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一、案例概况

随着国际海事环保法规日趋严苛，船舶生活污水处理装置的稳定运行已成为船舶合规运营的核心前提。2025年3月，AGS轮在自查中发现生活污水处理装置存在“故障报警正常但对应指示灯不亮”的重大安全缺陷，若不及时处置，将面临滞留风险。因原型号故障备件库存告罄，为快速解决问题、降低运维成本，该轮依托现有库存备件，开展紧急技改攻关，通过融合传统电路检测与创新模块化改造技术，成功实现系统性能恢复，形成了无备件情况下的应急维修思路，为同类突发故障处置提供参考。

二、故障现象与装置工作原理

2.1 故障现象

AGS轮自查发现，生活污水处理装置出现两类典型故障：一是液位过高时，机舱监测系统可正常显示“装置故障”报警，但控制箱上的高位指示灯始终不亮；二是电动机过载时，报警功能正常触发，但过载故障指示灯同样不亮。该故障导致船员无法通过控制箱直观判断故障类型，增加了故障处置难度，存在安全隐患与合规风险。

2.2 工作原理

结合装置电路图（图1），其核心工作逻辑分为液位控制与过载保护两个回路，具体如下：

（图1：生活污水处理装置电路图）

（1）液位控制回路：装置正常运行时，1#或2#空气泵投入工作，对应接触器-Q4或-Q5的常闭触点61、62断开，液位过高警示回路对应支路断开；此时液位处于正常范围，高液位开关-S4S3触点闭合，中间继电器-K1（型号：天水CA2DN122MA65）得电，其常开触点13、14闭合，液位过高警示回路导通，无故障报警，同时其常闭触点21、22断开，高液位指示灯不亮，装置正常运行。当液位达到高液位报警阈值时，高液位开关-S4S3动作，中间继电器-K1失电，其常开触点13、14断开，触发高液位报警；同时常闭触点21、22闭合，高液位指示灯亮起，提醒船员及时处置。

（2） 过载保护回路：装置投入工作后，热继电器-Q2和-Q3得电，其对应常闭触点21、22断开，中间继电器-K2（型号：天水CA2DN122MA65）失电，其常开触点13、14断开，控制箱上过载故障灯不亮，且常闭触点21、22闭合，保证报警回路正常。当-Q2或-Q3中任意一个热继电器出现过载情况时，热继电器立即断电，其常闭触点21、22闭合，中间继电器-K2得电，其常开触点13、14闭合，过载指示灯亮起，同时常闭触点21、22断开，触发过载故障报警。

（图1：生活污水处理装置电路图）

三、技改过程

针对故障现象及原型号备件短缺的问题，该轮组建专项技术攻关小组，遵循“故障诊断—瓶颈突破—优化验证”的思路，以“零外购备件、快速解决问题”为核心目标，开展应急技改攻关，具体过程如下：

3.1 故障诊断

（1）组建攻关团队：由轮机长领衔，电机员、实习电机员参与，明确分工，制定“现象分析—电路检测—元件验证”的三段式诊断流程，确保诊断高效、精准。

（2）基础电路检测：运用Fluke 289万用表对整个电路进行全面检测，确认系统供电电压稳定在24VDC±5%的正常范围，排除供电故障导致的指示灯异常问题。

（3）创新检测定位：采用“分段隔离测试法”，通过短接中间继电器-K1的常闭触头，验证指示灯及后续电路完好，最终锁定故障根源——中间继电器（天水CA2DN122MA65）触头因长期运行氧化，导致接触不良，无法正常触发指示灯亮起。同时确认该型号中间继电器库存告罄，无法通过常规备件更换解决问题，成为技改攻关的核心瓶颈。

（图2：中间继电器触头氧化故障示意图）

3.2 攻关突破

针对“原型号备件短缺”的核心瓶颈，攻关小组确定“就地取材、库存备件替代、模块化改造”的应急策略，具体实施如下：

（1）库存备件筛选与适配：对船上库存备件进行全面排查，发现施耐德LADT4接触器延时模块可作为替代元件。该模块额定电流10A，额定接通能力为交流690V/140A、直流690V/250A，机械寿命达500万次操作循环，其银合金触头的导电性、抗电弧能力优于原中间继电器，且与天水CA2DN122MA65继电器物理接口兼容，同时船上该型号备件库存充足，无需外购，可快速投入改造。

（2）模块化联动改造：通过精密加工，创新设计LADT4接触器延时模块与原中间继电器的物理耦合联动结构，将LADT4模块的延时参数调整为0，模拟原中间继电器的瞬时动作特性；在工作间反复调试，确保模块动作与原系统同步，同步误差控制在0.1秒以内，保障故障报警与指示灯显示的一致性。

（3）冗余设计优化：采用非标接线工艺，在保留原电路拓扑结构不变的前提下，将LADT4接触器模块的NC/NO触点并联接入报警系统，形成“双触点冗余保障”结构（图3），有效降低单点触点故障导致的指示灯失效、报警异常等问题，提升系统可靠性。改造完成后，现场实测各项功能，均恢复正常，故障彻底解决。

（图3：双触点冗余保障改造示意图）

四、技术创新点

本次应急技改围绕无备件维修核心，形成两大关键创新，聚焦快速解决故障、高效利用库存资源：

1.  库存备件高效利用：突破“原型号备件依赖”的传统思维，通过动态参数匹配，实现库存施耐德LADT4接触器延时模块与原系统的协同适配，无需外购备件，快速解决故障，缩短维修等待时间。

2.  模块化应急改造技术：采用简易可操作的模块化改造方案，无需对原电路进行大规模改造，通过精密加工与调试，实现替代元件与原系统的同步联动，降低应急维修难度，提升维修效率。

五、实施效果

改造完成后，系统经过72小时连续满负荷测试，各项关键性能指标均达到正常运行要求，成功解决故障：

1.  报警响应效率：报警响应时间缩短至0.8秒，较原系统提速46%，确保船员可快速接收故障信号；

2.  系统稳定性：触点接触电阻稳定在≤0.02Ω（原系统为0.5Ω），有效避免触点接触不良导致的故障复发；

3.  成本控制：全程仅消耗船上库存备件，无需外购，大幅降低维修成本，避免因船舶滞留产生的额外损失。

六、经验总结

本次无备件应急技改的成功，总结出以下核心经验，为同类突发故障处置提供思路：

1.  无备件情况下，可采用“功能替代+参数适配”策略，筛选库存中性能兼容、接口匹配的元件作为替代，打破原型号备件依赖；

2.  融合“分段隔离测试法”与传统检测技术，可快速定位故障根源，避免盲目排查，提升应急维修效率；

3.  简易模块化改造与冗余设计结合，可确保替代元件与原系统稳定联动，提升维修后设备的可靠性，快速恢复设备正常运行。

七、结束语

本次技改在原型号备件告罄的情况下，依托现有库存备件，通过创新改造成功解决故障，形成了一套可行的无备件应急维修思路。实践证明，灵活利用库存资源、采用简易高效的改造技术，是应对船舶电气系统突发故障、快速恢复设备运行的有效方式，可为同类应急维修提供参考。

作者：洪植轮机长、赵陆海电机员

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