輪機(jī)工程測(cè)試技術(shù)研究

林海清

摘 要：本文結(jié)合實(shí)際思考，首先簡(jiǎn)要分析了輪機(jī)工程測(cè)試技術(shù)的主要內(nèi)容，其次對(duì)輪機(jī)工程測(cè)試技術(shù)的確定船舶內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行方向、加強(qiáng)船舶管路設(shè)計(jì)、增強(qiáng)安裝與調(diào)試工作、強(qiáng)化輪機(jī)維修力度的應(yīng)用方式進(jìn)行闡述，使輪機(jī)工程能夠在水下正常運(yùn)行，通過測(cè)試的方式提高輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輪機(jī)運(yùn)行測(cè)試成果的價(jià)值推廣。以期對(duì)相關(guān)部門的各項(xiàng)工作有所幫助。

關(guān)鍵詞：輪機(jī);工程;測(cè)試技術(shù)

引言：

現(xiàn)如今，水下作業(yè)工程相對(duì)較多，大型水輪機(jī)設(shè)備已成為海上的常見設(shè)備，使各部門逐漸提高對(duì)其的要求，使輪機(jī)工程迎來了新的挑戰(zhàn)并通過測(cè)試技術(shù)來測(cè)定輪機(jī)的運(yùn)行系統(tǒng)，增加信息技術(shù)、數(shù)據(jù)技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)在其中的應(yīng)用，提高輪機(jī)工程的安全性能，確保此項(xiàng)工程的實(shí)際運(yùn)行效率以及安全性，增加各項(xiàng)設(shè)備在水中的辨識(shí)率，進(jìn)而促進(jìn)輪機(jī)工程測(cè)試技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

一、輪機(jī)工程測(cè)試技術(shù)的主要內(nèi)容

輪機(jī)工程測(cè)試技術(shù)所涉及的內(nèi)容較多，但基本可規(guī)劃為能量測(cè)試、流部件磨損及侵蝕程度測(cè)試、零部件力特性測(cè)試、運(yùn)行穩(wěn)定測(cè)試。在實(shí)際船舶運(yùn)行期間由于長期經(jīng)受到水力的輕視，需運(yùn)用測(cè)試的方式避免在其運(yùn)行期間出現(xiàn)故障，賦予輪機(jī)國內(nèi)工程新要求。測(cè)試工作人員可制定統(tǒng)一的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，由專業(yè)技術(shù)人員對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，使其具備相應(yīng)的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用分析、結(jié)果審計(jì)的方式來保證輪機(jī)工程測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定性、真實(shí)性以及可應(yīng)用性。例如：在三峽原型水輪機(jī)初試期間，工作人員需掌握船舶內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行方向，增加傳感器的應(yīng)用，確保所選用工具滿足輪機(jī)工程的標(biāo)定要求，增加在船舶中的測(cè)點(diǎn)設(shè)置，安裝傳感器并制定信號(hào)處理方案，避免各項(xiàng)操作環(huán)節(jié)存在紕漏，一旦某環(huán)節(jié)出現(xiàn)不足，則需進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果比對(duì)，以保證各機(jī)組的正常運(yùn)行，了解在輪機(jī)測(cè)試工程中的阻礙因素有。

二、輪機(jī)工程測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用方式

在輪機(jī)工程測(cè)試環(huán)節(jié)出力試驗(yàn)、效率試驗(yàn)、振動(dòng)擺度試驗(yàn)、壓力脈動(dòng)試驗(yàn)、廠房振動(dòng)試驗(yàn)、動(dòng)應(yīng)力試驗(yàn)等皆為所需測(cè)試的環(huán)節(jié)，我們可根據(jù)船舶的停機(jī)狀態(tài)對(duì)其方向、管路、安裝與調(diào)試以及輪機(jī)維修環(huán)節(jié)進(jìn)行操作，根據(jù)振動(dòng)原因分析的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)流板狀態(tài)的測(cè)定，運(yùn)用加固修補(bǔ)的方式，對(duì)比修復(fù)前后輪機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)對(duì)試驗(yàn)機(jī)組、內(nèi)部測(cè)點(diǎn)設(shè)置、試驗(yàn)項(xiàng)目等提出更好的要求，確保輪機(jī)工程測(cè)試技術(shù)能夠發(fā)揮出其實(shí)際作用。

