案例分析国产设备在海洋石油支持船上的应用和探讨

李永富

（中海油田服务股份有限公司，北京101149）

0 引言

中国海油作为中国海洋石油开发的主力军，有一百多艘海洋石油支持船，船舶上安装了大量的机电设备。中国海油从最初的购买国外二手船舶开始，逐渐地积累经验，目前能够在国内建造自己油田使用的船舶，从而满足自有船队的建设。由于海上油田作业的高风险性，导致船舶可靠性必须符合中国海上油田的要求，因此，刚刚开始建造船舶时，大量的机电设备都是国外进口。随着国家科技的不断发展与提高，在中国生产的机电设备的质量越来越好。中国海油本着肩负起更多社会责任的态度，逐步扩大使用国产设备。从开始只是使用少量的非主要设备，逐步扩大范围到船舶主机、主发电机组等船舶心脏设备。

根据对中国海油海洋石油支持船的调研，统计到海洋石油支持船上已使用的国产设备有：船舶主机及其配套设备、控制台、船舶电站、副机、应急发电机组、齿轮箱及其配套设备、轴系、主推进器及其配套设备、舵机及其配套设备、锚机及其配套设备、侧推器及其配套设备、拖缆机及其配套设备、主推进控制系统、内部通讯系统、外部通讯系统、火灾报警系统、生活污水处理装置、克令吊、各种泵及阀门等。

随着国产机电设备在船上使用时间的积累，国产机电设备也会不断发生各种各样的故障。本文通过调研中海油服海洋石油支持船上国产机电设备故障，进行分析、总结，提出国产设备选择的建议，从而为选择质量更好的国产机电设备提供借鉴指导。

1 海洋石油支持船国产设备应用及故障案例分析

1.1 某船副机自动停车故障分析

某船1#康明斯发电机组（简称副机）是康明斯KTA-19型，运转时间5万小时。自2016年1月份以来多次发生无故障先兆的自动停车现象，停车后可以再次启动，然后继续正常运转，工作参数也都正常，但运转一段时间后（有时6-7天，最长时10天），会再次发生无故障先兆的自动停车现象。停车时机旁控制面板以及集控室的机舱监测报警系统仅显示通用报警，没有具体报警，这给故障查找工作带来很大困难。

下面按照由易到难的顺序逐步查找该故障的原因。

1)首先通过试灯按钮检查副机报警灯是否能够正常工作。经过检查，报警灯正常。这就排除了某个报警灯在报警触发时不亮的可能。

2)检测副机的滑油压力保护开关和缸套水温度传感器及其线路，这两项均会引发副机自动停车。检测滑油压力开关如图一：在压力开关的多用接头处连接一个压力表，用来观察压力值变化。然后关闭压力开关的进油阀，稍微拧松压力表接头，让滑油缓慢流出，当滑油压力降低至报警值时会触发低油压报警，当滑油压力降低至停车设定值时会触发自动停车。检测缸套水温度传感器：如果船上没有专业检测用的加热器，可以利用电水壶和温度计。将温度传感器和温度计放置电水壶内，当水壶中的水被加热至停车温度值时会引发自动停车动作。

经过检查，滑油压力保护开关和缸套水温度传感器能够实现报警和停车保护功能，并且副机自动停车时，机旁控制箱的相关报警灯能够显示报警故障。这就排除了滑油压力开关和缸套水温度传感器及其线路存在隐患的可能。

3)查找执行器、测速探头、燃油电磁阀的线路隐患。副机工作年限较长后，由于高温烘烤，电气线路的绝缘保护层会出现老化、脱皮甚至破裂现象继而引发接地，甚至引发短路，上述偶发性故障现象尤其会发生在船体震动时。如果上述线路出现异常接地或者短路现象，易引发副机游车或者意外停车现象。经过检查，未发现线路中存在老化破损或其它异常现象。另外，为了保险起见，对副机机旁控制箱内线路接头逐个进行紧固，并检查了所有的插拔式继电器，但在以后的使用过程中，突发性停车故障仍然存在。

4)该型副机都配有燃油细滤器和燃油阻水滤器，并且还配有一个浮子油箱，阻水滤器需要定期放残水。轮机人员对浮子油箱和燃油阻水滤器放残，更换阻水滤器和FS1000细滤器，吹通燃油滤器的软管。效果：故障未排除。

5)在该型副机的速度控制系统中，测速探头是测量环节，调速板是控制环节，执行器是执行环节。对该副机在正常工作时（1500 rpm）测速探头的电压进行测量，测得电压是交流13.2 V，另外一台同型号的副机的测速探头处的电压是交流2.8 V，足足相差了10.4 V。此处认为是可能的故障原因，故紧急更换了新的测速探头。更换后，新探头的电压是交流2.8 V，与另一台副机的数值接近。但更换后，突发性停车故障仍然存在。

