系泊试验与航行实验

系泊试验与航行实验系泊试验一般应在各项安装工作结束、舱室密性试验和系统密性试验完毕后进行。凡是在系泊试验中能验证其正常效能的机械设备，则应尽量在系泊试验中作最后的试验和验收。应当尽可能使主机在系泊状态下进行最大扭矩的试验，以便较全面地暴露并消除主机和各有关辅助设备、系统的缺陷，有利于缩短航行试验的周期。主机的系泊试验，是在船舶航速等于零的状态下进行各个工况试验的。根据螺旋桨工作特性，螺旋桨所吸收的功率和转速关系与进程λp有关，其关系如图1所示。系泊试验时，由于船速v=0，则λp=0时螺旋桨的特性曲线，比正常航行时曲线更陡。因此在同样转速下，系泊试验时螺旋桨所消耗的功率和阻力矩将显著地增加。因此主柴油机在系泊试验时，不能在额定转速nH下进行试验，其最大试验转速n（max）=（0.65~0.83）nH，否则将会造成不能允许的超负荷。当柴油机在n（max）转速下运转时，发动机的扭矩已经接近或达到额定值。另外，在码头的水深及堤岸坚固性的限制下，用大功率发电机带动螺旋桨所产生的巨大推力，会造成急剧水流，有可能会发生损害事故。如果动力装置采用自流式冷却系统，则因系泊试验时，冷却水量不足，一般不允许作较高转速的系泊试验。由于上述因素的限制，系泊试验时对主机、轴袭击直接服务于主机的各种辅机和系统以及舵机、锚机等尚不能验证其全工况运转下的各种性能，故不能作最后的验收。对于一些不受航行状态限制的设备，如柴油发电机组或汽轮发电机组、空气压缩机、冷藏、通风设备以及船舶系统的各种辅机，可在系泊试验时进行满负荷试验，并完成提交验收，以利于缩短航行试验时间。一、柴油机的系泊试验作为主机的柴油机系泊试验中首个进行的是启动试验，以便检查空气瓶或启动用蓄电池的容量和启动能力。启动试验应在冷态下进行，当环境温度低于技术规定时，当环境温度低于技术规定时，可将滑油及冷却水加热后进行试验。启动试验时，应测定其启动时间，即从开始操作至发动机运转为止所需的时间。用压缩空气启动时，首先应将空气瓶内的空气充到工作压力。冷态时，空气瓶的容量应满足在中途不补上空气的条件下，启动可换向的主机，正倒车交替连续进行，其启动次数应不少于12次。对于不可逆转的主机，则启动试验的次数不少于6次。用发电机启动时，首先应将蓄电池充到规定电压。冷态时在中途不充电的情况下，连续启动发电机不少于12次。可逆转的柴油机应进行换向试验，以检查换向机构的轻便性和灵活性。换向试验应在发动机热态下进行。柴油机在允许的最大转速运转时进行换向2~3次，检查换向的灵活程度。柴油机换向时间，系指柴油机载最低稳定转速下，从操作开始到反向运转的一瞬间为止所需的时间，一般应不超过15s。大型柴油机，许进行为时15~30mins的盘车机效用试验。试验时，应测量电动机转速、工作电流及电压，试验后还需测量电动机及其控制设备的热态绝缘电阻，并检查盘车机与柴油机启动的连锁效能，即在盘车机未开脱时柴油机应无启动的可能。此外，还应对柴油机的润滑、冷却水及遥控系统的声光报警装置进行效用试验，报警器动作必须可靠、准确。在上述各项试验正常的条件下，方可进行柴油机的运转试验。柴油机系泊试验的运行工况及试验时间，必须严格按试验大纲进行，一般柴油机系泊试验时的试验工况及试验时间可参阅表1。表1序号工况特性试验时间/h扭矩（额定值的%）转速（额定值的%）高速机中速机低速机4413kW≥4413kW1471kW≥1471kW139500.50.50.50.50.5263640.50.510.51383730.50.510.514≈100802~44~66~84~66~85倒车0.50.50.50.50.5（最大扭矩）柴油机在每一个工况运行过程中，以及在全负荷工况下运行时，应隔一定时间（0.5~1h）测量并记录燃油、滑油、冷却水、排气的温度、压力等热工参数。对于高速增压柴油机，考虑到其工作寿命较短，故系泊试验的时间，可相应缩短或仅作段时间运行试验。对于中低速柴油机，在负荷试验前应进行各缸的负荷平衡试验。