船舶质量关系到船舶建造业的发展,如果船舶质量不过关,对于船舶制造业来说,将会是致命的打击。下面是由我整理的船舶质量管理论文,谢谢你的阅读。
浅谈船舶检验质量监督管理
【摘要】船舶检验是保证船舶能够稳定安全运行的重点工作,做好检验工作的监督管理是提高检验水平的有效途径。本文将从以下几个方面来详细论述如何做好船舶检验的质量监督管理工作。
【关键词】船舶;检验质量;监督;管理
中图分类号:F470.474 文献标识码:A
一、前言
船舶安全问题的出现原因有很多,其中一个重要的原因就是没有做好平时的维护和检验工作,因此,为了降低船舶出现故障的概率,提高船舶运行的安全性,必须要提高船舶的检验质量。
二、加强船舶检验质量监督管理的重要性
据统计,国内因船舶质量问题引发的重大人为事故频发,均是由于质量检测时疏忽而造成的,“吉长春货”四艘投入使用的货船相继出现影响恶劣的质量问题,均是船体发生断裂问题,以“吉长春货5016”为例,在松花江榆树江桥码头起航后掉头时因船体质量不堪承重而断裂沉没,造成了重大的经济损失。而其影响不仅是经济上的牵连,而是损害了人民生命财产安全,造成了民众、承运商对船舶业安全问题的质疑,影响了社会稳定。为了响应和谐社会构建的号召以及维护、保障公民生命财产安全,船舶业的质量安全问题被提上了议事日程,加强质量检验和监督管理能够保证航运业健康稳定地发展。
三、船舶检验的种类
船舶检验按其性质分为三大类:
1、船舶法定检验:船舶法定检验,英文名称:statutory survey,法定检验是按照国家有关法律、法规和主管机关颁布的技术规范(法规),以及船旗国政府批准接受、承认或加入的有关国际公约(条约),由主管机关下设的船舶检验机构或主管机关委托、授权、指定的检验机构对船舶、海上设施和船运货物集装箱实施的是否符合国家技术规范强制要求的检验活动。
2、船舶入级检验:船舶入级检验,英文名称:class survey,其他名称:船级检验,船东为 保险 和市场竞争的需要,为取得某船级社的船级而自愿申请该船级社进行的检验。
(一)入级检验。系指船舶所有人或经营人、管理人在法定检验的基础上为了保险和航运市场竞争的需要,向船级社申请入级,由船级社对船舶、海上设施和船运货物集装箱是否符合船级社发布的船舶入级规范的检验活动。它包括船舶、海上设施、集装箱及相关工业产品的入级检验和发证工作。入级是船东由于保险和船舶登记的需要而自愿申请,接受船级社的检验,使自己的船舶或海上设施在该船级社的监督下并按照该船级社的技术规范建造或由该船级社进行全面的初次入级检验,证明符合或等效于此船级社的规范或规定,即为取得该种船级。入级检验合格后,由船级社发给证书,授予船级符号及附加标志,并登入船级社出版的船舶名录内。
(二)船舶入级检验的性质和特点。按照国际上的通行做法,入级检验是由船级社根据其制定的规范、检验程序对船舶实施的检验。入级检验是一种商业性质的检验服务,从法律意义上讲,属于非强制性检验。但目前我国《中华人民共和国船舶和海上设施检验条例》规定了几类特殊船舶需要进行入级检验。
3、船舶公证检验:船舶公证检验,英文名称:justice survey。公证检验是指船检机构接受委托站在公正的立场上对某种情况进行鉴定,出具证明的一种检验。检验机构进行公证检验后出具的检验 报告 可作为交接、计费、索赔及海事仲裁行为的有效凭证。另外,船舶的起、退租检验、保修项目检验、船舶买卖核价及核定废钢船钢铁重量等均属公证检验。
四、开展船舶检验质量监督管理的途径
船舶检验是一个系统的工程,涉及到多个部门、多个环节,因而对船舶检验质量的监督管理不能只从某一个方面或某一个环节入手,而应从船舶生产、制造、检验、航运等各个环节入手,对船舶生命周期实施全过程控制,打造“造、检、航”船舶安全管理链,严把“三关”,提高检验质量。
1、加强对船舶建造环节的管理,严把“出生”关
(一)加强船舶制造厂的资质管理。船舶是“造”出来的,船舶制造厂理所当然是船舶质量的第一责任人,应为船舶的制造质量负首要责任。现阶段国内的船舶制造厂参差不齐,既有大型船舶制造厂,也有那些“沙滩造船厂”。大型船舶制造厂的技术力量雄厚、硬件设备先进,持有国家主管机关颁发的生产许可证;而大多数中、小型船舶制造厂还处于资金积累阶段,未取得国家主管机关颁发的生产许可证,质量意识比较淡薄。因此船舶工业行业管理部门要根据船舶工业发展规划,设立和把好造船市场准入门槛,严格把好修造船厂资质关。整合中小型船厂资源,向规范化、规模化和集约化发展,指导企业改造升级设备设施,改进造船工艺技术,提高质量管理水平,把好船舶源头关。
(二)加强对船舶辅助检验机构的管理。船舶辅助检验机构主要是指与船舶制造过程相关的辅助性机构,如船舶设计机构、船舶焊接机构、船舶拍片机构等等,此类机构对船舶的检验质量起到了重要的辅助保障作用,甚至在一定程度上左右着船舶的检验质量。如上所述的“金富星18”等三轮的断裂事故经查均是由于船舶的焊接质量差而导致的。负责对船舶焊接质量进行拍片的机构提供虚假的拍片结果,直接误导了船舶检验机构对船舶焊接质量的判断。
现阶段主管机关除对气胀式救生筏检修站纳入管理范围外,对 其它 的船舶辅助检验机构尚未纳入管理,有些目前由船舶检验机构对其实施间接的管理,有些则完全处于无人管理的状况,导致了目前国内辅助检验机构准入门槛低、机构泛滥,市场处于无序竞争和恶性竞争状态,威胁着船舶的制造和质量的检验。因此主管机关应制订统一的管理标准,加强对船舶辅助检验机构的监管,防止类似事故的发生。
