Es wurde untersucht, wie durch eine systemweite Verknüpfung der in der Schiffsautomation vorhandenen Messwerte und Daten Aussagen über den Zustand und die Beanspruchung von schiffstechnischen Anlagen und deren Komponenten abgeleitet werden können. Als Referenz wurden Anlagen von Handelsschiffen mit langsam laufendem Zweitaktmotor gewählt und analysiert. Für die Überprüfung der Untersuchungsergebnisse und Methoden wurden messtechnische Untersuchungen auf einem Referenzschiff durchgeführt. Für das Verfahren der zustandsorientierten Überwachung wurden nur Eingangsgrößen verwendet, die ohne die Installation neuer Sensoren genutzt werden können. Es erfolgte somit eine Beschränkung auf die Auswertung der in Fernsteuer-, Alarm- und Automationsanlagen an Bord von Schiffen ohnehin verfügbaren Signale und Informationen. Die in der Automationsanlage des Referenzschiffes vorhandenen Daten wurden analysiert. Es erfolgte die Simulation kritischer Betriebszustände mit Hilfe eines Laborprüfstandes zur Untersuchung einer Kreiselpumpe und eines mathematisch-physikalischen Modells eines Kühlwasserkreislaufs. Um eine Validierung der Berechnungen zu ermöglichen, wurden messtechnische Untersuchungen auf dem Referenzschiff durchgeführt. Daten und Signale, die Indikatoren für die Belastung der Systemkomponenten sein können, wurden daraus abgeleitet. Die aktuelle Leistung der Hauptmaschine wurde als zentrale und notwendige Systeminformation identifiziert. Für die Ermittlung der nach dem Auslegungszustand zu übertragenden Wärmeströme im Kühlwassersystem wurde das System mit einer Energiebilanzrechnung in einem mathematischen Modell abgebildet. Für die Überwachung des Hilfsdampfsystems wurde eine Energiebilanz über den Hilfskessel erstellt. Für Kreiselpumpen im Schiffsbetrieb erfolgte die Identifikation von typischen Fehlerzuständen durch eine FMEA sowie Messungen zur experimentellen Ableitung von Relationen. Um bestimmen zu können, welcher mögliche Fehlerfall bei Abweichungen vom Normalbetrieb aufgetreten ist, wurden ergänzende Analyse der Messsignale durchgeführt. Die durchgeführten Versuche zeigten, dass Kavitation im Prinzip durch Messung des Flüssigkeitsschalls oder des Körperschalls erkennbar ist. Ebenso kann durch Überwachung der Stromaufnahme der Pumpe auf Kavitation geschlossen werden. Bei dem angestrebten Einsatz des Diagnoseverfahren in Kombination mit einem gewichteten Betriebsstundenzähler, der schädigende Phasen zum Zweck der zustandsorientierten Wartung während des Betriebes stärker von der Restlebensdauer abrechnet als störungsfreien Normalbetrieb, ist die Diagnose mittels des Leiterstroms unter gewissen Einschränkungen für den Einsatz auf Schiffen geeignet. In einer Tabelle wird dargestellt, oberhalb welcher Erkennbarkeitsgrenzen Signalabweichungen einer Kühlwasserpumpe für die Zustandsdiagnose genutzt werden können. Das Prinzip ist auf alle Systeme im Schiffsbetrieb, in denen Kreiselpumpen zum Einsatz kommen, wie z. B. dem Ballastsystem übertragbar.


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    Titel :

    Zustandsanalyse für schiffstechnische Anlagen durch kombinierte Auswertung vorhandener Messgrößen


    Beteiligte:

    Erschienen in:

    Erscheinungsdatum :

    2006


    Format / Umfang :

    129 Seiten, Bilder, Tabellen, 56 Quellen




    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




    Zustandsanalyse für schiffstechnische Anlagen durch kombinierte Auswertung vorhandener Messgrößen

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