如果柴油机各缸的负荷不均匀，就会使某一缸的负荷过重，造成整台机组的运行不平衡，严重者会造成机组震动加剧等。平衡试验是指根据测量所得的每个汽缸的示功图或爆发压力，排气温度的不均匀情况，进行比较分析，然后用调整各缸的喷油量和喷油定时来达到新的平衡。柴油机系泊试验结束后，按试验大纲的规定，进行个别部件的检查，通常在热态下打开曲轴箱盖，直接测量各个轴承温度，拆开一组至二组主轴承或曲柄轴承，检查轴瓦工作情况，有时尚需拆卸缸盖，检查活塞与汽缸套的工作情况。最后按规定格式填写试验报告。二、轴系及传动设备的系泊试验在主机进行系泊试验过程中，应同时检验轴系及传动设备的工作情况，主要检验可调螺距螺旋桨和离合器的动作的灵活性，检查推力轴承、中间轴承、隔舱填料函、尾管轴承的运行情况。一般推力轴承的滑油温度不得超过70℃，中间轴承外表温度不得超过60℃，尾管填料函的外表温度不超过60℃。检查尾管的润滑和漏泄情况：用油润滑的尾管轴承，不得有漏油现象。水润滑的尾管轴承，在填料函处允许有少量滴水渗漏，这是由于水润滑的尾管填料函，大多数采用浸油麻绳作为填料密封的，若安装太紧造成摩擦力过大，容易发热。多机并车推进装置，为保证能进行单机运行，一般在主机功率输出端安设离合器。系泊试验时，应对离合器进行离合性能试验，测量离合所需时间，检查指示离合动作的灯光信号装置的正确性和可靠性。离合器操纵机构的转换试验，是检查驾驶室集中操纵机构与离合器旁边的操纵机构相互转换的灵活性，以及这两个操纵机构互为联锁的可靠性。在系泊试验时，可调螺距螺旋桨叶应进行转动操纵性能试验，在主机系泊试验的最大转速下，操纵桨叶转动，从正满角到负满角或从负满角到正满角，测定从开始操纵至到达满角所需的时间应不大于15s。在各种运行工况下，进行桨叶工作稳定性检查，桨叶的螺距角至于0°时，其不稳定性波动值不应超过±0.5°。检查螺距角指示器的正确性，即驾驶台及机舱操纵台上的螺距指示器与螺旋桨的实际螺距角误差不大于±1°。检查机舱与驾驶台这两套操纵系统相互转换的灵活性以及相互联锁的可靠性。对非机械操作的调距桨操纵系统中，所备用的手动机械系统，需进行实际操作效用试验，手动操作系统应灵活轻便。三、辅机的系泊实验船舶辅机系泊实验的内容，应根据辅机的工作特性和条件而定。对于一些直接服务于主机的辅机及设备随同主机各工况进行试验，检查其工作情况及性能，以能满足主机工作需要为原则。另外一些辅机，如柴油发电机组、汽轮发电机组、空气压缩机、消防泵、输送泵、卫生泵等辅机，自成一个独立系统，不受主机试验工况及航行状态的限制。所以在系泊实验时，可按船舶建造规范或实验大纲要求，作满负荷工况性能试验，并提交验收。还有一些辅机，如锚机、舵机、吊艇机等甲板机械，这类辅机必须在航行试验中，才能显示器满负荷工作特性，单为了保证航行实验的安全和顺利进行，必须在系泊试验阶段中做空载或轻负荷试验。现将几种主要辅机的系泊试验分叙如下。（一）柴油发电机组的试验柴油发电机组的试验，一般包括启动试验、调速器试验、发电试验、多台发动机组的并联运行和负载转移试验等。发电机组所发出的电力有时也很可观，但因供电是在试验条件下进行，以试验检查为主，工况常不稳定，故不能并入电网输出，而是用电阻消耗掉了。常用的负载装置为电阻箱或盐水电阻筒，它们都设在码头上，而在机舱内设有调节电阻的装置，用来调节发电机的负荷。柴油发电机组的试验要求如下：（1）柴油发电机的启动试验：首先将辅机启动空气瓶充气到工作压力，在空气瓶不补充空气的情况下，供柴油机从冷态开始连续进行启动，其启动次数应不少于6次，并记录其最小启动压力值。对于用蓄电池启动的柴油机，将启动蓄电池充电到额定电压，在蓄电池不得中途充电的情况下，柴油机从冷态开始连续进行启动，其启动次数应不少于10次。（2）柴油机极限调速器的效用试验：当柴油机转速达到额定转速的115%，极限调速器发生动作，立即切断燃油供应，使柴油机停车。连续试验两次应正确无误，并记录断油动作时的转速。