船舶及船用设备的可维修性
滕宪斌, 蔡振雄, 林少芬, 李寒林, 张志斌(集美大学航海学院,福建厦门 361021)
摘 要:通过分析船舶及船用设备的可维修性概念、要求及影响因素,指出提高船舶及船用设备的可维修性,应在船舶及设备的设计与建造阶段,充分考虑部件的互换性、维修的可达性、简易方便性等;在管理方面重视人与环境因素对可维修性的影响. 最后,引入在线维修理论,对大型部件进行不拆卸现场维修,以缩短维修时间,保证船舶的安全营运生产.
关键词: 船舶; 轮机; 可靠性; 可维修性
中图分类号: U672. 7 文献标志码: A
Ma inta inability of ship and mar ine equipment
TENG Xianbin, CA I Zhenxiong, L IN Shaofen, L I Hanlin, ZHANG Zhibin
(Navigation Institute, J imeiUniv. , Xiamen Fujian 361021, China)
Abstract: Based on analyzing concep tion, requirement and different factors having effect on maintain2
ability of ship and marine equipment, it is p roposed that attention should be paid to interchange of components, reachability and convenience ofmaintainability in stages of design and construction of the ship,and effect from individual and environment should be emphasized in maintenance of ship and marine
equipment. Finally, the theory of online maintenance that large scale components are repaired without
disassembly is introduced to reduce maintenance time and ensure safe production.
Key words: ship; marine engineering; reliability; maintainability
0 引 言
近年来,随着航运市场繁荣,从海上运输到船舶制造,吸引了大量的民营资本投入,但由于技术力量不足,盲目地追求经济效益,导致新造船及运输船舶的可靠性、可维修性变差,特别是我国的浙江一带,低于标准船投入运营导致海损、机损事故的大量发生,严重影响船舶及船用设备的使用寿命. 虽然近年来经过中央的综合治理,这种状况已经大大得到改善,但付出的代价是巨大的,教训是非常深刻的. 本文从可维修性的角度,对影响船舶及船用设备可维修性的各种因素进行分析,力图寻找能够保证船舶可靠安全营运的有效途径.
1 船舶可维修性的基本概念
可靠性是设备或产品在规定的条件下和规定的时间内完成其规定功能的一种能力,是在设计时赋予的,制造中实现的,管理中保证的;而维修性则是指设备或产品在规定的条件下和规定的时间内,按规定的程序和方法进行维修时,保持或恢复其规定功能的能力,表示的是设备或产品维修的难易程度,是产品设计所赋予的一种固有质量属性. 船舶可以看成是一个综合的大系统,由许多各种各样的机器设备组成. 这些设备也可以看成是一个个小的系统,如主机、发电柴油机、锅炉等,又由许多部件组成. 船舶作为一个系统,它的规定功能就是完成航次任务,保证航行安全和装卸货作业. 可见,船舶的可维修性是各种船用设备可维修性的综合反映. 各主要设备的可维修性直接影响船舶的整体维修性,这就要求在设计制造船舶时,综合考虑机械设备的可维修性,合理地选择船用设备,从维修性的角度优化布置所选用的各种设备,保证船舶在营运中一旦发生故障,能尽快地恢复其使用功能. [ 124 ]
表面看来,维修性与传统的维修方便的要求似乎有一定的近似性,但却与传统的维修要求有着本质的区别:现代意义上的维修性有明确的定义,如前所述;用维修度来定性地表示维修性是指在规定的条件和规定的时间内完成维修任务的概率. 另外,维修性有具体的、明确的指标和要求,并且具有一套实现指标和要求的维修技术与方法.
2 船舶可维修性的基本要求
船舶航行于海洋上,远离陆地,其可靠性及可维修性对保证船舶及人员的安全是至关重要的. 由于船上技术力量与条件的限制,这就要求船舶及船用设备的可靠性强,可维修性好,依靠船员自身的力量和船上现有的工具及设备,对船舶及设备出现的故障能及时地排除,保证船舶的适航性,提高船舶的营运天数,减少停泊修理的时间,最大限度地提高船舶的经济效益. 要使设备具有良好的维修性,就必须在设计阶段提出维修性的要求,这些要求通常可分为定性要求和定量要求.