2、加强对船舶检验环节的管理,严把“检验”关
船舶检验机构是船舶检验质量的控制和保证机构,对船舶的质量起到了至关重要的作用。船舶检验机构除加强自身的软硬件建设外,在检验过程中应遵循“一检、二帮、三把关”的原则,强化审图、现场检验和审核等环节的过程控制,严格有效地依照规范开展船舶检验,把好船舶质量检验关。
(一)加强对船舶检验机构的管理,推进船检管理体制的改革。目前主管机关对船舶检验机构的管理主要是通过对其机构检验资质的管理来实现的。2008年部海事局颁布了新的船舶检验机构资质管理办法,对船舶检验机构依据其检验能力实施分级管理和加强省级船舶检验机构对其下属船舶检验机构的管理力度,此种管理模式在一定程度上强化了省级管理机构的权威,但要彻底改变目前地方船舶检验机构自身的管理问题还存在不足。因此目前主管机关可以采取以下两种 方法 来加强对船检机构的管理,推进船检管理的改革:誗在继续实施以机构资质管理为主线的前提下,不断提高省级船检机构自身的管理能力外,还应逐步推进地方船舶检验机构的体制改革,推进省级船舶检验机构的垂直管理体系的建立。誗利用市场的手段,尝试逐步打破目前国内船舶检验的相关制度,合理调配船检机构间的人力资源,让现有的验船师力量达到最大化的发挥。
(二)加强对验船师队伍的建设。2005年国家颁发的《注册验船师制度暂行规定》,对验船师实施职业资格考试,只有通过考试方可有资格向主管机关申请注册,并从事船舶检验工作,并规定验船师在每个注册周期内必须参加相应的知识更新培训。做好船舶检验只有检验能力是不够的,验船师还需具有相应的职业道德准则。近几年出现了多起违规验船现象,有的甚至是故意违规检验。因此一支有责任心的、有能力的验船师队伍对稳定验船市场、提高验船质量是必不可少的。主管机关应不断加强验船师队伍的建设,提高验船师队伍的整体素质。
3、加强检验质量的后续监督管理,严把“监督”关
通过对海事局2008年船舶FSC检查滞留缺陷来看(2008年海事局船舶FSC检查,海船滞留率为9.1%、河船滞留率为4.8%),真正发现由于船舶检验质量问题而导致船舶被滞留的几乎没有,这在一定程度上反映出安检人员在船检知识方面的不足。因此必须加强在这方面的系统培训,包括理论知识的培训和现场检验知识的培训,进而在海事系统内部储备一批具有验船师资质的现场监督人员,通过考试取得验船师资格证书,以提高海事系统综合技术监督能力。
对违规检验行为的处罚是开展监督管理的一个配套手段。对发现的船舶检验质量问题具体分析后对相关责任人依法实施处罚,尤其是对因主观原因而导致的船舶检验质量问题应加大处罚力度,让其违法成本远远大于违法所得。
五、结束语
本文主要论述了提高船舶检验质量,做好检验监督管理的一些方法和途径,对于船舶检验质量监管重点环节展开了详细论述。本文的研究对提高我国船舶检验工作的水平具有一定的参考价值。
【参考文献】
[1]李典庆.船体结构检测及维修规划的成本-效益评估[J].上海交通大学学报,2010.23.
[2]中华人民共和国海事局.船舶与海上设施法定检验规则[S].北京:人民交通出版社,2003.
[3]黄宛清.德国的航运及船舶检验管理[J].中国设备工程,2011.10.
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船舶焊接毕业论文
船舶焊接毕业论文-谈船舶焊接中的常见缺陷的成因和防止措施
摘 要:船舶焊接是保证船舶密性和强度的关键。本文详细介绍了船舶焊接中几种常见的缺陷原因并提出防止措施。
关键词:船舶焊接 缺陷 防止措施
船舶焊接是保证船舶密性和强度的关键,是保证船舶质量的关键,是保证船舶安全航行和作业的重要条件。如果焊接存在着缺陷,就有可能造成结构断裂、渗漏,甚至引起船舶沉没。据对船舶脆断事故调查表明,40%脆断事故是从焊缝缺陷处开始的。在乡镇船舶造船中,船舶的焊接质量尤为突出。在对船舶进行检验的过程中,对焊缝的检验尤为重要。因此,应及早发现缺陷,把焊接缺陷限制在一定范围内,以确保航行安全。
船舶焊接缺陷种类很多,按其位置不同,可分为外部缺陷和内部缺陷。常见缺陷有气孔、夹渣、焊接裂纹、未焊透、未熔合、焊缝外形尺寸和形状不符合要求、咬边、焊瘤、弧坑等。
一、气孔
气孔是指在焊接时,熔池中的气泡在凝固时未能逸出而形成的空穴。产生气孔的主要原因有:坡口边缘不清洁,有水份、油污和锈迹;焊条或焊剂未按规定进行焙烘,焊芯锈蚀或药皮变质、剥落等。此外,低氢型焊条焊接时,电弧过长,焊接速度过快;埋弧自动焊电压过高等,都易在焊接过程中产生气孔。由于气孔的存在,使焊缝的有效截面减小,过大的气孔会降低焊缝的强度,破坏焊缝金属的致密性。预防产生气孔的办法是:选择合适的焊接电流和焊接速度,认真清理坡口边缘水份、油污和锈迹。严格按规定保管、清理和焙烘焊接材料。不使用变质焊条,当发现焊条药皮变质、剥落或焊芯锈蚀时,应严格控制使用范围。埋弧焊时,应选用合适的焊接工艺参数,特别是薄板自动焊,焊接速度应尽可能小些。
二、夹渣