（3）柴油机的滑油低压及冷却水高温报警装置，按产品技术条件进行调整。效用试验时，报警器的动作必须准确可靠。（4）柴油发电机组的负荷试验工况及试验时间可按表2进行。表2柴油发电机组的试验负荷及时间序号发电机负荷/(%)试验时间/min序号发电机负荷/(%)试验时间/min1201/4310042501/441101负荷试验时，应仔细检查机组的运行情况，测量并记录燃油、滑油、冷却水的温度及压力、排气温度等运行参数。观察直流发电机换向器的花火情况，交流发电机滑环和电刷的工作情况，测量并记录发电机的电流、电压、功率因数及转速。测定发电机的冷态和retail绝缘电阻值。发电机全负荷试验结束后，需测量调压器及发电机的温升。（5）柴油发电机突卸和突加额定负荷试验：发电机在满负荷（或空负荷）运转时，突然将负荷全部卸去（或加上）。对于增压柴油机允许分级突加负荷，即先突加60%随即再突加到100%。检查柴油发电机组转速的变化情况和达到稳定所需的时间，其调速灵敏性应符合验船部门认可的出厂指标，或调整到：瞬时调速率小于或等于10%，稳定调速率小于或等于5%，稳定时间小于或等于7%。（6）多级并联发电机负荷转移试验：多机并联运行前需调发电机发出的电压、频率和相位角，使其相同后合闸并联。并联发电时，应按设计要求需要将长期并联运行的台数分别组合，进行并联运行试验。试验的总负荷和时间可按表3进行。表3试验总负荷和时间总负荷（额定功率%）试验时间/min总负荷（额定功率%）试验时间/min205~10755~10505~10505~10755~10205~101005~10当负荷在总功率的20%~100%范围内变化时，应能稳定运行。各发电机实际承担的有功功率与按发电机额定功率分配比例的计算值之差，在发电机功率相同时，不应超过发电机有功功率的±10%，当发动机功率不相同时，不应超过最大发电机额定有功功率的±10%，也不超过最小发动机额定有功功率的±20%。并联运行的发电机组，需进行负荷转换试验。将第二台发电机接入与已在额定负荷状态运行的发电机并联，并转移负荷，检查其负荷转移的可靠性。（二）锚装置的系泊试验锚装置试验时为了检查设备的安装质量，起锚能力及工作的可靠性。锚装置是船舶航行安全设施中的重要设备，对其零件的材料和制造质量均应作严格的检查。在检查前，对锚机及锚等重要部件，在船上安装后，必须经过安装完整性检查验收，并应具备产品合格证或检查验收报告，其中包括锚及链的材料，锚行，垂落试验，拉力试验，成套锚重和整体装配验收证件等。锚装置系泊试验的主要有以下内容。1.锚机空载运转试验首先将锚机所以滑动部件进行充分地润滑，然后脱开离合器，进行中速正，倒车空载运转各30min，检查锚机各运转部件的工作情况，电气控制设备各档调速以及电磁制动器的工作可靠性，测量电动机，控制设备及电阻箱的热态绝缘电阻值。由于锚机所以得电动机多采用起重机动机，不能长时间运转，因此在正车试验30min后，必须停车15min以上，才能做倒车运转试验，以免温度升太高。2.抛锚和起锚试验抛锚试验时，应先进行机械抛锚，再进行自由抛锚（即依靠锚的自重主要抛出）。抛锚过程中，在锚位入土前应作2—3次急刹车，以检查其刹车效能，然后将锚绞起。在抛锚，起锚试验过程中，应仔细检查：（1）离合器操纵的方便性和刹车装置的可靠性。（2）锚机各轴承及齿轮的工作情况，减速齿轮箱滑油温度应补大于60°（3）锚链和卸扣通过锚链筒，制链器和链轮时的平稳性，以及锚机和制链器的受振情况（4）制链器位置的正确性，锚杆拉入链筒以及锚与船舷或锚穴的贴附情况是否良好。（5）锚链冲洗装置的工作质量。（三）舵装置及舵机的系泊试验在现代船舶中绝大多数采用电力操舵装置。在主操纵系统失灵时，科转为人力传动。舵装置试验，主要是检测舵系，舵机，操舵设备的装置质量，操舵灵活性，轻便性及其工作可靠性。器系泊试验的主要内容有：（1）检查舵机的传动装置及各零部件安装的正确性。（2）检查舵角指示器的指示误差，即检查舵扇上的舵