摘 要：介紹了拋丸除銹設備的工作原理和常見故障分析，并繪制了拋丸器無鋼丸噴出的故障樹，進行了故障排查和診斷，此方法簡便、直觀、實用，取得了令人滿意的效果。

   拋丸除銹系統，是航標單位進行航標養護工作的重要設備之一，擔負著浮標外表面的除銹。作為航標行業的專用設備，該設備具有除銹品質高、環保水平高、自動化程度高、操作方便等優點，在航標養護行業中的作用日顯重要，目前在各個海區都有使用。該設備若在出現故障后不及時修復，將直接影響到浮標的供給，給航道安全帶來隱患，對航海者的生命財產造成較大的損失。如能對拋丸除銹設備所發生的故障及時做出準確判斷，查明故障部位，找出故障原因和排除方法，可以大大減少維修的盲目性，提高經濟性和安全性。較短的維修時間和較低的維修成本，是拋丸除銹系統管理者應予以關注的。

1、拋丸除銹設備故障的特點：

拋丸除銹設備的故障有以下特點：

（1）故障的多樣性和復雜性；

（2）故障的隱蔽性；

（3）引起同一故障原因和同一原因引起故障的多樣性；

（4）故障產生的偶然性和必然性；

（5）故障的產生與使用管理情況密切相關；

（6）任一故障都會造成整個系統的失效。

   所以，對于拋丸除銹系統的故障診斷來說，由于診斷對象的多重特點，使得故障診斷具有了一種探索性過程的特點，故障診斷不僅在于研究故障本身，而更在于對故障診斷有一個系統的方法。

2、故障樹分析技術簡介：

   故障樹分析技術（Fault Tree Analysis，FTA）是系統可靠性研究中常用的一種重要方法，其采用邏輯的方法，具有直觀和思路清晰的特點，可對設備故障進行定性分析，也可進行定量分析，體現了以設備故障研究的系統性、準確性和預測性，是對復雜動態系統失效形式進行可靠性分析的有效工具。

   故障樹分析技術，是把所研究系統的最不希望發生的故障狀態，作為故障分析的目標, 然后找出直接導致這一故障發生的全部因素（包括硬件、軟件、環境、人為因素等）[1]，再找出造成下一級事件發生的全部直接因素, 一直追查到毋需再深究的因素為止。通常把最不希望發生的事件，稱為頂事件；不再深究的事件，稱為基本事件；而介于頂事件與基本事件之間的一切事件，稱為中間事件，并用相應的符號代表這些事件，再用適當的邏輯門把頂事件、中間事件和基本事件聯結成樹形圖，即得故障樹。其表示了系統設備的特定事件（不希望發生事件）與各子系統部件的故障事件之間的邏輯結構關系。

   故障樹分析技術就是以故障樹為工具，分析系統發生故障的各種原因、途徑，提出重點監視、有效維修和改進措施。在故障樹設計階段，該方法可用于預測引起設備失效可能的原因組合。當設備出現故障時，應用該方法可較快、較準確地確定原因。

3、拋丸除銹系統工作原理：

   拋丸除銹系統主要由清理室、拋丸器、回轉臺車、螺旋輸送器、皮帶提升機、地坑基礎、控制系統等部分系統組成，利用高速拋出鋼丸的擊打，對燈浮標的浮體和尾管的外表面進行表面處理，除銹效果達到 Sa 2.5 級。該系統的鋼丸循環使用，是重要的環節，該部分利用分離裝置、螺旋裝置、皮帶提升機，把鋼丸不間斷地輸送給拋丸器，拋丸器將鋼丸高速拋出擊打工件，達到除銹效果。

4、拋丸除銹系統故障樹的建立：

   建立故障樹，是利用故障樹分析技術的關鍵。故障樹建立的完善程度和準確程度，將直接影響到進行定性分析和定量分析的準確性。

   通常采用演繹法建樹，該法是選定系統中不希望發生的故障事件為頂端事件，找出直接導致頂端事件發生的各種可能因素或者因素組合，逐級向下演繹，一直追溯到引起設備發生故障的全部原因，即分析到不需要繼續分析原因的底事件為止。然后，把各級事件用相應的符號和適合它們之間邏輯關系的邏輯門與頂端事件相連接，就建成一棵以頂事件為根、中間事件為節、底事件為葉的具有若干級的倒置故障樹。