夹渣就是残留在焊缝中的熔渣。夹渣也会降低焊缝的强度和致密性。产生夹渣的原因主要是焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣;坡口角度或焊接电流太小,或焊接速度过快。在使用酸性焊条时,由于电流太小或运条不当形成“糊渣”;使用碱性焊条时,由于电弧过长或极性不正确也会造成夹渣。进行埋弧焊封底时,焊丝偏离焊缝中心,也易形成夹渣。防止产生夹渣的措施是:正确选取坡口尺寸,认真清理坡口边缘,选用合适的焊接电流和焊接速度,运条摆动要适当。多层焊时,应仔细观察坡口两侧熔化情况,每一焊层都要认真清理焊渣。封底焊渣应彻底清除,埋弧焊要注意防止焊偏。
三、咬边
焊缝边缘留下的凹陷,称为咬边。产生咬边的原因是由于焊接电流过大、运条速度快、电弧拉得太长或焊条角度不当等。埋弧焊的焊接速度过快或焊机轨道不平等原因,都会造成焊件被熔化去一定深度,而填充金属又未能及时填满而造成咬边。咬边减小了母材接头的工作截面,从而在咬边处造成应力集中,故在重要的结构或受动载荷结构中,一般是不允许咬边存在的,或到咬边深度有所限制。防止产生咬边的办法是:选择合适的焊接电流和运条手法,随时注意控制焊条角度和电弧长度;埋弧焊工艺参数要合适,特别要注意焊接速度不宜过高,焊机轨道要平整。
四、未焊透、未熔合
焊接时,接头根部未完全熔透的现象,称为未焊透;在焊件与焊缝金属或焊缝层间有局部未熔透现象,称为未熔合。未焊透或未熔合是一种比较严重的缺陷,由于未焊透或未熔合,焊缝会出现间断或突变,焊缝强度大大降低,甚至引起裂纹。因此,在船体的重要结构部分均不允许存在未焊透、未熔合的情况。未焊透和未熔合的产生原因是焊件装配间隙或坡口角度太小、钝边太厚、焊条直径太大、电流过小、速度太快及电弧过长等。焊件坡口表面氧化膜、油污等没有清除干净,或在焊接时该处流入熔渣妨碍了金属之间的熔合或运条手法不当,电弧偏在坡口一边等原因,都会造成边缘不熔合。防止未焊透或未熔合的是正确选取坡口尺寸,合理选用焊接电流和速度,坡口表面氧化皮和油污要清除干净;封底焊清根要彻底,运条摆动要适当,密切注意坡口两侧的熔合情况。
五、焊接裂纹
焊接裂纹是一种非常严重的缺陷。结构的破坏多从裂纹处开始,在焊接过程中要采取一切必要的措施防止出现裂纹,在焊接后要采用各种方法检查有无裂纹。一经发现裂纹,应彻底清除,然后给予修补。
焊接裂纹有热裂纹、冷裂纹。焊缝金属由液态到固态的结晶过程中产生的裂纹称为热裂纹,其特征是焊后立即可见,且多发生在焊缝中心,沿焊缝长度方向分布。热裂纹的裂口多数贯穿表面,呈现氧化色彩,裂纹末端略呈圆形。产生热裂纹的原因是焊接熔池中存有低熔点杂质(如FeS等)。由于这些杂质熔点低,结晶凝固最晚,凝固后的塑性和强度又极低。因此,在外界结构拘束应力足够大和焊缝金属的凝固收缩作用下,熔池中这些低熔点杂质在凝固过程中被拉开,或在凝固后不久被拉开,造成晶间开裂。焊件及焊条内含硫、铜等杂质多时,也易产生热裂纹。防止产生热裂纹的措施是:一要严格控制焊接工艺参数,减慢冷却速度,适当提高焊缝形状系数,尽可能采用小电流多层多道焊,以避免焊缝中心产生裂纹;二是认真执行工艺规程,选取合理的焊接程序,以减小焊接应力。
焊缝金属在冷却过程或冷却以后,在母材或母材与焊缝交界的熔合线上产生的裂纹称为冷裂纹。这类裂纹有可能在焊后立即出现,也有可能在焊后几小时、几天甚至更长时间才出现。冷裂纹产生的主要原因为:1)在焊接热循环的作用下,热区生成了淬硬组织;2)焊缝中存在有过量的扩散氢,且具有浓集的条件;3)接头承受有较大的拘束应力。防止产生冷裂纹的措施有:1)选用低氢型焊条,减少焊缝中扩散氢的含量;2)严格遵守焊接材料(焊条、焊剂)的保管、烘焙、使用制度,谨防受潮;3)仔细清理坡口边缘的油污、水份和锈迹,减少氢的来源;4)根据材料等级、碳当量、构件厚度、施焊环境等,选择合理的焊接工艺参数和线能量,如焊前预热、焊后缓冷,采取多层多道焊接,控制一定的层间温度等;5)紧急后热处理,以去氢、消除内应力和淬硬组织回火,改善接头韧性;6)采用合理的施焊程序,采用分段退焊法等,以减少焊接应力。
六、其他缺陷
焊接中还常见到一些焊瘤、弧坑及焊缝外形尺寸和形状上的缺陷。产生焊瘤的主要原因是运条不均,造成熔池温度过高,液态金属凝固缓慢下坠,因而在焊缝表面形成金属瘤。立、仰焊时,采用过大的焊接电流和弧长,也有可能出现焊瘤。产生弧坑的原因是熄弧时间过短,或焊接突然中断,或焊接薄板时电流过大等。焊缝表面存在焊瘤影响美观,并易造成表面夹渣;弧坑常伴有裂纹和气孔,严重削弱焊接强度。防止产生焊瘤的主要措施严格控制熔池温度,立、仰焊时,焊接电流应比平焊小10-15%,使用碱性焊条时,应采用短弧焊接,保持均匀运条。防止产生弧坑的主要措施是在手工焊收弧时,焊条应作短时间停留或作几次环形运条。
有些缺陷的存在对船舶安全航行是非常危险的,因此一旦发现缺陷要及时进行修正。对于气孔的修正,特别是对于内部气孔,确认部位后,风铲或碳弧气刨清除全部气孔缺陷,并使其形成相应坡口,然后再进行焊补;对于夹渣、未焊透、未熔合的缺陷,也是要先用同样的清除缺陷,然后按规定进行焊补。对于裂纹,应先仔细检查裂纹的始、末端和裂纹的深度,然后再清除缺陷。用风铲消除裂纹缺陷时,应先在裂纹两端钻止裂孔,防止裂纹延长。钻孔时采用8~12mm钻头,深度应大于裂纹深度2~3mm。用碳弧气刨消除裂纹时,应先从裂纹两端进行刨削,直至裂纹消除,然后进行整段裂纹的刨除。无论采用何种方法消除裂纹缺陷,都应使其形成相应坡口,按规定进行焊补。
