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1、船舶机电系统故障模式和影响研究 摘要:船舶机电系统相对比较复杂，其故障发生是较为常见。因此在实际的工作中，对船舶机电系统故障模式与影响进行分析，对潜在故障对系统产生的影响进行判断，对系统的危险性预先做出判断，这样才能够找到相关的措施减轻或补偿故障的方法。关键词:船舶；机电系统；故障模式；影响分析中图分类号：TP271+.4文献标识码：A文章编号：引言故障模式与影响分析技术是一项基于系统中设备和其组成环节的可靠性来进行分析的技术。不过，因为船舶的机电设备以及系统的特殊性，导致其可靠性很难统计，其设备的可靠性往往是靠经验来
2、进行确定。FMEA是一种通过对一个系统的功能或硬件的分析来判断潜在的故障对系统的影响。一、故障模式与影响分析概述故障模式是FMEA的基础和前提，故障模式是产品故障的外部表现形式,如电气系统的短路、断路,机械系统的变形、磨损等,故障模式是可以观察到的,亦可以由经验、调研、实验而获得。7船舶系统涉及的子系统庞大且复杂,通常仅选择极为重要且确实对船舶系统的安全性能有影响的子系统进行分析,最终构成船舶系统的FMEA。一般根据功能把船舶系统分为:船舶推进机械系统(包括主辅机、推进轴系、燃油、滑油、压缩空气等辅助系统及其控制)、方向
3、控制系统、船舶电力系统、船舶安全(包括消防、应急、撤离)系统、电子控制和监控系统、通信系统。对选定的系统定义其故障模式。常见的系统故障模式有:功能全部丧失、功能部分丧失和不稳定运行等。常见部件故障模式即为常使用部件的损坏模式,如柴油机的高压油管的故障模式有:管子裂纹、密封圈破裂失效、螺纹磨损、阻塞、泄露、卡死、污染、功能故障等；电气部件的故障模式有:开路、短路、断路、参数飘移、接触不良、老化、漏电、触点黏合等。可见,对故障模式的识别常混合使用结构性故障描述和功能性故障描述。合理确定选定系统的边界条件,以便确定故障发生的范
4、围。这包括确定系统的初始状态,确定可以忽视不计的小概率事件,确定在一定条件下的必然事件等。基本故障事件通常可以分为:(1)由人为因素引起的事件；(2)由系统硬件引起的事件；(3)由系统环境引起的事件。分析中主要考虑由系统硬件引起的基本故障事件,并假设所分析系统的各组成部分的基本故障事件是相互独立的,忽视由系统环境和不可抗力引起的事件。二、分析示例7进行故障模式与影响分析以某船的船舶电力系统为例.船舶电力系统由发电机、总配电板、动力负载(拖动系统)、照明负载等分系统组成.该船舶电力系统FMEA的分析级别是:鉴于约定FMEA
5、的最高层次为船舶系统,则二级系统为船舶电力系统,FMEA的最低级别为组成船舶电力系统和对船舶电力系统有关键影响的分系统.该船舶电力系统故障严重性级别界定是:一级为灾难性的,可能造成人身伤亡或全系统损坏；二级为严重性的,可能造成严重伤害,使系统发生故障,不能工作；三级为一般的,可能造成一般损害,使系统性能下降；四级为次要的,不致对系统造成损害,但可能需要进行计划外的维修。7该船舶电力系统故障模式发生的概率等级的划分一般规定如下:A级(经常发生):在产品工作期间,该故障模式发生的概率较高,即单一故障模式发生概率大于产品在该期
6、间的总故障率的20%；B级(很可能发生):在产品工作期间,该故障模式发生的概率中等,即单一故障模式发生概率大于产品在该期间的总故障率的10%,但小于20%；C级(偶然发生):在产品工作期间,该故障模式不常发生,即发生的概率大于产品在该期间的总故障率的1%,但小于10%；D级(很少发生):在产品工作期间,该故障模式不大可能发生,即发生概率大于产品在该期间的总故障率的0.1%,但小于1%；E级(极不可能发生):在产品工作期间,该故障模式发生的概率几乎为零,即发生概率小于产品在该期间的总故障率的0.1%。该船舶电力系统危险性分
7、析的依据，A级:对发电机分系统和总配电板分系统,无论其故障模式发生的概率属于任何等级,只要该故障模式发生,最终影响(这里指潜在的故障模式对约定最高层次,即船舶系统的影响,下同)将直接危及船舶及人身的安全。B级:故障模式对各自分系统有影响,只用故障的严重性来确定该故障模式的危害度是不够的,还必须了解这种故障模式发生的概率,主要是指动力负载(拖动系统)、照明负载等分系统中对主推进系统有影响的子系统,其最终影响将可能直接或间接危及船舶及人身的安全。C级:故障模式对各自分系统有影响,其最终影响不可能直接或间接危及船舶及人身的安全
8、。对由发电机、总配电板、动力负载(拖动系统)、照明负载等分系统组成的船舶电力系统,FMEA可分为如下两种情况:7(1)船舶处于航行工况。船舶电力系统处于航行工况下,可能对船舶航行造成“灾难性的,可能造成人身伤亡或全系统损坏”的故障模式,且只要该故障模式发生,最终影响(这里指潜在的故障模式对约定最高层次,即船舶操纵系统
