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《船舶轮机》1-8章讲稿
Chapter1 船机故障与维修
Chapter2 船机零件的磨损
Chapter3 船机零件的腐蚀
Chapter4 船机零件的疲劳破坏
Chapter5 船机零件的缺陷检验与船机故障诊断
Chapter6 船机零件的修复工艺
Chapter7 船机维修过程
Chapter8 柴油机主要零件的检修

Chapter1 船机故障与维修
轮机员在船上工作时，经常会遇到船机零件失效和各种船机设备故障。轮机员除了日常的和定期的维护管理工作外，还需进行失效零件的更换、故障的排除等检修工作以及不可避免的进厂修理。因此，提高对故障与维修的认识及维修水平是进行现代轮机管理的基础。
正常Normal故障迹象Failure异常状态Accident（故障、事故、灾难性事故）
维修Maintenance恢复正常Normal。
§1－1 船机故障
故障(Fault)的定义：机械或设备丧失其规定功能的现象，称为故障。
1 故障的分类 (Classification of Fault)
船机故障复杂多样，研究时从不同角度将其分类----
1.1按故障的影响分：
（1）局部故障：部分功能丧失，机械还可使用。
（2）船舶短时间停航的重大故障。如主机喷油设备的严重损坏、断环等。一般货船小于6小时，客船小于2小时。一般可通过船员自修消除。
（3）船舶长时间停航的重大故障。如：主机曲轴折断、尾轴折断等，要进厂修理。
1.2按故障发生演变的速度分：
（1）渐进性故障Gradual failure: 可以通过监测发现。如柴油机活塞环一气缸套的磨损和曲轴一轴承的磨损以及管子腐蚀穿孔等故障模式均属此类故障。这类故障通过连续的状态监测可有效地防止故障发生。
（2）突发性故障 Sudden failure: 发展速度快，无法预知。例如，主机自动停车、螺旋桨桨叶折断等。
（3）波及性故障 或称二次故障，是由于船机的某种故障引发的更大的故障，无法预测和防止。例如，发电柴油机连杆螺栓脱落或断裂引起连杆、活塞、气缸套和气缸盖甚至机体的破坏，俗称连杆伸腿。
（4）断续性故障 设备在某一时间呈故障状态，而在另一时间功能又自行恢复的故障，故障反复发生。

Chapter2 船机零件的磨损
§2-1 摩 擦（Friction）
摩擦磨损是船机零件的故障模式之一，是影响船舶机器正常运转和船舶安全航行的主要因素。
据资料介绍：世界能源的1／3～1／2是以不同形式消耗在克服机械零件对偶表面相互作用的摩擦上。对于船用柴油机来说，目前无论是二冲程的低速机还是四冲程的中速机，燃油消耗率已降至163 g/(kW·h)左右，热效率达到50 %以上，但能量消耗在运动副的摩擦上约占10 %左右。
摩擦磨损→故障→能源浪费→必须重视
1 摩擦表面的性质
1.1摩擦表面的形貌（Surface Layer morphology）和表示方法
外圆表面粗车会使表面产生100μm～25μm的粗糙度，抛光或超精研磨加工产生0.1μm～0.012μm的粗糙度。
零件表面的几何形态称为表面形貌。零件表面形貌分为宏观几何形状、表面波度和粗糙度（微观几何形状）三部分。
宏观几何形状——宏观所见表面的轮廓线产生偏离名义几何形状的粗大偏差；
表面波度——形成周期性的波状表面峰和谷，是由于机床加工系统振动的结果，为介于形状误差与粗糙度之间的误差；
粗糙度——表面轮廓微观几何形状误差。
实际表面与理想表面存在一定的几何形状误差，表现在两个方面：
（1）几何形状误差（宏观上）：用圆度、圆柱度、平面度表示。
（2）表面微观几何形状误差：粗糙度。Ra
评定表面粗糙度的方法很多，常用的一种方法是轮廓算术平均偏差Ra，表面粗糙度分为14级。
1.2表面层的结构（Surface Layer Composition）
金属表面一出现，就会与空气中的各种其它起作用而形成各种膜，这些膜的结构性质对摩擦性能的影响很大。一般讲，这些膜是有益的，有利于减少摩擦磨损。
这些表面层为：污染层气体吸附层氧化层加工硬化层基体
（外表层） （内表层）
结论：

Chapter3 船机零件的腐蚀
§3－1 金属腐蚀（Corrosion）
全世界每年因腐蚀报废的钢铁大约相当于当年钢铁产量的30％，其中2／3回炉再生，仍有10％的钢铁损失。
1 腐蚀的概念
定义：金属与周围介质发生化学作用、或电化学作用或物理溶解而产生的破坏和变质，称为腐蚀。
破坏：形状、尺寸变化；
变质：晶体结构、理化性能、机械性能的变化。
特点：（1）外部介质的作用；
（2）发生在金属与介质的界面上，即从零件的表面开始，向内部扩展。
（3）腐蚀有一个过程，是渐进性的。
腐蚀是一种重要的故障模式。在船舶上的危害也很严重。即便是其他形式的损坏，如磨损、裂纹和断裂，往往也包含着腐蚀破坏的因素。此外，非金属材料与周围介质作用产生的破坏也日益增多和严重，也是属于腐蚀破坏。
例如：
（1）管道的腐蚀，仍是一个没有解决难题；
（2）缸套和缸盖冷却水腔的电化学腐蚀；
（3）活塞顶部与排气阀阀面的高温腐蚀；
（4）缸套外圆表面与浆叶的穴蚀。
2 腐蚀的过程
腐蚀是个自由能降低的过程，是个自发过程，是个放出能量的过程。