对焊缝缺陷进行修正时应注意:1)缺陷补焊时,宜采用小电流、不摆动、多层多道焊,禁止用过大的电流补焊;2)对刚性大的结构进行补焊时,除第一层和最后一层焊道外,均可在焊后热状态下进行锤击。每层焊道的起弧和收弧应尽量错开;3)对要求预热的材质,对工作环境气温低于0℃时,应采取相应的预热措施;4)对要求进行热处理的焊件,应在热处理前进行缺陷修正;5)对D级、E级钢和高强度结构钢焊缝缺陷,用手工电弧焊焊补时,应采用控制线能量施焊法。每一缺陷应一次焊补完成,不允许中途停顿。预热温度和层间温度,均应保持在60℃以上。6)焊缝缺陷的消除的焊补,不允许在带压和背水情况下进行;7)修正过的焊缝,应按原焊缝的探伤要求重新检查,若再次发现超过允许限值的缺陷,应重新修正,直至合格。焊补次数不得超过规定的返修次数。
如果要其它的可以补充
中小型船舶船体结构的缺陷补偿
摘 要:扼要分析和阐述了中小型船舶船体结构在装配过程中的缺陷,对难于采取返修的典型缺陷,提出了可以采取补强的可行性方案。
关键词:船体结构;结构强度;缺陷;补偿
船舶下水之前,造船厂检验部门将对船体结构(包括线型)进行全面的测量以及完整性的验收,以便将可靠的数据及有关资料提供给船级社和验船机构备查审核。鉴于船体是一个复杂的结构体,尽管在各道工序中实施了严格的管理措施以及按照工艺规程操作,由于工作量大,结构复杂,局部处施工条件差,因此仍免不了还会存在一定数量的缺陷。在这种情况下,采取适当的补强乃是保证船体结构局部强度的一种有效手段。下面就以实例来探讨缺陷的补强方法。
1 分段或总段对接处肋距超差
按照船体建造精度要求,对于已完成的分段或总段对接大接缝,心须测量其间的肋骨间距,并规定了极限误差值。因为一旦超差,将在一定程度上影响船体强度。一般可在大接缝区域适当位置增加中间肋骨或在相邻两肋骨间增设数道纵桁予以补强,对于局部偏差的,可在局部增设纵桁,但纵桁两端必须作必要延伸,以防止产生应力集中。
2 船体外表变形超差
船体外板线型平顺与否是衡量一艘船舶船体建造质量的标志之一。根据船体建造精度要求,规定了在一个肋距内或在一米长度范围内外板的不平度误差。船体外板的变形超差,最常见于线型变化曲率较大的艏艉部及相邻分段对接的大接缝区域。当然应首先考虑尽量利用工装夹具及冷热加工等措施矫正外板超差处的不平度。对于不平顺面积较小的外板,可按图1所示补强,图中表示了分段接缝处外板的缺陷及补强办法,如采用扁钢补强,则扁钢尺寸可取比肋骨型号略小的型材进行补强。
对于相邻肋骨间不平顺面积较大的外板,在不平顺处采用纵横向十字交叉结构的型材补强,纵横向型材的两端应分别削斜过渡。
3 外板上肋骨腹板与理论平面超差
对于中小型船舶的艏艉段,一般在胎架上以甲板为基准面采用反造法进行建造。这样在吊装肋骨框架定位时,如若肋骨框架稍有扭曲或定位时未与甲板上的中心线相垂直,这样就会造成肋骨腹板与外板连接后所形成的角度不符要求,焊后就称为肋骨腹板变形,对于由此形成的缺陷,由于结构空间狭窄,特别是在焊后很难矫正。所以选用肘板进行补强就显得既方便又实际。
4 船体结构节点构件连接尺寸超差
船体是一个复杂的结构体,船体内部构架密集,各种型式的构件纵横相交,形成了所谓结构节点。例如纵骨与肋板相交、龙骨与舱壁相交、横梁与纵桁相交等等。这些相交的结构节点,若在施工中因技术不熟练或稍有疏忽大意,就会造成节点处相交构件连接尺寸间隙过大,致使无法施焊,直接影响结构的刚度和强度。
A 横梁与肋骨相交处间隙过大
如图2所示,横梁与肋骨间间隙安装后为30mm。对于中小型船舶,船体建造精度要求中间间隙应在10~20mm之间,最大不得超过20mm。针对上述缺陷,可以考虑用割换一段肋骨来处理。但由于肋骨与舷侧板焊接已结束,动用割炬切割会使该区域舷侧板因受热而产生局部变形,同时由于肋骨多了一条对接缝,将影响肋骨本身的强度。故可考虑图2中适当加大肘板尺寸的办法予以补强,使肘板与肋骨相交的焊缝长度能满足原有焊缝长度的要求。
B 纵骨穿过构件处割空超差
对于中小型船舶,纵骨架式结构的底部和甲板,当纵骨穿过实肋板或横梁时,规范要求该节点处的纵骨腹板与实肋板或横梁应进行焊接。但往往因装配时划线有误,使切割后间隙过大,难于施焊,如图3a所示,为了弥补该缺陷,一般可采用与实肋板或横梁等厚度的补板予以补强,见图3b所示。补板尺寸可据该处纵骨大小而定。
C 龙骨与横舱壁相交处间隙过大
龙骨包括中内龙骨与旁内龙骨。龙骨与横舱壁均属主船体的主要结构,它们对一艘船舶的纵横向强度起着重要的作用,特别是中内龙骨,是纵向连续构件。在中内龙骨与横舱壁相交的节点处,由于偶然操作不慎在装配时将中内龙骨多割了一部分,使该处腹板及面板与横舱壁无法施焊,见图4a所示,此时,如果因此而将一段连续的中内龙骨割换,则不论对重新装焊还是在外观乃至质量上都将留有不足,如果该处多割的间隙不超过12~15mm,则采用加装垫板的方式进行补强就显得既方便又可行。见图4b所示,垫板厚度可比间隙小3~5mm,其尺寸视该处中内龙骨尺度具体选用。如若多割的间隙较大,那么就不能随意增加垫板厚度,否则该节点将形成为“硬点”。此时应考虑采用割换或其它工艺措施来消除其缺陷。
D 上层建筑扶强材根部与甲板间空隙过大