（一）確定船舶內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行方向

以船舶內(nèi)燃機(jī)方向?yàn)槔?，可通過輪機(jī)測(cè)試的方式，確定穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)（綠色區(qū)）、禁止運(yùn)行區(qū)（紅色區(qū)）、限制運(yùn)行區(qū)的實(shí)時(shí)狀態(tài)（黃色區(qū)），利用真機(jī)試驗(yàn)的方式，把控各區(qū)內(nèi)輪機(jī)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，以最為平穩(wěn)的區(qū)間參數(shù)為例，控制好水力共振模式，避免出現(xiàn)異常振動(dòng)、卡門渦共振等問題。這樣可將輪機(jī)內(nèi)部壓力脈沖控制在4%以內(nèi)，保證機(jī)組共振工作的順利開展，使振動(dòng)幅值被控制在允許限度內(nèi)。使此區(qū)域水輪機(jī)的水力條件得以穩(wěn)定，避免在傳播恢復(fù)正常期間，機(jī)組內(nèi)部出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象、若該區(qū)域未出現(xiàn)水力共振等異常狀況，則需將壓力脈沖進(jìn)行調(diào)整，將其規(guī)劃在做大限度為6%，則最小限度為4%，使機(jī)組振動(dòng)值在可操作范圍內(nèi)，確定標(biāo)準(zhǔn)允許值，通過測(cè)點(diǎn)的方式保證此區(qū)域振動(dòng)頻率及脈動(dòng)主頻在規(guī)定范圍內(nèi)，這樣方可保證尾水管渦帶頻率，實(shí)現(xiàn)對(duì)輪機(jī)工程的測(cè)試。再者可從材料疲勞的角度進(jìn)行分析，根據(jù)材料運(yùn)行期間的疲勞狀態(tài)（如延緩疲勞、低頻較高、裂紋等）確定輪機(jī)的可運(yùn)行區(qū)域，測(cè)定機(jī)組短時(shí)間內(nèi)是否可以正常運(yùn)行。

另外，若輪機(jī)效率較低，則水力條件也相對(duì)較差，那么壓力脈沖則不可超過5%，增加測(cè)點(diǎn)的設(shè)置，避免出現(xiàn)超過振動(dòng)幅值的現(xiàn)象，確定測(cè)試頻率相對(duì)復(fù)雜的區(qū)塊，控制好主頻避免出現(xiàn)過于突出的現(xiàn)象。這樣方可實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)頻率及高頻率的區(qū)塊測(cè)量。若存在轉(zhuǎn)輪區(qū)，則可控制好進(jìn)口水流的脫流、撞擊現(xiàn)象，避免在葉道渦內(nèi)出現(xiàn)不良水力。一旦壓力脈沖較大，則會(huì)造成大規(guī)模的振動(dòng)，不利于輪機(jī)工程測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用，可控制好整體動(dòng)應(yīng)力，使機(jī)組可以在內(nèi)部順利運(yùn)行，避免出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象縮短輪機(jī)使用年限，以確定水輪機(jī)是否可以在此區(qū)域運(yùn)行及是否方便船舶內(nèi)燃機(jī)的使用及維修工作開展，進(jìn)而確定船舶內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行方向[1]。

（二）加強(qiáng)船舶管路設(shè)計(jì)

掌握輪機(jī)工程的運(yùn)行過程，確定船舶柴油機(jī)是由何種零件制造，利用船舶設(shè)計(jì)圖紙審閱，柴油機(jī)圖紙測(cè)定的方式，分析零部件的結(jié)構(gòu)工藝、編制柴油機(jī)零件加工工藝，以測(cè)定在輪機(jī)工程中的各項(xiàng)參數(shù)，確保船舶柴油機(jī)的裝配與調(diào)試工作能夠順利開展，利用測(cè)試技術(shù)賦予船舶裝置安裝動(dòng)力。例如：結(jié)合實(shí)際工廠制造方式進(jìn)行分析，了解柴油機(jī)裝配工藝及編制制流程，結(jié)合指導(dǎo)書進(jìn)行調(diào)整，利用磨合試驗(yàn)的方式，將船舶運(yùn)行狀態(tài)與出廠期間狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比，提高輪機(jī)的基礎(chǔ)性能，以檢驗(yàn)報(bào)告的方式對(duì)此工程進(jìn)行檢測(cè)，保證船舶軸系、管路連接設(shè)計(jì)、定位安裝以及其他銜接工作的順利開展。這樣即可根據(jù)船舶動(dòng)力裝置運(yùn)行狀態(tài)、修理狀態(tài)及維護(hù)狀態(tài)排除故障，運(yùn)用擬定船舶輪機(jī)工程的方式，規(guī)避引水管道的破損問題，使壓力動(dòng)脈能夠正常運(yùn)行，通過模型比對(duì)的方式，提高試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性、可行性，以保證此項(xiàng)目滿足運(yùn)行要求，提高輪機(jī)工程的整體質(zhì)量，運(yùn)用性能驗(yàn)收試驗(yàn)、升降水試驗(yàn)以及啟動(dòng)試驗(yàn)的方式進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，維持船舶管理設(shè)計(jì)要求，促使機(jī)組的真實(shí)性能可以展現(xiàn)出來，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)節(jié)的調(diào)試，增加機(jī)組內(nèi)的穩(wěn)定性因素，進(jìn)而保證船舶經(jīng)營及生產(chǎn)管理工作的順利運(yùn)行[2]。

