Reliability analysis of a podded propulsor's steering mechanism

Abstract

Diplomityö käsittelee ruoripotkurilaitteen kääntömekaniikan käyttövarmuutta. Työn päätavoite on tarkastella kääntömekaniikan nykyistä luotettavuutta sekä siihen vaikuttavia tekijöitä aina kokoonpanosta, laivan käyttöön sekä määräaikaishuoltoihin saakka. Tutkimuksen tarkoitus oli löytää kääntömekaniikan käyttövarmuuteen vaikuttavat tekijät, niiden vaikutukset systeemin toimintavarmuuteen sekä toimenpiteet niiden valvontaan ja parantamiseen. Haastavaksi tutkimuksen kannalta tuli systeemien sekä niistä saatavien historiatietojen kohtuullisen pieni määrä. Asennettuja systeemejä on operoinnissa vain 136 kappaletta ja näistä suurin osa on suunnitellun elinikänsä alkuvaiheessa.

Järjestelmästä analysoitiin vikapuun avulla sekä tapahtuneiden vauriotapausten perusteella kriittisimmät luotettavuuteen vaikuttavat tekijät ja näiden perusteella arvioitiin kokoonpanon sekä valmistuksen laaduntuottokykyä puhtauden sekä mittausten osalta. Vikapuuanalyysin sekä tapahtuneiden vaurioiden perusteella kääntölaakerin vauriotapauksista vähintään kaksi voidaan johtaa valmistuksen aikaisiin mittausvirheisiin. Tutkimuksessa on esitetty parannusehdotukset näiden mittausvirheiden välttämiseksi.

Kääntötiivistevuotoihin suhtautuminen on muuttunut viime aikoina kriittisemmäksi. Luotettavuusanalyysin perusteella vuotojen lukumäärä on niin suuri, että toimenpiteet vuotojen ehkäisemiseksi on perusteltua aloittaa jo ennen havaittuja vuotoja. Ehkäiseviä toimenpiteitä on arvioitu niiden kustannusten sekä vaikutuksen perusteella.

Kääntömekaniikan kriittisin komponentti on kääntölaakeri, jonka vaurioituminen voi aiheuttaa merkittäviä tuotannon menetyksiä. Kääntölaakerin kuntoa on erittäin vaikea monitoroida johtuen vaihtuvista kuormista, hitaasta pyörimisnopeudesta sekä vaikeasta luokse päästävyydestä. Analyysin perusteella on etsitty uusia menetelmiä laakerin kunnonvalvontaan. Eräänä varteenotettavana menetelmänä on tutkittu akustisen emission mahdollisuutta kääntölaakerin eliniän ennustamiseksi sekä mahdollisten vaurioiden etsimiseksi. Tutkimuksessa on esitetty akustisen emission mittausjärjestelyt, joiden tarkoitus on selvittää kääntölaakerin ja hydraulimoottoreiden mahdollinen vaurioituminen sekä kuluminen. Lisäksi tutkimuksessa on esitetty parannusehdotukset nykyistä kattavamman öljynäytteen ottoon.