中小型船舶的上层建筑结构,一般在胎架上制成整体分段后,再在主甲板上进行定位吊装。施工中常见围壁上的扶强材根部与甲板间隙过大,见图5a所示,此时,可在扶强材根部与甲板间加装肘板来补强,见图5b所示。
以上列举的几例,是中小型船舶船体装配中比较典型的常见缺陷。当然,缺陷的形成也有工序间联系不够、管理不善、未遵循工艺要求,有时也有违章作业等原因所致。对船体建造中的各种缺陷必须针对具体问题作具体分析,对不同船型、不同结构型式的船舶提出不同的方案,决不能一概而论。同时在实际工作当中,要多积累经验,改进造船工艺,不断提高船舶的建造质量。
参考文献
[1]船舶设计实用手册[M].北京:国防工业出版社.1998,(12).
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液压舵机故障与排除摘要:液压舵机是船舶重要设备之一,其质量、性能的好坏直接关系到船舶安全航行, 从目前发生的船舶海损事故中分析, 船舶发生海损有相当大的比例是与舵机故障有关的, 所以加强对舵机的检验,及时对舵机出现故障进行排除,保证舵机的正常工作是目前降低事故隐患, 减少海损事故发生的重要途径之一。关键词 液压舵机故障分析 故障排除目录1 液压舵机----------------------------------------------------------1 1.1液压舵机的基本组成及工作原理----------------------------------1 1.2 液压舵机的操纵系统--------------------------------------------12 舵机建造规范的基本要求--------------------------------------------13 液压舵机的常见故障------------------------------------------------1 3.1 无舵---------------------------------------------------------1 3.2 只能单方向操舵-----------------------------------------------1 3.3 舵速太慢-----------------------------------------------------1 3.4 空舵---------------------------------------------------------1 3.5 实际舵角与操舵舵角不符---------------------------------------1 3.6 跑舵---------------------------------------------------------1 3.7 系统超压-----------------------------------------------------14 对舵机的检验和故障排除--------------------------------------------2 4.1 检查应急舵的有效性-------------------------------------------2 4.2 检查舵的运转情况---------------------------------------------2 4.3 检查舵角指示的准确性-----------------------------------------2 4.4 检查舵角限位器的有效性---------------------------------------3 4.5 检查舵的液压系统的密封性能-----------------------------------3 4.6 同时在检查舵机时应注意检查一下液压油的品质-------------------35 舵机故障实用诊断技术的基本步骤------------------------------------4 5.1熟悉性能------------------------------------------------------4 5.2调查情况------------------------------------------------------4 5.3现场勘察------------------------------------------------------46 液压舵机的日常维护和保养------------------------------------------57 结论--------------------------------------------------------------98 致谢语------------------------------------------------------------99 参考文献---------------------------------------------------------11 前言 液压舵机的作用是通过控制舵叶偏转来改变船舶的航向,它是船舶甲板机械中最重要的设备。液压舵机发生故障,将直接危及船舶航行安全。因此,如何准确、快速地查找出其故障发生的原因是轮机管理人员修复故障的首要任务。液压舵机因具有体积紧凑、惯性小、运转较平稳等优点,目前已广泛用于各种类型的船舶上。