同的操作人员由于具有不同的操作经验，导致在实际操作中使执行机构反向运转，造成机械故障。液压系统通常在工作环境温度偏低影响下导致油温过低无法正常使用，需要先对设备进行预热待发动机油温上升后才能进行常规操作，但有时工作人员由于经验不足没有注意油温问题或者忘记对相关液压设备进行预热，造成低温状态下的液压系统故障，有时液压系统也会由于忘记操作人员关闭液压设备预热装置而出现油温过高等一系列故障，诸如此类操作不当的例子举不胜举，因此由人员操作不当导致液压系统故障在整体液压系统故障中占比相当大。

2.2 质量以及组装问题

由于不同生产厂家生产的液压设备型号批次都不能100%相同，并且质量也不尽相同，所以经常出现各种各样由质量问题以及因型号不匹配造成的组装问题，最终引起船舶液压系统出现故障。并且由于这类问题通常比较隐蔽，且单个设备测试通常运行正常，一般技术人员很难排查其根源，给维修造成很大困难。

2.3 液压系统介质污染

随着现代船舶在作业过程中要求实现的功能越来越多，液压缸的机械效率也提高到0.90~0.95，所以对液压设备的制作工艺、零部件的精密程度也越来越高，这时一旦出现介质污染情况，在设备工作时，由于表面存在研磨颗粒或者凸起物，则极易导致设备磨损。据统计，在各类磨损中约60%的磨损属于磨粒磨损[2]，大幅降液压设备的使用寿命。除此之外，有些介质存在一定的保质期，比如抗磨液压油的保质期一般为2年，如果不进行定期排出更换，则会出现介质性状改变，出现变质，导致相关的粘稠度、润滑度等不能符合工作标准，造成船舶液压系统故障的发生。

2.4 液压油路管线问题

船舶液压系统由于油路管线较多且空间较小，通常其结构相对较其他液压系统复杂紧凑，在油路布线时不能做到呈水平或者垂直状态，有时甚至有交叉缠绕等情况发生，导致因油路不畅发生液压系统故障。在油路管线的连接过程中，有时会出现密封不严，或因年久失修管线存在漏洞，在动力泵工作时产生吸入空气等现象，使液压系统产生噪音，甚至出现无法吸油工作的情况，造成船舶液压系统发生故障。

3 船舶液压系统故障解决方案

3.1 提升操作人员技能

针对大部分故障均是由于工作人员操作不当所导致，所以对操作人员的技能提升成为降低液压系统故障率的重中之重。在日常工作中，要重视积累经验，并且定期对操作人员进行技能培训并举行技能考试，并制定详细的液压系统操作规程，使每一名操作人员都能熟练掌握操作技能并严格按照规程进行操。当液压设备进行更新换代时，要组织操作人员认真学习使用说明书，在厂家技术员指导下快速掌握操作方式，杜绝经验主义。施行绩效考核制度，对于在操作工作中液压系统故障率低的人员进行奖励，对频繁出现操作失误情况的员工予以调离工作岗位，通过绩效考核制度进一步降低液压系统故障率。

3.2 运用参数判断解决相应故障

由于船舶液压系统各部分设备通常结构封闭，拆装难度大，而通过监测反应液压设备工作状态的温度、压力、流量等参数，则可以在一定程度上反映出相应设备存在的异常情况，并可以在故障发生前提前采取预防措施。这些参数通常运用各类温度、压力和流量传感器等辅助设备进行监测，并通过与PLC、CDC、CAT等机电一体化技术与互联网相结合，实现在线实时监测，异常情况下自动报警。对于不便设置传感器的设备点位，可以通过有经验的技术人员运用触觉、视觉、听觉等手段对相关参数进行初步判断，经验丰富的技术维修人员甚至能够通过直觉判断达到准确快速排查设备故障的水平，比如用手指触摸液压设备时，感觉冰凉，则温度在10摄氏度以下，此时设备温度过低；感觉稍微温热时，设备温度为20摄氏度到45摄氏度之间，温度属于正常范围，感觉烫手不过尚能忍受时，温度大约为45摄氏度到60摄氏度，设备则需要进行降温处理；当触摸设备感觉很烫到不能忍受的程度时，可能设备已达70摄氏度以上高温，需要停机检查，对液压设备降温散热。

3.3 运用铁谱技术解决介质污染问题

船舶液压系统中的介质污染问题在以往通常很难测定其成分，随着新技术的发展应用，目前可以利用铁谱技术对船舶液压系统中存在的介质污染情况进行分析解决，这里要注意不同模式铁谱仪最佳线性关系问题，以免误判，其中直读式的最佳线性关系区为0~50，YTF分析式为0~70，通过对介质中污染成分以及磨损颗粒的颜色、形态等性状分析[3]，从而判断出污染源具体来自液压设备的哪个点位，再结合技术人员的现场评估，则能够在液压系统不停机工作，不拆卸液压设备的前提下，快速定位分析故障原因，并提出相应的解决方案。

总结：

船舶液压系统故障对船舶出海装卸等工作造成了很大困扰，既导致工作效率得不到提高影响收益，还对整条船只及其船上工作人员形成安全隐患。所以对液压设备的常见故障进行系统分析，能够为快速排除船舶液压系统故障提供思路。当然随着技术的不断发展以及液压设备的换代升级，液压设备常见的故障也会发生变化，但我们可以通过建立实时在线检测系统，发挥故障预防机制的作用，做到不仅要解决好船舶液压系统所发生的各项故障，更要通过提前预防，形成更加完备的解决方案，将船舶液压系统的故障率降到最低。

参考文献：

[1]隆刚. 船舶液压系统故障诊断及状态监测的研究[D].大连海事大学,2000.

[2]吴汪洋,佘洁平,周涛.船舶液压系统常见故障分析及解决方案[J].液压与气动,2014(12):109-111.

[3]叶梦腊.船舶液压系统故障分析及处理[J].中国高新技术企业,2016(11):62-63.