2. 1 维修性的定性要求
定性要求是由于某些维修性要求用定量的方法难以表述,是定量要求的一种补充,如维修简便、迅速、经济等要求的具体化,用定量的方法无法反映出来,而且对维修性而言又非常重要,只好定性描述,这也就构成船舶及其设备在设计过程中的维修性准则. [ 3 ]
2. 1. 1 维修可达性
维修可达性是指对部件进行修理、更换或保养时容易接近的程度. 它在船舶及设备的设计阶段就应予以重视. 从维修的角度分析,可达性是指在维修时能够迅速、方便地看到设备并进行维修操作,这就要求不仅设置便于维修操作的通道,还要有适当的维修操作的空间. 比如对大发柴油机而言, 6DL20型柴油机缸头部分的可达性就较差. 它的喷油器有进、回油管和喷油器的冷却油管,由于考虑结构紧凑,这些油管的接头部位所留的空间非常狭窄. 接头部位还要放两个非常小的紫铜垫床,如果操作人员手指头较粗,就很难把油管接上. 根据计划保养体系或说明书的要求,通常又要求1 000 h左右拆下喷油器清洁、泵压保养,给保养工作造成很大的不便,或者说它的可达性就比较差. 对于同样型号的5DK20型大发柴油机来讲,由于取消了冷却油管,结构上进一步简化,在可靠性方面得到很大的提高,其供油管道放在缸头体上,而且留足维护保养的空间,可达性相对较高. 船舶机舱整体设备的布置也是这样,比如主机,其上部必须留足必要的空间,否则主机吊缸工作就无法进行.
总之,从可达性观点来看,最理想的情形是使机械设备的所有零部件都暴露无遗,它们的排列方式要能在修理、更换或保养时互不干扰. 当然,实际上只有故障率较高而又经常需要维修的部件才要求具有较高的可达性.
2. 1. 2 互换性
标准化和互换性是一种设计特点,它将船舶及船用机电设备维修中所需要的大多数不同的零部件的种类尽可能减少到最少,也就是说两个部件在功能、形状、尺寸上相同,可用一个代替另一个,而不改变产品性能特性,实现零部件或设备的最佳互换性,从而就可以节省采购和仓储管理费用. 这就要求机械设备的设计师在设计时应尽量选用标准化的零部件或设备,不管在制造还是维修中都便于互换. 最大限度地实现标准化,无疑可以大大提高船舶机电设备的维修性,同时还可使设计简化,降低设计成本和周期,方便生产管理,利于备件供应和维修. 可见,互换性和通用性将直接影响现场抢修. 为了保证现场抢修质量可靠、迅速及时,设计时就必须尽量使故障率高、容易损坏的设备以及关键部件具有良好的互换性和必要的通用性.
2. 1. 3 防差错措施及识别标记
在设计和建造阶段就要充分考虑到对设备的操作和维修方便易行,不易出错,要具有完善的防差错措施及识别标记. 例如船舶机舱中的各种阀门,在阀的手轮上要标注旋转的方向,便于操作人员识别阀的开关方向;船舶管路系统中的各种管子,要根据内部流动的不同流体刷涂成不同的颜色,如滑油管路通常漆成黄色,淡水管漆成蓝色,空气管漆成灰色等. 这样工作人员在检修管路时就容易识别,不易造成不必要的污染和事故.
2. 1. 4 维修工作安全性
根据船舶维修性要求来分析船舶的安全性,就是要求不仅在船舶运行时保证安全,而且在保养维修时也应该是安全的. 因此,安全性也是船舶设计的重要特征之一,也是维修性设计最重要的因素之一.要保证维修人员在执行维修任务时没有危险性,不能由于设计的疏忽,没有充分考虑安全性而造成维修安全事故的发生.
…
2. 2. 2 平均预防性维修时间(MTPM)
2. 2. 3 维修停机时间率(MTUT)
2. 2. 4 维修工时率(M I)
…
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