在日常运行中,液压舵机常会出现各种故障。有些故障产生的原因比较明显,易于查找和解决,但是有些则不易立即找出故障的部件和根源,必须根据液压系统的原理.对各个液压元件的结构和性能进行仔细地分析和研究,才能逐步找出发生故障的部位,进而迅速排除故障。 1 液压舵机1.1 液压舵机基本组成及工作原理液压舵机主要由液压油泵、推舵油缸、操纵台、蓄能器、油箱、三位四通电磁阀、二位三通电磁阀, 安全阀、溢流阀、舵角发讯器及有关管路、仪表等组成。液压舵机一般采用电动机带动油泵,因而又称电动液压舵机。液压舵机用油液作为传递能量的介质,利用油液的不可压缩性及流量、压力和流向的可控性来实现转舵。舵机通过油泵把机械能转化为油液的压力能,然后通过转舵机构把压力能又转化为机械能,来实现舵的左、右转向。 液压舵机由三大部分组成:推舵机构、液压系统与操舵控制系统。推舵机构的作用是将液压能转换成机械能,推动舵叶偏转。液压系统的作用是向舵机提供足够的液压能.并设置所需的保护与控制装置。操舵控制系统的作用有二:一是传递舵令,二是控制操舵精度。[1]1.2 液压舵机的操纵系统 船舶舵机一般都同时装备有驾驶室遥控的随动操舵系统和自动操舵系统,舵机房还设有机旁操舵(非随动操舵)。随动操舵系统:当操舵者发出舵角指令后,不仅可使舵叶按指定方向转动,而且在舵叶转到指令舵角后还能自动停止操舵的系统。自动操舵系统:当船舶长时间沿指定航行时使用,它能在船因风,流及螺旋桨的不对称作用等造成偏航时,靠罗经测知并自动出信号,使操舵装置改变舵角,以使船舶能够自动地保持既定的航向。非随动操舵系统:只能控制舵机的起停和转舵方向,当舵转至所需的舵角时,操舵者必须再次发出停止转舵的信号,才能使舵停转。非随动操舵系统通常即可在驾驶台,也可在舵机房操纵,以备应急操舵或检修,调试舵机之用。舵机遥控系统根据远距离传递操舵信号的方式不同,主要有机械式,液压式和电气式。现代船舶大多采用电气遥控系统。泵控式舵机的电气遥控系统常以伺服液压缸或伺服电机等作为在舵机房的控制元件,去控制舵机主泵的变向变量机构。 2 舵机建造规范基本要求按照钢质海船入级与建造规范对舵机的基本要求,其中主要内容有:1.每艘船舶均应设置1个主操舵装置和1个辅助操舵装置。主操舵装置和辅助操舵装置的布置,应满足当它们中的1个失效时应不致使另1个也失灵。2.具有足够的强度并能在最大营运前进航速时进行操舵,使舵自任一舷的35°转至另一舷的35°,并且于相同条件下自一舷的35°转至另一舷的30°所需时间不超过28s。3.能在最大营运前进航速的一半但不小于7kn时进行操舵,使舵自一舷的15°转至另一舷的l 5°且需时间不超过60s。4.驾驶室与舵机室之间,应设有通信设施。5.操舵装置应设有有效的舵角限位器。以动力转舵的操舵装置,应装设限位开关或类似设备,使舵在到达舵角限位器前停住。装设的限位开关或类似设备应该与转舵机构本身同步,而不应与舵机的控制相同步。6.舵装置应有保持舵位不动的制动装置。7.当主操舵装置要求动力操作时,应设有1个固定贮油箱,其容量至少足以使1个动力转舵系统包括循环油箱进行再充液。贮油箱应以管路固定连接,使液压系统能在舵机室内便于充液,并应设有液位计。8.应设置两个独立的控制系统,见每个系统均应能在驾驶室控制。但这并不要求设双套操舵手轮或手柄。若控制系统是由液压遥控传动装置组成时,除10000总吨及以上的油船、化学品船、液化气体运输船外,不必设置第2个独立控制系统。9.驾驶室和舵机室应固定展示带有原理框图的适当操作说明。此说明应表明操舵装置控制系统和动力转舵系统的转换程序。10.由1台或几台动力设备组成的每一电动或电动液压操舵装置至少应由主配电板设2路独立馈电线直接供电。但其中的1路可以由三、舵机容易出现的故障。 3 液压舵机的常见故障3.1 无舵该故障的根本原因是主泵没向转舵机构供油或转舵机构不能回油, 撞杆无往复运动。油泵未向转舵机构供油的因素有:(1) 油泵电动机电源断路, 油泵空转, 主油路换向阀未换向, 或转舵机构进回油路旁通。其中油泵空转和换向阀不换向, 主要与操纵系统有关。(2) 操纵油路的工作油压过低或建立不起油压, 远操纵机构传动件的卡死或紧固件的松动、折断或脱落, 追随机构的贮存弹簧张力太小, 或换向阀卡住等, 都会因变量机构仍在中位而导致变向变量泵空转, 因换向阀不能换向而导致定向定量泵的排油直接经换向阀旁通回油箱。(3) 影响操纵油压的主要因素是系统中的阀件, 如旁通阀和限位旁通阀的开启, 溢流阀的调整压力过低或阀芯被污物硌起或节流孔堵塞等。( 4) 造成转舵机构不能回油的原因, 主要是主油路上的液动单向阀不能开启, 或由于未引入控制油, 或是控制活塞卡死。3.2 只能单方向转舵(1) 由操纵系统单边不正常引起。例如发送器的交通阀一个处于常开, 操纵油压单边不能建立, 变向变量泵的变量机构仍居中, 泵空转。( 2) 某个限位旁通阀被外物压下, 该侧操纵油路失压, 或换向阀卡死于某一端, 控制主油路的换向阀不能换向, 定向定量泵的排油就无法供入相应的转舵油缸。(3) 主油路中某一安全阀泄漏或某回油侧的液动单向阀不能开启。3.3 舵速太慢( 1) 转舵速度的快慢取决于撞杆移动的速度, 即供入转舵机构油缸的油量。供油流量大, 舵速快; 反之, 舵速慢。所以该故障多由主泵的排量不足引起。