圖 1 拋丸除銹系統拋丸器無鋼丸拋出故障樹

   現以拋丸除銹設備常見故障（噴丸器無鋼丸拋出）為例，根據系統的工作原理，通過邏輯分析，建立噴丸器無鋼丸拋出的故障樹模型（見圖 1）

其中：

T 為頂事件；

A、B、C、D、E、F 為中間事件；

B、X 為底事件。

   在該故障樹模型中，任一底事件的發生，都會導致所對應中間事件的發生，進而導致頂事件的發生。

其中：

X1：電動機故障；

X2：皮帶傳動失效，如皮帶斷裂或打滑；

X3：拋頭卡死，當有異物卡在拋頭葉片上時，會造成拋頭不能轉動，拋丸器是電動機通過皮帶傳動的方式，帶動拋頭旋轉而工作的系統；

X4：電動機過載；

X5：電路短路，這是由于拋丸除銹系統中有數個電動機工作，當其中任何一個電動機出現過載或電路短路時，均會造成整個電路因跳閘而斷電；

X6：無鋼丸，當系統中的鋼丸由于使用時間太長而造成鋼丸呈粉狀而分離出系統；

X7：電動機故障；

X8：鏈條斷裂；

X9：皮帶打滑；

X10：皮帶輪抱死；

X11：皮帶斷裂；

X12：托輥托架故障；

X13：送料斗全部脫落；

X14：螺旋卡死；

X15：電動機故障。

鋼丸不能輸送到拋丸器的原因的有兩個：

   其一，是提升機不能正常工作。由于提升機是電動機通過鏈條傳動帶動皮帶輪工作，皮帶上固定若干個料斗，通過料斗把地坑基礎里的鋼丸提升到上面的鋼丸倉中，當其中任何一個環境出現故障時，都會造成提升機不能正常工作；

   其二，是輸送螺旋（4 個）不工作。其原因有螺旋被卡死或者帶動螺旋轉動的電動機出現故障，其中一個螺旋與提升機共用一個電動機。

5、故障排查及診斷：

   根據所建立的故障樹模型可知，導致拋丸器無鋼丸噴出的底事件共有 15 個，按照故障樹分析技術進行故障排查及診斷如下：

   第一步：首先通過觀察和啟動拋丸除銹系統，發現系統可正常啟動，但在提升機部位發出異常聲響，稍后鏈條斷裂，如此可排除拋丸器停止工作和控制電路跳閘故障，即底事件 {X1，X2，X3，X4，X5，X6 }均可排除，故障原因縮小在 {X7，X8，X9，X10，X11，X12，X13，X14，X15 }。

   第二步：更換鏈條后，啟動系統，發現提升機的電動機經鏈條傳動不能帶動皮帶傳動，在確定皮帶無斷裂打滑情況下，經過觀察，進一步排除底事件{ X7，X8，X9，X11，X12，X13，X15 }，故障原因得到縮小在底事件{X10，X14}，經過拆去螺旋的外罩，排除了螺旋卡死，故障原因確定是底事件 X10，經過拆去皮帶輪外罩，發現由于皮帶輪周圍鋼丸大量積壓，且當時正值廣州回潮季節，空氣濕度較大，造成皮帶輪周圍的鋼丸結塊，將皮帶輪抱死，進而導致一系列故障的產生。

6、結束語：

   故障樹分析法是一種邏輯性強、直觀形象的可靠性分析方法，是工程技術人員故障分析思維的圖解，其邏輯嚴密，表達清晰，可讀性強，易于掌握，是一種簡單而有效的分析方法。通過故障樹分析過程，可以透徹了解系統，找出系統薄弱環節，以便改進系統設計、運行和維修，并用于培訓和指導系統運行維護人員。拋丸除銹系統其他類型故障，可以采用同樣方法建立故障樹模型，然后將它們進行組合建立整體故障樹，列出拋丸除銹系統全部故障原因，有助于掌握拋丸除銹系統故障規律和特征。故障樹分析理論，可以進一步將常規的故障診斷方法和計算機技術有機地結合起來，形成專家系統，為拋丸除銹系統進行更有效的故障診斷。