110 專技高考高等考試 驗船師 輪機工程(包括1柴油機2鍋爐及壓力容器3泵、閥4起錨機、舵機5冷藏設備6通風設備7防止污染設備) 考古題詳解

核心觀念

鍋爐水壓試驗是以水作為試驗介質，將鍋爐承壓部分加壓至規定壓力，確認其強度及密封狀況。水幾乎不可壓縮，試驗時儲存的能量較少；相較於氣壓試驗，發生破裂時的危險較低。

本題重點是掌握三件事：何時試驗、試驗要確認什麼，以及如何安全地加壓與檢查。水壓試驗壓力須依適用法規、船舶檢查要求及鍋爐設計文件辦理，不能任意套用單一倍數。

以命題當年（民國 110 年）法規為準，船舶鍋爐依《船舶檢查規則》辦理；鍋爐經重大修理後，其承受壓力部分應依規定施以水壓試驗。《鍋爐及壓力容器安全規則》則提供鍋爐安全管理及檢查的相關要求。現行法規如有修正，實際檢查應依當時有效規定及檢查機關指示辦理。

試驗時機

鍋爐水壓試驗通常於下列時機施行：

1. 新造或新裝鍋爐完成後：在投入使用前，確認承壓本體及接合部符合強度、密封要求。
2. 鍋爐承壓部分經重大修理後：例如胴體、集管器、水管、管板或重要焊接接頭修理或更換後，依檢查要求試驗。
3. 定期檢查或檢查機關要求時：鍋爐經檢查、拆檢，或有腐蝕、裂紋、洩漏等疑慮時，依規定或檢查人員指示施行。
4. 長期停用後重新啟用或發生異常後：若檢查結果顯示承壓部分狀況需確認，應在修理及檢查後進行適當試驗。

試驗範圍與試驗壓力應按鍋爐型式、設計資料、適用法規及檢查機關要求決定。試驗壓力不得超過構件或附屬設備可承受的限制。

試驗目的

水壓試驗的目的包括：

• 確認承壓強度：檢查胴體、管束、集管器、管板、焊縫、鉚接處及法蘭等，能否承受規定壓力。
• 檢查密封性：觀察是否有漏水、滲水、滴水或壓力異常下降。
• 發現製造或修理缺陷：找出裂紋、焊接缺陷、接合不良、變形或腐蝕減薄等問題。
• 作為使用前或修理後的安全確認：確認鍋爐承壓部分狀況適合恢復使用。

水壓試驗不能取代內部檢查、非破壞檢測或安全閥等附屬裝置的功能試驗。

解題方法與試驗步驟

考場作答可依「停爐隔離 → 檢查準備 → 充水排氣 → 分段加壓 → 保壓檢查 → 卸壓復原」的順序敘述，並在每一階段說明安全要點。

1. 停爐、冷卻與隔離

• 停止燃燒，待鍋爐充分冷卻，確認內壓已降至大氣壓。
• 隔離與其他壓力源、蒸汽管路及給水系統的連接，避免試驗水或壓力進入其他設備。
• 依試驗範圍拆除或隔離不適合承受試驗壓力的安全閥、壓力表及儀器，並以盲板或適當方式封閉開口；不得以關閉不可靠的閥門代替必要的隔離。

2. 清潔並檢查承壓部分

• 打開人孔、手孔或檢查孔，排除爐內污泥與沉積物，檢查承壓部分及修理部位。
• 確認焊接、修理或更換工作已完成，封板、墊片、螺栓及試驗接頭裝妥。
• 檢查排水、通氣及測壓位置，確認試驗泵、管線及接頭適用於預定壓力。

核心觀念

「Finished with engine」（完俥、主機用畢）是駕駛台通知輪機部：船舶已不再需要主機操俥。它表示主機可以依程序停用，不代表所有相關泵浦與輔機都要立即停止。

停俥作業的重點是：**確認操俥結束、平順停止主機、維持必要的潤滑與冷卻、逐步停用附屬設備，並依停泊時間及維修需求決定保留哪些系統運轉。**實際順序及延續時間應依主機廠說明書、船上程序與輪機長指示辦理。

本題為輪機操作程序題，無須援引法條。

解題方法

可依「接令確認 → 主機停車 → 停後保護 → 附屬設備處置 → 記錄巡查」的順序作答。說明各步驟時，應點出操作目的：避免誤停、降低熱應力、維持軸承與渦輪增壓器潤滑，以及防止停泊期間設備或管路發生異常。