若不是泵的选配不当, 则可能是因电压过低, 泵的转速下降; 或者补给油箱油位过低、吸入滤器阻塞、吸入截止阀未开足或泵的吸入管路不严密, 破坏了泵的吸入条件; 或泵的有关零件磨损过甚, 内漏严重; 或变量泵的最大排量限制调节不当。( 2) 主油管路或液压件的外漏, 旁通阀和安全阀关闭不严, 也会使转舵速度降低。操纵油路积存空气, 交通阀关闭不及时, 或换向阀的换向速度调得过慢, 必然会延迟主泵开始向转舵机构供油的时间, 使舵来得慢。3.4 空舵( 1) 由于液压系统中积存空气、泄漏或发送器的交通阀开度过大所致。若操纵系统积存有空气, 开始转动舵轮时必须先压缩空气, 待系统的压力上升到一定值时, 受动器才动作, 即受动器的动作滞后发送器一定时间, 因而造成舵轮空转一定角度后才来舵。可见, 压缩空气的过程就是舵轮空转的过程, 积存的空气越多, 空舵现象就越严重。( 2) 因操纵系统和动力系统均采用闭式回路, 当存在泄漏时, 油泵(发送器也是手动泵) 从执行机构(受动器或转舵机构) 的一侧吸油, 若有一部分油在泵排出的高压管路上泄漏, 则进入执行机构另一侧的油液推动油缸或撞杆移动所扫过的容积, 就不足以填补被泵吸出的油液的容积, 因而在执行机构的回油侧产生“空穴”。如果补给油箱的油位过低, 系统的补油压力过低或补给阀不能开启, 以致补充油液不及时, 则反向转动舵轮回舵时, 油泵输送的油首先得填充“空穴”, 执行机构的油缸或撞杆才能被推动, 于是产生了空舵现象。( 3) 若发送器交通阀的开度过大, 其关闭势必延后, 开始转动舵轮时, 压力油或经另一交通阀旁通, 或经交通阀和安全阀泄回油箱, 直至交通阀关闭, 受动器才动作, 于是产生了空舵现象。( 4) 主油路中旁通阀或安全阀关闭不严, 也会产生空舵, 管理中不可忽视。( 5) 系统中的空气可能因未完全驱除而积聚, 也可能因发送器、受动器和转舵机构的填料泄漏而渗入。油缸填料的密封性主要靠液压的大小,若发生泄漏, 旋紧压盖往往无济于事, 条件许可最好取出换新, 或修整切平, 使装复后能平服贴紧。3.5 实际舵角与操舵角不符( 1) 追随机构调节不当, 以致舵转至操舵要求的舵角时, 油泵的变量机构还未回中, 舵就会因油泵未停止供油而继续偏转, 造成冲舵; 或舵还未转至要求的舵角, 追随机构已把油泵的变量机构拉回中位, 舵因油泵停止供油而停转, 结果造成舵不足。发生这种现象, 追随机构应重新定位。定位时注意两点: ① 舵在正中时, 油泵排量的调零; ②舵在正中时, 保证追随杆与连接杠杆的垂直度。( 2) 对于定向定量泵电液舵机, 若驾驶人员操作不熟练, 易出现冲舵现象。这是由于舵转至要求的舵角时, 主油路的换向阀未及时回中, 舵会因油泵供油未停而继续转动, 从而造成冲舵。这种情况要靠操作的熟练程度才能解决。3.6 跑舵发生跑舵现象可能的原因有三位四通阀、手动换向阀内泄严重油缸或油缸接头外泄严重。3.7 系统超压其可能原因有( 1)卸荷阀或安全阀调定压力过高( 2)卸荷阀或安全阀内先导阀阀座上小孔堵死, 滑阀卡死( 3)单向阀阀芯卡死。 4 对舵机的检验和故障排除 针对舵机容易出现的故障点,船舶安检人员就可以有针对性地开展检查工作。
4。1检查应急舵的有效性。按照现代船舶建造规范的要求,船舶应当具有两套以上操舵装置。一套主推舵装置,一套为辅助(应急)推舵装置。这是为了保证在主推舵装置出现故障时,应急舵仍然可以继续保持舵的有效性,保证船舶的正常航行和安全。对应急舵的检查一般要求船方进行应急舵的实操,观察应急舵是否能够使用,运转是否正常。
4。2检查舵的运转情况。在检查舵的运转情况时,一般应有两名船舶安检员相互配合进行。一名安检员在驾驶台发出舵令,另一名安检员在舵机间观察舵机对于舵令的反映。舵机在转舵运行过程中应运转平稳,无杂音无间歇性现象。从一侧满舵运行到另一侧满舵时,应反映灵敏,能够达到28S的时间要求。
4。3检查舵角指示的准确性。在舵机上都安装有舵角指示器,舵角指示器是为了正确显示舵叶转动的准确位置,其所显示的角度指数应与驾驶台操舵转向的角度度数相吻合。当舵角指示器显示不准时,就会影响到驾驶员的对船舶的操纵,使驾驶员的判断产生误差,有可能使船舶发生触碰事故。在检查舵角指示的准确性时,是由两名船舶安检员相互配合进行的。一名安检员在驾驶台观察驾驶台上的检查舵角指示器显示的读数,另一名安检员在舵机间观察舵机上舵角指示器显示的读数。二者应读数相同。
4。4检查舵角限位器的有效性。舵角限位器是起到了对液压油缸的保护作用。当舵角转动到最大角度时,油缸的活塞继续压缩液油,而舵叶已不再继续偏转,致使油缸内的压力不断增加,容易导致油缸破裂。而舵角限位器的存在就使得当舵角转动到最大角度时触动限位开关,限位开关断开电动机的动力起到了保护油缸的作用。所以安检员在检查检查舵角限位器时,应让船舶驾驶员分别打满左、右舵,观察当舵角转动到最大角度时舵角限位器是否发生作用。否则应当要求船方进行修复。4.5检查舵的液压系统的密封性能。舵叶的转动是依靠油缸内液体传递的电动机动力来实现的。所以舵机的液压系统要保证不漏油,不漏气和不积气,才能达到传递液压力的目的。液压系统的密封性能对舵机的正常工作有着非常重要的作用。安检员在检查舵机时,应当注意观察舵机表面和舵机间的地面是否干净整洁、是否存在油污,还应当注意检查油缸表面是否存在修补过的痕迹。