增強(qiáng)安裝與調(diào)試工作

根據(jù)不同輪機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，把控其存在機(jī)組，使每臺(tái)測(cè)試完畢的輪機(jī)穩(wěn)定性、能量特性能夠展現(xiàn)出來。因此，可加強(qiáng)對(duì)試驗(yàn)內(nèi)容的了解，通過開機(jī)（自動(dòng)或手動(dòng)）-變轉(zhuǎn)速測(cè)試-整體變負(fù)荷測(cè)試-升勵(lì)磁測(cè)試-甩負(fù)荷試驗(yàn)-過速及低油壓停機(jī)測(cè)試的方式，測(cè)定每臺(tái)機(jī)組的性能，規(guī)劃出具體機(jī)組的運(yùn)行區(qū)域，控制機(jī)組振動(dòng)范圍，給予其新引發(fā)的安全性要求，避免在試運(yùn)行啟動(dòng)期間出現(xiàn)問題，利用科學(xué)的解決方案，實(shí)現(xiàn)安裝與調(diào)試環(huán)節(jié)的加強(qiáng)。這樣一來，方可保證在最短時(shí)間內(nèi)將新機(jī)組進(jìn)行調(diào)試，有效縮短輪機(jī)工程的工期[3]。

（三）強(qiáng)化輪機(jī)維修力度

輪機(jī)工程運(yùn)行期間易受到溫度、濕度及被測(cè)部件表面變化的影響。因此為強(qiáng)化輪機(jī)的維修力度，可運(yùn)用測(cè)試技術(shù)測(cè)量應(yīng)變片的電阻值，避免受到過多的溫度影響導(dǎo)致應(yīng)變材料過于膨脹，控制好被檢測(cè)部位的整體溫度，利用伸拉及壓縮的方式，規(guī)避虛假應(yīng)變風(fēng)險(xiǎn)。若轉(zhuǎn)輪應(yīng)變測(cè)試期間水內(nèi)過于潮濕，粘貼劑則會(huì)出現(xiàn)吸潮現(xiàn)象，造成電阻值驟降，導(dǎo)致讀數(shù)漂移或虛假應(yīng)變的現(xiàn)象出現(xiàn)。所以可增加防潮劑（如石蠟、凡士林等）的應(yīng)用。這樣方可保證應(yīng)變值在標(biāo)準(zhǔn)限值內(nèi)，滿足軸線以及線性分布要求，不易出現(xiàn)測(cè)量誤差。通過船舶葉片與上冠連接部位葉片試驗(yàn)結(jié)果比對(duì)的方式（具體比對(duì)圖如圖一所示），使實(shí)測(cè)效率曲線不易產(chǎn)生過大變化，進(jìn)而保證試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膶?duì)比工作順利開展，避免在試驗(yàn)期間出現(xiàn)多的共振現(xiàn)象，提高轉(zhuǎn)輪葉片的修型工作的實(shí)施頻率。一經(jīng)處理方可避免出現(xiàn)高頻振動(dòng)問題，使噪聲可基本消失，輔助輪機(jī)維修工作的開展。

結(jié)論：綜上所述，為保證輪機(jī)工程測(cè)試技術(shù)的順利開展，可制定內(nèi)部機(jī)組啟動(dòng)調(diào)試方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)輪機(jī)工程穩(wěn)定性、能量特性的評(píng)測(cè)，確保輪機(jī)工程測(cè)試技術(shù)能夠向著新的方向發(fā)展。若未落實(shí)到位，勢(shì)必會(huì)對(duì)水輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生影響。因此，為增加輪機(jī)工程中的安全性因素，可利用輪機(jī)工程測(cè)試技術(shù)為水輪機(jī)的運(yùn)行提供相應(yīng)的理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]孫鵬，隋江華.輪機(jī)工程專業(yè)現(xiàn)代學(xué)徒制人才培養(yǎng)模式實(shí)踐探索[J].航海教育研究，2021，38（04）：44-47.

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