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船舶機(jī)電故障可能引發(fā)碰撞、擱淺、觸礁等事故的發(fā)生，同時機(jī)電故障船舶也是港口維持安全營運的重大威脅。船舶機(jī)電設(shè)備錯綜復(fù)雜，數(shù)目繁多，完全杜絕機(jī)電設(shè)備故障發(fā)生并不現(xiàn)實。但部分機(jī)電設(shè)備故障不是突發(fā)的，而是在故障發(fā)生前已發(fā)生溫度、壓力、振動、絕緣等物理參數(shù)變化并通過警報提醒值班船員。如果值班船員無視這些警報，則設(shè)備可能在關(guān)鍵時段突發(fā)故障，從而造成重大損失。筆者從兩起本可避免的船舶機(jī)電故障案例進(jìn)行分析，并提出船舶設(shè)備維護(hù)和減少機(jī)電設(shè)備故障發(fā)生的建議。2019年8月，上海某港區(qū)一艘大型集裝箱船由于主機(jī)失控，與靠泊船舶碰撞，造成兩船受損。2020年3月，一艘大型集裝箱船在碼頭前沿突發(fā)全船失電，在緊急拋錨后，控制了險情惡化。這兩艘船舶在事后接受PSC檢查中發(fā)現(xiàn)存在著共似的問題，即船員在關(guān)鍵性操作方面存在嚴(yán)重缺失，因而放大了機(jī)電設(shè)備故障船舶對水域安全帶來的風(fēng)險。盡管這是兩起普通的機(jī)電設(shè)備故障船舶案例，但都是由于船員未根據(jù)預(yù)兆性警報做出及時反應(yīng)，造成關(guān)鍵性設(shè)備進(jìn)一步惡化，最終導(dǎo)致嚴(yán)重事故的發(fā)生。

一、案例情況及分析

1.主機(jī)失控發(fā)生碰撞案例。（1）事發(fā)經(jīng)過。B輪為44459總噸、總長266.65米的集裝箱船，主機(jī)型號HyundaiWARTSILA10RT-FLEX82C，功率40680KW（102RPM）。2019年8月該輪在上海某港區(qū)靠泊預(yù)定泊位時，由于主機(jī)無法根據(jù)駕駛臺的指令起動操作，形成失控的緊迫局面，隨后撞向正在泊位裝卸作業(yè)的C輪，造成C輪船體破損，B輪船艏變形。（2）原因調(diào)查。B輪主機(jī)燃油系統(tǒng)采用電噴方式，主要部件由供油單元、共軌單元（共軌油管，ICU，VCU，安全閥，減壓閥等）、伺服油自清濾網(wǎng)、曲軸轉(zhuǎn)角傳感器、控制箱等組成。共軌油管內(nèi)高壓燃油由燃油噴射控制單元（ICU）控制共軌閥向噴油器供油，當(dāng)噴油嘴前部油壓超過噴油器針閥啟閥壓力（375帕）時，燃油通過噴油嘴向氣缸噴射。在共軌單元中設(shè)有“MEFUELRAILPRESSUREVERYLOW”和“LOWMEFUELRAILPRESSURE”警報，用來監(jiān)控共軌單元的工況和泄漏情況。在PSC檢查中發(fā)現(xiàn)，B輪在與C輪發(fā)生碰撞前6小時內(nèi)，該輪多次觸發(fā)上述兩項報警，但輪機(jī)值班人員未對這兩項警報采取任何措施。另外，由于B輪多次起動失敗，在當(dāng)日14：44先后出現(xiàn)空氣瓶壓力低、主機(jī)起動失敗和起動鎖止等警報，并誘發(fā)碰撞事故發(fā)生。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，船員不熟悉主機(jī)燃油泄漏報警測試，導(dǎo)致燃油系統(tǒng)存在泄漏故障報警，卻沒有及時發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步延誤了處理工作。事后，船員檢查發(fā)現(xiàn)，主機(jī)燃油共軌管前的進(jìn)油管接頭處發(fā)生泄漏（如圖1所示），通過更換新橡皮墊圈后，排除了燃油泄漏。經(jīng)測試，成功消除上述有關(guān)燃油（3）延伸分析。該輪共軌單元由供油單元的高壓油泵供給600～900帕的高壓燃油，燃油共軌管內(nèi)壓力根據(jù)主機(jī)負(fù)荷變化。油泵提升燃油共軌壓力是通過中間燃油蓄壓器，最終的共軌內(nèi)的油壓是由供給油的數(shù)量以及噴射到氣缸內(nèi)燃油數(shù)量決定的。油泵的流量由主機(jī)控制系統(tǒng)（WECS-9520）內(nèi)設(shè)定壓力信號，通過電動執(zhí)行器和連接桿系調(diào)節(jié)。蓄壓器上有兩個出口，它通過兩根高壓油管連接到燃油共軌。當(dāng)燃油蓄壓器內(nèi)壓力上升到1050帕?xí)r，超壓調(diào)節(jié)閥開啟把燃油釋放到燃油回油管。