在检查液压系统的密封性时,应让船方开动舵机,注意观察舵机液压杆与液压油缸滑动处、液压油缸的其他接缝处是否有液压油渗出的现象。以便正确判断液压系统的密封性能。4.6同时在检查舵机时应注意检查一下液压油的品质。液压油是液压舵机正常工作的媒质,是液压舵机保持良好性能的保证。国际海上人命安全公约(SOLAS)对此有规定:液压操纵的操舵设备应设有能针对该液压系统的形式和设计保持液体清洁的装置。国内的船检规范也有类似的条款规定。可见舵机液压油品质是否良好对于舵机的正常运行确实很重要。液压油的品质受到以下因素的影响,一是液压油在运转过程中,机器磨损下来的金属屑和水分混入到油中,对液压油造成了污染。二是液压油与空气接触会发生氧化反映,油品会渐渐下降,达不到机器性能的要求。这时应当更换液压油。但是由于液压油的价格比较昂贵,因此沿海船舶特别是个体船舶很少有更换液压油的。另外在舵机间的液压油补充油柜中液压油应保持一定的油量储备,这也是在检查过程中应当注意的。5 舵机故障实用诊断技术的基本步骤5.1熟悉性能在分析前应首先熟悉液压舵机的工作原理、运行工况、机械性能和主要技术参数,明确该舵机的结构与管理特点。5.2 调查情况要向现场管理人员仔细地询问平时实际工作情况,一般有六问:一问液压系统工作是否正常,液压泵有无异常现象。=问液压油何时更换过,滤网有吾清洗或更换。三问出事故前调压阀或调速阀是否调节过.有哪些不正常现象。四问出事故前对密封件或液压件是否更换过。五问故障前后液压机械工作出现过哪些不正常现象。六问过去出过哪类故障.是如何排除的。5.3现场勘察如舵机还能运转.应亲自启动,认真地把握好看、昕、摸、闻等环节,以便寻找突破口。1) 察看液压系统工作的真实现象。一般有五看:一一看速度,撞杆的移动速度有无变化(速度快慢取决于进出油缸的油流量)。二看压力,液压系统各测压点的压力值是否正常.有无波动现象(压力大小取决于负载)。三看油液,观察油液是否清洁,是杏变质,油位是否够高,油粘度是否符合要求,油的表面是否有泡沫等。四看泄漏,各管接头,阀板结合处,油缸端盖处,液压泵轴封处等是否有渗漏、滴漏和油垢。五看振动,撞杆有无振动与爬行现象。2) 用听觉来判别液压系统或泵的工作是否正常。一一般有三听:一听噪声,听听液压泵和系统噪音是否过大:溢流阀等有否尖叫声。二听冲击声,换向阎换向时有否冲击声:撞杆有否撞缸声;液压泵运转时是否有敲击声。三听泄漏声,听油路板内部是否有细微而连续的声音。3) 用手摸运动部件的温升及工作状况。一般有四摸:一摸温升,用手摸泵体外壳、油箱外壁和阀体外壳的温度,若接触1~2秒钟感到烫手,就应检查原因。二摸振动,用手摸运动部件和油管,可感觉到有无振动。三摸爬行,用手摸撞杆有无爬行现象与抖动。四摸松紧度及阀门开关情况,用手检查一下限位开关、紧固螺钉、插销的松紧程度。检查相关阀门如旁通阀等工作状态是否对。4)用感觉器官闻一下油箱中的油液是否有异味。6 液压舵机的日常维护和保养由以上排除故障的过程可以看出,对于高龄船舶由于机器部件的老化失灵随时都有可能导致舵机出现故障。为了尽可能的防止舵机发生故障,从而影响船舶的航行,就要加强对舵机进行日常维护保养。在航行过程中为确保舵机正常运行,值班人员应注意检查以下几点:(1)油位:值班时工作油箱中的油位保持在油位计显示范围约2/3。如果油位降低或油位增高,应该仔细检查是否有漏油处或进入过多的水,然后处理。(2)油温:工作最适合的温度为30-50度,高于50度应使用冷却器。油当油温超过70度时,油液的氧化变质速度就将显著加快,应停止工作,查找原因,加以解决。(3)油压:在主油路中,主泵排出侧油压不高于说明书指定的最大工作油压,主泵吸入侧的油压,不低于由补油条件或吸油条件所确定的正常数值。辅油路中油压应符合设计要求。油压表阀平时应保持关闭,只在检查时打开。(4)滤器:值班时要经常注意滤器前后压差,及时清洗或更换滤芯。若发现滤器里有金属屑,应做出相应的措施,以便处理内部磨损。(5)润滑:油缸柱塞等表面要保持清洁,涂适量的工作油,舵机长时间停用要涂润滑脂。需加油的摩擦部位,工作中应适时适量加油。(6)漏泄:要在值班时检查油缸,油箱,阀件,油管等处是否漏油;舵杆的舵承填料是否渗水,柱塞和柱塞杆表面是否有一层薄油,是否滴油;若滴油,要挑紧压盖或换新V型密封圈。(7)噪音:如有异常声音,应立即查明原因并处理。(8)机械过热:泵和电动机等不应有过热现象。轴承部件的温度,一般比油温高10-20度为正常。(9)阀和固定螺帽:使用中检查各放气阀,旁通阀和截止阀以及固定、连接螺帽,防止因振动而离开正确的位置或松动。(10)必要时测量转舵机构各磨损部位的间隙,校准调试安全阀或其他液压控制阀。电气方面应定期测量绝缘,检查和清洁触头、换向器、检查防止各接头松动。7 结论液压舵机的故障与排除是一个复杂的过程, 不仅检验项目多, 而且试验过程繁杂, 同时试验内容往往缺一不可因此要求检验人员对液压舵机要进行认真、细致的检验实践证明, 液压舵机出现故障, 往往都是因为管理和检验不到位、试验过于粗糙以及遗留问题不解决留下的后遗症, 如果我们平时检验到位, 试验符合要求, 再加上注意对其保养, 那么液压舵机的扭矩大、可靠性高, 寿命长的特点就会显示出来从而减少船舶海损事故的发生。所以我们应加强对液压舵机的检验。8 致谢语 </B>