船舶主机系统故障诊断中故障树分析法的应用研究

于卓

摘 要：船舶主机系统在实际运行中难免出现故障，掌握科学的故障诊断与分析法才能确保及时、准确、高效地发现故障，并采取有效措施来解除故障。船舶主机系统是船舶系统的主体，必须采用科学的故障剖析方法来分析主机故障，达到对故障的高效判断与识别。文章分析了船舶主机系统故障诊断中故障树分析法的应用。

关键词：船舶主机系统；故障诊断；故障树分析法

船舶主机系统包括多项设备、多重装置，船舶系统故障来自于多方面，必须加大对船舶系统故障的分析力度，采用科学的故障分析法，便于及时发现故障，找到故障成因，进而采取措施来解决问题、解除故障。故障树分析法能够为船舶主机系统故障诊断提供科学的措施和方法，通过画出故障树形图，其中划分为树干与树梢，各类故障以及对应的成因分布其中，对船舶主机系统进行全方位的故障分析。

1 故障树分析法

故障树分析法是专门针对故障通过绘制树形图谱来分析故障的过程，属于可靠性设计的科学方法，属于从结果到原因的全方位分解与剖析。设置一个故障可能性层列，其中最不可能出现或结果最坏的事件被叫作“顶事件”，立足于该事件从中分析造成此事件的众多因素和原因，将其纳入故障树的第二级，再对应发现造成二级故障的原因，称之为三级故障，逐层剖析、逐步分解，最后获得一个最底层引发故障的因素，被叫作底事件。将分布于顶部和底部中间的一系列故障叫作中间故障事件，从顶部到底部逐层链接最终将形成一个从上到下的树形结构，也就是人们所称的“故障树”。

2 船舶主机系统故障诊断中故障树的创建

主机作为船舶系统内部一项重要设备，由于长时间运行，如果检修不到位、运维不合理或者检修人员的水平有限等都可能酿成多种故障问题，对此则需要高效、精准地判断故障成因，再结合主机系统的相关资料以及故障分析中的相关数据等来判断故障类型，再有针对性地采取措施来解除故障。

船舶主机系统不同于普通的机电设备，其主机设备内部构造复杂，存在众多影响主机运行的不良因素、不良因子。有必要围绕主机系统创建一个故障树，利用故障树分析法来逐层分析与分解船舶主机系统的故障和问题，理论与现实相互配合的方式来深入剖析故障，结合主机系统实际的运行原理以及相关工作经验等来创建一个故障树示意图。实际的故障树分析法主要可以采用定性与定量分析相结合的方式，每一类方法都有自身的优势和特點。

2.1 定性分析

定性分析是故障树分析法的一个必备方法，依照最小割集法原理，可以得到故障树最小割集，如图1所示。

2.2 定量分析

船舶主机系统不同类型故障的相关数字、数据统计对应见表1。

参照上表分析，船舶主机系统长时间运转对应将得到监测到一系列故障，对应形成以上数据，采用定量计算的方法来对应分析出船舶主机系统无法常规运转状态下的有效度。所谓的“有效度”指的是船舶机械以及船舶相关的装备系统无法在常规状态下运行，以及出现故障问题以后，在一个特定时间范围内可以被维修、恢复功能的效度，在这一过程中船舶依然可以按照常规运转，其生产概率不会受到影响，对此可以利用以下公式来计算得出船舶系统的效度：

按照上面的公式，其中λ=a×10-4对应各自算出故障系统的一系列效度值，经计算能够得出船舶主机系统无法常规运行故障概率为18.09，系统被修复的概率：0.62，将以上数值带入公式，得出效度值：A=0.9945，以上数据数值说明船舶主机系统中的各项故障都能被有效修复，维持主机系统的常规运行。

3 船舶润滑系统的故障树形分析

船舶主机系统有着自身的结构构造，具体包括：润滑油管系统、冷却系统、泵系统以及贮存性零部件等。其中某一部件出现问题，则将使得润滑系统整体上走向故障状态，其中冷却系统又可能发生以下方面的故障：温控故障、海水管故障等，泵系统又包括两个型号的泵体，当它们共同处于故障状态时，则将导致主润滑油泵系统出现故障问题，对此可以尝试创建一个故障诊断树形图来深入分析主机系统故障。

4 故障树有利于故障的排除

故障树形图为故障的诊断与排除创造了条件，可以参照此树形图来高效地判断、识别故障，同时，根据机器设备以及系统等的工作状态、运行状态来逐步、逐层来测试、分析系统中各项仪器、设备等的运行情况，从而高效地识别故障的成因，围绕故障成因来判断故障发生概率，再结合造成故障的原因来采取措施及时排除故障。

故障树形图为故障的判断、分析与诊断创造了条件，使得故障分析者能够从树干出发再逐渐过渡到枝杈部分，对应来分析故障成因，为船舶主机系统故障的查找提供了一个更加便捷、直接的通道，能够提升故障查找工作效率，确保更多故障能够被精准、高效地查找。

5 结束语

故障树分析法能够为船舶主机系统故障的诊断与分析创造条件，为其提供了更加直接、有效的方法，及时发现故障，科学分析故障的成因，以及各类故障之间的关系等，是一项需要深入提倡与运用的科学方法。

参考文献

[1]朱继洲.故障树原理和应用[M].西安交通大学出版社，1989.

[2]吴恒.船舶动力装置技术管理[M].大连海事大学出版社，1999.

[3]（德）默克，（德）施特里克特.船舶动力装置的技术诊断[M].陈民扬译.大连海运学院出版社，1992.