2個傳感器提供燃油共軌壓力。的實時壓力數(shù)據(jù)，為了更快地響應(yīng)動態(tài)油壓管理，任何對于速度控制的燃油指令的改變，都會被同時作為反饋送到控制回路。共軌油壓系統(tǒng)的壓力較高，在運行過程中一定要確保密封性良好，特別是進(jìn)入噴油器的那段管路。如果發(fā)生泄漏，導(dǎo)致共軌油壓下降將影響柴油機(jī)的起動。極端情況下，若共軌油壓低于燃油閥開閥壓力380帕，可導(dǎo)致主機(jī)不能發(fā)火（只有在共軌油壓達(dá)380帕以上時，WECS-9520才發(fā)出噴油指令給ICU模塊），如圖2所示。該案中由于共軌油管前的進(jìn)油管接頭處發(fā)生泄漏，導(dǎo)致共軌油管壓力不能維持在600～900帕，甚至低于380帕可導(dǎo)致主機(jī)起動失敗。當(dāng)船舶進(jìn)港時，由于主機(jī)頻繁起停，共軌內(nèi)燃油壓力很難達(dá)到預(yù)定數(shù)值，甚至低于噴油器啟閥壓力，同時，因頻繁起動失敗（自動3次起動，其中第3次為加大油門桿刻度、延長起動時間的重起動），造成起動空氣壓力快速下降，更加惡化了起動困難的危害，導(dǎo)致碰撞事故發(fā)生。2.全船失電導(dǎo)致失控案例（1）事發(fā)經(jīng)過。J輪為總噸14萬噸、總長超過365米的超大型集裝箱船，電站功率：4×3354千瓦。2020年3月，該輪在靠泊期間發(fā)生全船跳電，40分鐘后才恢復(fù)正常供電，造成船舶失控。所幸船長采取緊急拋錨方式，避免了碰撞事故發(fā)生。（2）原因調(diào)查。該輪在碼頭前沿準(zhǔn)備靠泊時，由于440伏電源絕緣異常下降，觸發(fā)對發(fā)電機(jī)組、電站和電網(wǎng)的安全保護(hù)，出現(xiàn)了電站跳電。為了控制船舶，船長緊急拋左錨，但在使用錨機(jī)拉緊錨鏈時再次發(fā)生了跳電。在經(jīng)過多次供電和自動跳電操作后，船員切斷左錨機(jī)電源，船舶恢復(fù)正常供電。船員在后續(xù)檢查中發(fā)現(xiàn)，左錨機(jī)電機(jī)已經(jīng)燒損，如圖3所示。經(jīng)安檢員檢查和驗船師檢驗確認(rèn)，該船主電源由于位于艏甲板的左錨機(jī)電動馬達(dá)短路，對電網(wǎng)產(chǎn)生瞬時沖擊，導(dǎo)致主電源觸發(fā)安全保護(hù)，自動應(yīng)急停止了運行中的主發(fā)電機(jī)。船舶440V電源絕緣異常下降、跳電和后續(xù)無法供電均因左錨機(jī)電機(jī)的故障導(dǎo)致。（3）延伸分析。進(jìn)一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2020年3月9日15：50觸發(fā)“W2DECKMACHABNORMAL”、“LVSWITCHBOARDABNORMAL”、“LVSB440VLOWINSULATION”等警報，其中“W2DECKMACH”指左錨機(jī)。在同日15：55，“W2DECKMACHABNOR-MAL”自行復(fù)位。船員據(jù)此認(rèn)定為誤報警，未派員查明原因并采取措施。而在3月8日19：58，“W2DE-CKMACHABNORMAL”也曾在11秒鐘內(nèi)激活并自行復(fù)位，船員同樣未采取任何行動。甲板機(jī)械電動馬達(dá)具有的低轉(zhuǎn)速、大扭矩、大電流等特點注定了該類馬達(dá)為適應(yīng)性好、耐用性強(qiáng)的電器設(shè)備。盡管該馬達(dá)控制系統(tǒng)包含了短路、過載、缺相等保護(hù)，但一般響應(yīng)時間大于電網(wǎng)保護(hù)的響應(yīng)時間，導(dǎo)致在該馬達(dá)安全保護(hù)觸發(fā)之前就造成電網(wǎng)因瞬時異常過電流引起跳電。該輪是2019年5月交船的新船，船舶的硬件和控制系統(tǒng)經(jīng)磨合逐漸趨于最佳狀態(tài)。不常見的甲板機(jī)械馬達(dá)出現(xiàn)故障預(yù)警時，如果船員不夠?qū)I(yè)、不夠認(rèn)真，就會錯過糾錯機(jī)會，導(dǎo)致更嚴(yán)重的后果。