6)更换一个新的执行器，副机正常使用了约10个小时，再次发生无故障先兆的自动停车现象。

7)更换一块新的调速板，按照说明书的步骤调节完毕后，副机正常使用了两天，再次发生无故障先兆的自动停车现象。这说明速度控制系统不是故障的元凶。

8)检查副机的电瓶是否存在问题。措施：停止充电机，启动副机，能够启动成功。启动前电瓶电压：25.1 V，启动后电瓶电压：24.8 V，运转半小时后电瓶电压：24.6 V。电瓶工况正常，因此排除电瓶影响因素。

9)遥控停止按钮和机旁应急停止按钮的常闭触点如果发生意外断开也会引发副机停车，因此短接遥控停止和应急停止电路，效果：故障未排除。因此排除该电路影响。

10)该副机配有520模块，用于提供安保系统。由于故障属于不定期、无先兆的故障，电路方面的原因较大。不得不怀疑保护模块520存在隐患。所以需要检查520模块。首先断开电源，然后打开520模块后盖，通过目视检查内部没有尘土、过热烧糊现象。端子排螺丝没有松动现象。但当解体520模块发现模块内部线路板上的一处电阻存在过热现象。经过观察线路并查阅图纸，发现该电阻用于监测发电机电压是否正常。如果电压异常，520模块会使副机停车。但该电阻过热后，会使监测线路出现偶发性断路现象，因此发生偶发性停车现象。更换该电阻后，副机恢复正常运转，停车故障得到了彻底解决。此模块是康明斯发电柴油机组集成商采购安装，电路板上包括电阻等元器件都是国产配套部件。

事故处理过程中发现从曲轴曲柄臂断裂部位，没有发现明显的缺陷，材料处理质量不能满足扭矩要求，造成疲劳损坏。此曲轴是该柴油机厂商配套厂商提供，由于海洋石油支持船作业的特殊性，船舶在油田作业过程中，经常突加突卸负荷，对曲轴的冲击性很大，柴油机生产厂家没有对曲轴生产厂商进行曲轴耐疲劳程度适应油田作业要求的质量控制，造成曲轴疲劳而断裂。

此案例说明，国产机组设备的配套设备（元器件等）的质量会导致机组设备无法正常使用，在设备采办过程时，不但要控制机组设备本身的质量，也应约定其配套设备技术要求。

1.2 某船主机曲轴曲柄臂断裂案例分析

某船配备4台主机，单台主机功率为2206 kW，选用国产柴油机厂生产的8320ZCD-8型柴油机，2014年14月29日该船2#主机运行中听到异状声响，停车后检查，发现第2缸一侧曲柄臂断裂轴断裂。

此案例说明设备生产商不熟悉订购设备的使用场所，就不能对部件配套商提出相应的质量需求，就无法采办到符合使用场所强度的部件。设备采办前需要充分调研设备使用业绩，在技术规格书中对关键部件明确技术要求。

2 国产设备选用注意事项

机电设备采办通常是商务和技术满足的情况下，应该充分做好招标前的准备工作。

首先，在选择国产机电设备之前，应该对设备制造商或者集成商或供应商充分调研，最好能够到设备生产车间实地考察。充分论证设备制造商的质量控制能力，生产流程、部件是自己生产还是外购，如果是外购，应充分了解配套商。并且，要求设备制造商应充分告知其配套商设备的技术要求。

其次，与国产设备制造商合作研发，根据船东在实际使用过程中发现的问题，不断优化设备设计，让设备更加适用于船上使用环境和维护保养的要求。

最后，设备采购单位，要建立国产设备使用情况数据库，对于恶性低价中标后提供劣质设备的制造商或供应商，应列入黑名单；对于设备使用过程中发生的问题进行总结，在编制设备采办文件时进行规避这些风险。

3 结论

海洋油气开发将步入深海化和远海化，为了适应该海域作业的新的海洋工程船舶的要求，国产设备的采用，有利于更好地发展国产设备的制作工艺和材料使用。虽然，国产设备暴露出各种各样的问题，但是，国产设备打破了国外设备商的垄断，大大降低了初始投资成本和提高了后期维护的效率。发展国产设备，需要更多使用使用其产品，才能使设备制造商得到利益，投入更多资本进行设计、工艺的更新和材料质量的提高。

中海油服船舶事业部在机电设备国产化方面积极响应中海石油总公司的号召，通过海洋石油支持船的建造和改造，在满足安全和可靠性的前提下，尽量多地使用国产设备，不断总结经验，规范采办设备的技术要求，提高采办国产设备的质量，并与设备制造商积极合作，不断提高其设计水平和配套服务的质量。

只有国产设备的使用者与制造商、集成商、供应商不断沟通和合作，进一步提高国产设备的质量，打造中国品牌，共同为中国制造2025而努力，才能让中国从制造大国转变为制造强国！

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