船用振动监测白皮书

海上振动监测的重要性

考虑到出海的成本，投资振动监测设备是非常值得的，这些设备可以帮助工程师保护并最大限度地提高设备的性能船用机械.

在此，我们探讨工程师所面临的挑战，并就如何在船舶上成功安装和使用振动传感设备提供建议。.

船用机械日益复杂的结构

随着机械变得日益复杂，并且机械系统对生产率的要求不断提高，对用于帮助最大化性能的复杂振动传感器的需求也随之增长。.

在海上尤其如此，振动 monitoring 是...使用的关键工具轮机工程师管理带转轴设备的可用性和维护，包括泵、电机、风机、齿轮箱和发动机系统。.

成本压力与预防性维护的需求

让油轮或游轮出海的成本一直以来都证明了进行监控的必要性。近年来，船东们面临的压力日益增大，他们既要赶上最后期限，又要避免可能导致非计划停靠或系统故障的严重失效。.

游轮通风风扇故障或集装箱船的计划外维修等故障会产生负面宣传。这增加了应用可靠预防性维护技术的重要性。.

船舶应用中的振动管理

设计人员和工程人员已经开发出用于防止振动及其影响的工具和方法，包括在系统构建过程中应用的对准工具和自动润滑器。组件也在不断改进，以提供更强的抗振动能力。.

然而，旋转机械中的振动永远无法被完全消除。因此，振动监测技术取得了显著进展，目前的传感器在各种耐用的外壳中具有高度的可靠性，适用于海洋环境.

海上振动的原因与后果

振动监测在……中至关重要船用应用因为振动是推进系统和辅助设备故障的主要原因。.

振动的主要原因包括推进系统以及主机和辅机增压器中旋转轴的对中不良。.

振动监测可提供早期故障预警，使工程师能够在发生严重损坏之前采取行动。风扇和电机的对中不良会导致过度磨损、过早失效以及效率降低。接触这些部件可能困难且耗时，如果在没有适当状态监测的情况下，往往会导致被动维护。.

传统维护方法的局限性

如果没有状态监测，分析设备状况通常需要在进坞时拆卸机械进行检查。这个过程耗费大量的时间和人力。.

在大型船舶上，每年只能检查一小部分设备，这意味着某些部件可能会连续几年未接受检查。拆卸和重新组装也可能会引入新的缺陷。.

许多轮机工程师观察表明，很大一部分缺陷是由维护引起的，这进一步强调了减少不必要拆卸的必要性。.

船舶系统中状态监测的优势

状态监测，包括对泵、电机、风扇、齿轮箱和发动机系统的振动监测，使得轮机工程师以减少的人力更高效地维护设备。.

振动监测已成为船舶状态监测中广泛采用的一个要素，与滑油监测和热成像技术并驾齐驱。这些技术可保护利润并提升推进系统、操纵系统、发动机和涡轮增压器的性能。.

当前振动监测技术

现代振动传感器和加速度计在宽温度范围内工作，能够以低迟滞和高精度测量高频和低频。.

坚固的不锈钢外壳可保护传感器免受湿气、灰尘、油污和其他污染物的侵害，从而确保其在恶劣的海洋环境中也能可靠运行。.

海洋监测中使用的加速度计类型

加速度计主要分为两大类：

交流加速度计与数据采集器一起使用，用于监测高价值资产。.
4至20毫安加速度计与PLC系统一起用于监测价值较低的资产。.

这两种类型都可以检测出不平衡、轴承状况和不对中。. 交流加速度计还可以识别空化、松动、齿轮缺陷和皮带问题。.

Hansford Sensors 提供交流和 4 至 20 毫安版本的 HS 100 和 HS 420 该系列本质安全，并已获得 ATEX 和 IEC Ex 标准认证。.

这些工业振动传感器适用于监测船舶应用中的泵、马达、风机以及所有其他类型的旋转机械。.

加速度计的工作原理

加速度计包含一个粘合在质量块上的压电晶体。当受到加速度作用时，质量块会挤压晶体，从而产生与所受外力成正比的电信号。.

该信号由内置电子元件进行放大和调理，以产生适合数据采集或控制系统的输出。.

可以定期使用手持式数据采集器收集安装在关键位置的加速度计的数据，或者通过开关盒将其路由至集中式系统进行连续监测。.

海洋状态监测的挑战

海上状态监测面临着独特的挑战。在港口取得的读数与在海上取得的读数有所不同，恶劣天气会加剧这些差异。.

因此，在管理性能时，指定正确的加速度计并应用最佳实践至关重要。.

为船舶应用指定加速度计

为了正确选定加速度计，工程师必须考虑振动水平、频率范围以及温度和接触腐蚀性化学物质等环境条件。.

其他需要考虑的因素包括大气是否易燃、重量限制以及海洋环境中没有接地连接。.

这些挑战已通过精心设计的传感器得以解决。研究、培训以及与经验丰富的制造商的协商，使工程师能够做出明智的决策。.

振动传感器安装最佳实践

一旦选定了合适的传感器，仔细安装对于实现最佳性能至关重要。.

加速度计应尽可能靠近振动源安装。安装表面应平整、光滑、无涂漆，且尺寸必须大于传感器底座。表面必须无油脂和油污。.

安装不良可能会损害稳定性，并产生误导性的读数，这些读数反映的是传感器的运动，而不是机器的状况。.

解读数据与提升性能

数据采集完成后，振动信息必须由船载工程师或远程监测中心进行分析和解译。.

该分析描绘了清晰的机器状况图景，并支持制定有效的维护计划。.

借助高效的振动监测系统，船机工程师能够实现更高的效率，并发现进一步改善机械性能、能效和产出的机会。.

振动监测在海上日益增长的重要性

振动监测正日益成为一种强大且不可或缺的工具。随着船舶推进系统和辅助系统中与振动相关的故障所带来的成本和后果不断攀升，有效的振动监测在保护资产和维持运营效率方面发挥着至关重要的作用。.