停止運轉作業

一、接令與確認

1. 輪機員接獲駕駛台「Finished with engine」指令後，回覆確認，並確認駕駛台已無操俥需求。未確認前，不可逕自停用主機或使主機失去立即操俥能力。
2. 依船上程序將主機控制權轉至機艙控制位置，確認俥令手柄置於停止位置，並留意是否仍有遙控或備用操俥要求。
3. 告知輪機長及相關當值人員，依機組分工執行停俥與停機後巡查。

二、停止主機

1. 若主機仍在運轉，先確認轉速及負荷已降至適當的低速、低負荷狀態，再按操作程序停止供油或下達停俥指令，使主機平順停車。
2. 確認主機已完全停止，檢查轉速、控制位置及相關指示，避免主機因控制故障或殘留俥令重新起動。
3. 視主機型式與船上程序，使用盤車裝置使主機轉動適當角度，以便停放於適合的位置或配合後續保養。盤車前須確認安全條件，並遵守盤車裝置與起動系統的隔離程序；不得在有人於曲柄箱或機器危險區域內作業時盤車。

三、維持停車後的潤滑與冷卻

1. 主機停車後，不應立刻把所有滑油泵與冷卻水泵一併停止。主機本體、軸承及渦輪增壓器仍有餘熱，需要一段時間繼續潤滑及冷卻。
2. 按主機說明書及船上程序，讓主滑油、缸套冷卻水、活塞冷卻等必要系統延續運轉；待溫度、壓力及設備狀況符合停泵條件後，再逐項停用。
3. 渦輪增壓器等高溫旋轉部件須有足夠的冷卻與潤滑時間。過早停泵可能使局部過熱或潤滑不足，造成軸承及相關部件損傷。

核心觀念

船舶油水分離器（15 ppm Bilge Separator，亦稱 OWS）用來處理機艙艙底含油水。安裝重點不只在設備本體，還包括取樣、油分濃度監測、超標時自動停止排海，以及可在不排海的情況下測試整套系統。

本題以命題當年（民國 110 年）法規為準，主要依據《MARPOL 73/78 附則 I》第 14 條及 IMO 決議 MEPC.107(49)。排出水的油分濃度不得超過 15 ppm；若超過限值，15 ppm 艙底水警報器（15 ppm Bilge Alarm／Oil Content Monitor, OCM）應發出警報，並由自動停止裝置阻止含油水排海。

解題方法

作答時依含油水流向，逐段說明設備配置與功能：由艙底水供應泵送入分離器，處理後在排出管取樣並送至油分濃度警報器；合格水才可排舷外，超標時則切換回流。最後補充泵容量、試驗回流管線及設備文件等安裝要求。

安裝注意事項

1. 設備與船舶條件相符 分離器應採經主管機關認可的型式，並按照製造廠規定的操作及安裝限制施工。設備須牢固安裝於適當基座，考量船舶振動、維修空間及管線接近性。

2. 供應泵容量不得過大 供應泵的容量不得超過分離器額定處理能力的 110%。泵與馬達規格應符合型式認可資料；必要時以泵出口側節流閥調整流量，避免超量供水影響分離效果。

3. 取樣點應設在分離器出口附近 分離器排出水管應設取樣點，並盡可能靠近分離器出口；取樣點應位於排出水管的垂直管段，方便檢查及取得具代表性的水樣。取樣管須能提供足夠流量與壓力至 15 ppm 警報器，不能因管路配置而使樣水失去代表性。

4. 警報器與自動停止裝置應連動 15 ppm 警報器持續監測排出水。當油分濃度超過 15 ppm 時，系統須發出警報，並使自動停止裝置動作，停止排海或將排出水切換回流。整體配置應縮短從濃度超標到停止排海的時間；MEPC.107(49)規定該總反應時間不得超過 20 秒。

5. 設置可供試驗的回流管路 自動停止裝置的舷外排出口後方、鄰近該出口處，應設回流設施，使系統能在關閉舷外排放時，測試分離器、警報器及自動停止裝置。

核心觀念

舵機試驗的目的，是確認舵機能在正常及應急狀態下可靠地操縱舵葉，並驗證駕駛台、機艙及舵機室間的控制、指示與通信功能。作答時可分成「操舵性能、控制與指示、應急能力、檢查及安全注意事項」四部分。

法規基礎以《海上人命安全國際公約》（SOLAS）第二章第一節第 29 條及我國船舶檢查相關規定為準；以下法規敘述以命題當年（民國 110 年）規定為準。不同船型及適用規範可能另有要求，實際檢查應依該船適用的法規、核准圖說及檢查程序辦理。

解題方法

先確認舵機能否將舵葉從一舷轉至另一舷，再確認操作控制、角度指示及警報是否正常，最後測試備用或應急操舵能力。測試內容應同時涵蓋舵機本體及其附屬裝置，並在試驗中觀察舵葉動作、舵機運轉及各項指示是否一致。

