摘 要：介绍了抛丸除锈设备的工作原理和常见故障分析，并绘制了抛丸器无钢丸喷出的故障树，进行了故障排查和诊断，此方法简便、直观、实用，取得了令人满意的效果。

   抛丸除锈系统，是航标单位进行航标养护工作的重要设备之一，担负着浮标外表面的除锈。作为航标行业的专用设备，该设备具有除锈品质高、环保水平高、自动化程度高、操作方便等优点，在航标养护行业中的作用日显重要，目前在各个海区都有使用。该设备若在出现故障后不及时修复，将直接影响到浮标的供给，给航道安全带来隐患，对航海者的生命财产造成较大的损失。如能对抛丸除锈设备所发生的故障及时做出准确判断，查明故障部位，找出故障原因和排除方法，可以大大减少维修的盲目性，提高经济性和安全性。较短的维修时间和较低的维修成本，是抛丸除锈系统管理者应予以关注的。

1、抛丸除锈设备故障的特点：

抛丸除锈设备的故障有以下特点：

（1）故障的多样性和复杂性；

（2）故障的隐蔽性；

（3）引起同一故障原因和同一原因引起故障的多样性；

（4）故障产生的偶然性和必然性；

（5）故障的产生与使用管理情况密切相关；

（6）任一故障都会造成整个系统的失效。

   所以，对于抛丸除锈系统的故障诊断来说，由于诊断对象的多重特点，使得故障诊断具有了一种探索性过程的特点，故障诊断不仅在于研究故障本身，而更在于对故障诊断有一个系统的方法。

2、故障树分析技术简介：

   故障树分析技术（Fault Tree Analysis，FTA）是系统可靠性研究中常用的一种重要方法，其采用逻辑的方法，具有直观和思路清晰的特点，可对设备故障进行定性分析，也可进行定量分析，体现了以设备故障研究的系统性、准确性和预测性，是对复杂动态系统失效形式进行可靠性分析的有效工具。

   故障树分析技术，是把所研究系统的最不希望发生的故障状态，作为故障分析的目标, 然后找出直接导致这一故障发生的全部因素（包括硬件、软件、环境、人为因素等）[1]，再找出造成下一级事件发生的全部直接因素, 一直追查到毋需再深究的因素为止。通常把最不希望发生的事件，称为顶事件；不再深究的事件，称为基本事件；而介于顶事件与基本事件之间的一切事件，称为中间事件，并用相应的符号代表这些事件，再用适当的逻辑门把顶事件、中间事件和基本事件联结成树形图，即得故障树。其表示了系统设备的特定事件（不希望发生事件）与各子系统部件的故障事件之间的逻辑结构关系。

   故障树分析技术就是以故障树为工具，分析系统发生故障的各种原因、途径，提出重点监视、有效维修和改进措施。在故障树设计阶段，该方法可用于预测引起设备失效可能的原因组合。当设备出现故障时，应用该方法可较快、较准确地确定原因。

3、抛丸除锈系统工作原理：

   抛丸除锈系统主要由清理室、抛丸器、回转台车、螺旋输送器、皮带提升机、地坑基础、控制系统等部分系统组成，利用高速抛出钢丸的击打，对灯浮标的浮体和尾管的外表面进行表面处理，除锈效果达到 Sa 2.5 级。该系统的钢丸循环使用，是重要的环节，该部分利用分离装置、螺旋装置、皮带提升机，把钢丸不间断地输送给抛丸器，抛丸器将钢丸高速抛出击打工件，达到除锈效果。

4、抛丸除锈系统故障树的建立：

   建立故障树，是利用故障树分析技术的关键。故障树建立的完善程度和准确程度，将直接影响到进行定性分析和定量分析的准确性。

   通常采用演绎法建树，该法是选定系统中不希望发生的故障事件为顶端事件，找出直接导致顶端事件发生的各种可能因素或者因素组合，逐级向下演绎，一直追溯到引起设备发生故障的全部原因，即分析到不需要继续分析原因的底事件为止。然后，把各级事件用相应的符号和适合它们之间逻辑关系的逻辑门与顶端事件相连接，就建成一棵以顶事件为根、中间事件为节、底事件为叶的具有若干级的倒置故障树。