二、警報系統(tǒng)的應(yīng)用

根據(jù)《2009年警報器和指示器規(guī)則》可知，警報系通告需要注意的異常情況和狀態(tài)。警報按優(yōu)先順序分為4種：緊急報警、報警、警告和當(dāng)心。指示機(jī)器和電氣設(shè)備故障或其他異常狀況的警報應(yīng)為僅次于緊急報警的報警級別。機(jī)器和電氣設(shè)備故障報警可分為設(shè)備故障報警和部分運行參數(shù)異常報警。當(dāng)設(shè)備故障報警出現(xiàn)后，該設(shè)備必須停止運行或減低性能運行。如鍋爐極低水位報警，采用自動停爐的方式保護(hù)鍋爐不被燒損。又如，主機(jī)滑油低壓，采取主機(jī)自動停車或自動降速運行方式保護(hù)主機(jī)不發(fā)生嚴(yán)重故障。當(dāng)運行參數(shù)遠(yuǎn)程報警出現(xiàn)時，設(shè)備的溫度、壓力、絕緣、振動等參數(shù)變化偏離正常值，并超過報警值。通常這些設(shè)備仍然可以在短期內(nèi)繼續(xù)運轉(zhuǎn)，值班人員應(yīng)盡快查明原因并將這些設(shè)備參數(shù)調(diào)整到正常范圍內(nèi)，否則情況可能進(jìn)一步惡化，導(dǎo)致設(shè)備無法繼續(xù)運轉(zhuǎn)。如主機(jī)出現(xiàn)排煙溫度升高，并超過報警值時觸發(fā)警報，但此時主機(jī)仍可正常運轉(zhuǎn)，若值班人員不及時查明排煙溫度升高的原因并進(jìn)行維修或調(diào)整，持續(xù)升高溫度的主機(jī)排煙將會使主機(jī)排氣閥、廢氣渦輪增壓器等受到重大影響，直至主機(jī)無法繼續(xù)運行。上述兩個機(jī)電設(shè)備故障的案例，實質(zhì)上是在設(shè)備運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)了與運行參數(shù)異常的警報，警報出現(xiàn)時未直接影響設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，但船員未及時排除警報并查找警報觸發(fā)的原因，致使設(shè)備運轉(zhuǎn)狀況持續(xù)惡化，導(dǎo)致在船舶靠離泊關(guān)鍵時間突發(fā)故障，嚴(yán)重影響船舶安全運行，造成嚴(yán)重安全后果。

三、案例建議與思考

隨著船舶工業(yè)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，越來越多新興的自動化技術(shù)在船舶得到廣泛應(yīng)用，其中很多新技術(shù)出現(xiàn)在高級船員取得適任證書之后，如果船員知識更新培訓(xùn)不到位，或者船員自學(xué)能力不強(qiáng)，不能很好地熟悉新設(shè)備的應(yīng)用和管理，就會對船舶安全構(gòu)成很大的隱患。因此，航運院校、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、航運公司等應(yīng)加強(qiáng)船員知識更新培訓(xùn)，確保船員熟悉關(guān)鍵設(shè)備的管理要點和應(yīng)急處置。另外，船員的責(zé)任心對船舶安全管理至關(guān)重要，甚至超過設(shè)備本身。機(jī)電設(shè)備突發(fā)故障有時毫無跡象可尋，但更多的時候會通過警報、異響、震動、壓力或溫度變化等預(yù)警。上述兩個案例中，如果船員在正常運轉(zhuǎn)的設(shè)備出現(xiàn)警報后，能盡責(zé)履職，并及時處理各種警報，認(rèn)真做好抵（離）港檢查，就會避免事故或險情發(fā)生。

四、結(jié)語

在船舶管理方面，特別是船員在關(guān)鍵操作方面存在明顯缺陷將會給船舶安全帶來隱患，如果處理不當(dāng)，將可能造成嚴(yán)重后果。建議航運公司和船檢機(jī)構(gòu)加強(qiáng)船舶關(guān)鍵設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)和船員故障處理的驗證，加強(qiáng)對船舶重要設(shè)備警報的及時處理和關(guān)鍵設(shè)備及部件的定期維護(hù)保養(yǎng)檢查。

作者:楊海兵 趙林 單位:浦東海事局