舵機試驗內容

一、外觀及安裝狀況檢查

檢查舵機、舵柄、連桿、液壓管路、接頭、固定螺栓及各項附屬裝置有無鬆動、磨耗、裂紋、漏油或其他異常。液壓式舵機應確認油箱油位、油質及系統壓力正常，並檢查管路與接頭有無滲漏。

二、主操舵裝置及操舵性能試驗

1. 由駕駛台操作舵機，使舵葉自左舷最大舵角轉至右舷最大舵角，再反向操作，確認舵葉能平順、連續地到達兩舷限位。
2. 觀察舵機啟動、運轉及停止狀態，確認無異常聲響、劇烈振動、過熱或明顯壓力異常。
3. 確認舵角指示器與實際舵葉角度相符，並核對駕駛台及舵機附近的指示。
4. 確認舵機在規定負荷及操作條件下，符合適用規範所定的操舵時間與舵角要求。

依 SOLAS 對適用船舶的性能標準，主操舵裝置應能在船舶最大吃水及最大航海前進速度下，於 $28$ 秒內使舵葉由一舷 $35^\circ$ 轉至另一舷 $30^\circ$。此為規範性能要求，實際試驗條件應依船舶適用規定及檢查程序辦理。

三、輔助操舵裝置試驗

操作輔助操舵裝置，確認其能獨立發揮操舵功能，並能在需要時投入使用。依 SOLAS 對適用船舶的性能標準，輔助操舵裝置應能在規定條件下，於 $60$ 秒內使舵葉由一舷 $15^\circ$ 轉至另一舷 $15^\circ$。操作時並應確認主、輔助裝置切換正常，且不會造成舵葉失控或異常衝擊。

四、操舵控制及電源切換試驗

依序測試駕駛台遙控、舵機室或機旁控制，以及主、備用電源或動力裝置的切換功能。確認控制位置切換後，舵機仍能依指令操舵；各控制位置的操作方向與舵葉轉向一致，且控制權轉換清楚可靠。

五、舵角指示、警報及通信試驗

核心觀念

不凝結氣體是指冷媒以外、在冷凍系統運轉條件下不易液化的氣體，常見為空氣中的氮氣、氧氣及二氧化碳。它們通常在設備檢修後抽真空不完全、系統洩漏後吸入空氣，或冷媒與潤滑油、高溫表面作用而產生。系統內混入水分時，還可能伴隨腐蝕或化學分解，產生其他氣體。

不凝結氣體常聚集於冷凝器高壓側。它們不參與冷媒的相變，卻占據冷凝器內的容積，並在冷媒蒸氣與冷卻介質之間形成額外的氣體層，使熱傳變差。

對冷凍系統的影響

1. 提高冷凝壓力與排氣溫度 冷凝器中不凝結氣體的分壓會加在冷媒的飽和壓力上，因此總壓力上升。可概念性表示為： $P_{\text{總}}=P_{\text{冷媒}}+P_{\text{不凝結氣體}}$ 壓縮機必須在較高的排氣壓力下運轉，壓縮比及排氣溫度隨之增加。

2. 降低冷凝器散熱能力 不凝結氣體在冷凝器管壁附近形成氣膜，增加熱阻；冷媒蒸氣也因其占據空間而不易充分冷凝。結果是冷凝溫度升高、冷凝器效率下降。

3. 增加壓縮機功率，降低冷凍能力 排氣壓力升高會增加壓縮機負荷與耗電量，可能使馬達過載；冷媒循環效率降低，系統的冷凍能力與性能係數也會下降。

4. 造成運轉異常及設備損害風險 高壓側壓力過高可能觸發高壓保護，導致壓縮機停機。長期高溫、高壓運轉會加重壓縮機、潤滑油與閥件負擔；若系統另有水分，還可能促進腐蝕、結冰或冷媒劣化。

解題方法：依安全程序排除

排除的重點是先確認系統確有不凝結氣體，再從高壓側將其排出，並避免把冷媒一併大量排入大氣。船舶冷凍系統常用空氣分離器（purger）；沒有專用設備時，依冷媒種類、設備配置及船上程序，使用高壓側排氣口配合水冷或冷媒回收設備處理。

一、確認與準備

• 觀察冷凝壓力、排氣溫度及冷凝器狀況，確認冷凝壓力偏高不是由冷卻水不足、冷凝器髒污、冷卻水溫過高或冷媒充填過量造成。
• 核對冷媒種類及其壓力與飽和溫度的對照關係，確認高壓側壓力高於該冷媒在冷凝器實際溫度下的飽和壓力。
• 依冷媒特性採取通風、個人防護及防止冷媒外洩措施；不得在密閉空間排放冷媒，也不得將冷媒任意排入大氣。