图 1 抛丸除锈系统抛丸器无钢丸抛出故障树

   现以抛丸除锈设备常见故障（喷丸器无钢丸抛出）为例，根据系统的工作原理，通过逻辑分析，建立喷丸器无钢丸抛出的故障树模型（见图 1）

其中：

T 为顶事件；

A、B、C、D、E、F 为中间事件；

B、X 为底事件。

   在该故障树模型中，任一底事件的发生，都会导致所对应中间事件的发生，进而导致顶事件的发生。

其中：

X1：电动机故障；

X2：皮带传动失效，如皮带断裂或打滑；

X3：抛头卡死，当有异物卡在抛头叶片上时，会造成抛头不能转动，抛丸器是电动机通过皮带传动的方式，带动抛头旋转而工作的系统；

X4：电动机过载；

X5：电路短路，这是由于抛丸除锈系统中有数个电动机工作，当其中任何一个电动机出现过载或电路短路时，均会造成整个电路因跳闸而断电；

X6：无钢丸，当系统中的钢丸由于使用时间太长而造成钢丸呈粉状而分离出系统；

X7：电动机故障；

X8：链条断裂；

X9：皮带打滑；

X10：皮带轮抱死；

X11：皮带断裂；

X12：托辊托架故障；

X13：送料斗全部脱落；

X14：螺旋卡死；

X15：电动机故障。

钢丸不能输送到抛丸器的原因的有两个：

   其一，是提升机不能正常工作。由于提升机是电动机通过链条传动带动皮带轮工作，皮带上固定若干个料斗，通过料斗把地坑基础里的钢丸提升到上面的钢丸仓中，当其中任何一个环境出现故障时，都会造成提升机不能正常工作；

   其二，是输送螺旋（4 个）不工作。其原因有螺旋被卡死或者带动螺旋转动的电动机出现故障，其中一个螺旋与提升机共用一个电动机。

5、故障排查及诊断：

   根据所建立的故障树模型可知，导致抛丸器无钢丸喷出的底事件共有 15 个，按照故障树分析技术进行故障排查及诊断如下：

   第一步：首先通过观察和启动抛丸除锈系统，发现系统可正常启动，但在提升机部位发出异常声响，稍后链条断裂，如此可排除抛丸器停止工作和控制电路跳闸故障，即底事件 {X1，X2，X3，X4，X5，X6 }均可排除，故障原因缩小在 {X7，X8，X9，X10，X11，X12，X13，X14，X15 }。

   第二步：更换链条后，启动系统，发现提升机的电动机经链条传动不能带动皮带传动，在确定皮带无断裂打滑情况下，经过观察，进一步排除底事件{ X7，X8，X9，X11，X12，X13，X15 }，故障原因得到缩小在底事件{X10，X14}，经过拆去螺旋的外罩，排除了螺旋卡死，故障原因确定是底事件 X10，经过拆去皮带轮外罩，发现由于皮带轮周围钢丸大量积压，且当时正值广州回潮季节，空气湿度较大，造成皮带轮周围的钢丸结块，将皮带轮抱死，进而导致一系列故障的产生。

6、结束语：

   故障树分析法是一种逻辑性强、直观形象的可靠性分析方法，是工程技术人员故障分析思维的图解，其逻辑严密，表达清晰，可读性强，易于掌握，是一种简单而有效的分析方法。通过故障树分析过程，可以透彻了解系统，找出系统薄弱环节，以便改进系统设计、运行和维修，并用于培训和指导系统运行维护人员。抛丸除锈系统其他类型故障，可以采用同样方法建立故障树模型，然后将它们进行组合建立整体故障树，列出抛丸除锈系统全部故障原因，有助于掌握抛丸除锈系统故障规律和特征。故障树分析理论，可以进一步将常规的故障诊断方法和计算机技术有机地结合起来，形成专家系统，为抛丸除锈系统进行更有效的故障诊断。