摘要：文章基于某輪一次主機缸套異常磨損伴隨燃燒惡化故障，著重介紹輪機部人員對主機缸套異常磨粒磨損常規定位思路及此次故障根源所在，介紹了故障的排除過程，并對其日常維護管理提出了建議。 某散貨輪主機型號，SULZER6RTA58；額定功率，5880kW；額定轉速，98r/min。 1故障經過 事故發生當日，海況較差、風浪大，船舶左右搖晃、上下顛簸。輪機長對主機做了適當減速，第二天主機出現各缸排煙溫度均明顯升高約120左攝氏度左右、轉速下降、冒黑煙等現象，主機還出現轉速大幅度波動現象。因海況惡劣不能停車檢查，主機使用輕油降速維持航行，兩日后，抵靠上海洋山港碼頭，輪機部對主機6只缸做了吊缸檢查，初步發現汽缸套內煙灰多，積碳嚴重，活塞頭部和令槽周圍附著有混有汽缸油的粉末狀的污染物，缸套異常磨損(經測量，各缸均嚴重磨損)。如No.3缸缸套僅使用2307h，缸套最大磨損量為0.53mm，活 塞環最大磨損量4mm。一般情況下，主機缸套(表面經過處理的)的磨損速率為0.01-0.03mm/kh，而本輪的磨損速率約為0.03-0.5mm/kh，高出了正常磨損率十余倍)。從外觀上看，缸套內壁和活塞環外緣有明顯的縱向拉痕，此缸套出現了嚴重的磨粒磨損。缸套的磨損從機理上分為腐蝕磨損、磨粒磨損、站著磨損3種形式。實際工作中缸套的磨損形式一般都不是孤立的，而表現為這3種或2種磨損形式同時存在的復合性磨損。由于此次磨粒磨損尤為明顯，故輪機部的人員以磨粒磨損為切入點，對此次故障進行定位及分析。 2故障的查找與排除 1)磨料磨損是摩擦副相對運動時，硬的粗糙表面或硬的顆粒對軟的摩擦表面的微切削和刮擦等造成表面材料的耗損。缸套和活塞令磨損是指硬質磨料進入了汽缸的摩擦面，形成磨料，造成缸套與活塞令的過度磨損。了解了磨粒磨損的機理后，從磨粒來源上分析磨損原因如下：①磨粒是否來自進氣；②磨粒是否來自燃燒產物；③磨粒是否來自滑油或其它因素。 基于此，輪機長結合本輪實際情況從管理角度擬定了故障排除檢查程序(如圖1所示)。 2)查找故障具體過程。 (1)輪機部對主機6只缸做了吊缸檢查，普遍發現臟污嚴重，活塞頭部和令槽周圍有混有汽缸油的粉末狀的污染物。船舶航行期間，機艙通風良好，機艙空氣未見異常。檢查進氣通道，拆檢空氣冷卻器進氣道和掃氣箱，發現掃氣箱臟污嚴重，深灰色的煙灰和粉末狀的顆粒物和汽缸油摻混形成的糊狀物把排泄管堵死。初步分析，煙灰為燃燒惡化形成的碳粒，粉末狀顆粒為汽缸油和燃油添加劑的燃燒產物，由于柴油機運行期間，柴油機未使用過其他牌號的汽缸油和燃油，外觀上卻顯示粉末狀顆粒物明顯增多，故在此出現疑問，無法給出合理解釋，初步推測，是燃油凈化環節出現問題，進一步檢查確認。 圖1 故障排除檢查程序圖 (2)檢查燃油系統，首先拆檢細濾器濾芯，發現有臟堵現象。濾器殼體內壁附著有少量糊狀污染物。手捻，發現其為細小顆粒物。隨后將各缸所有油頭拆下，校驗各噴油器的起噴壓力和霧化情況，發現其中5只油頭有滴油現象，進一步檢查，針閥偶件磨損嚴重，高壓油泵柱塞有拉毛現象，由此可以斷定，燃油被污染而且部分污染物未被細濾器過濾掉進入了噴射系統而且隨燃油噴入了汽缸。隨后在對燃油系統其他部分進行拆檢的過程中也發現了燃油供給管、分油機內沉積很多粉末狀物質，燃油沉淀柜、日用柜內部，燃油駁運系統中油腳較厚，后經查實這些污染物均為貨艙中的鋁礦粉。輪機部人員在輪機長的帶領下奮力搶修了一個多星期，在加裝新的燃油后，才恢復了航行能力。 3故障原因分析 1)燃油艙的透氣管是沿著貨艙壁向上穿過貨艙頂板至甲板的，而貨艙中的鋁礦粉就是從油艙透氣管上的爛穿處進入了燃油艙。 2)在大風浪中隨著船舶顛簸翻滾上來鋁礦粉，沿著駁運系統進入沉淀柜，再逃過分離機械進入日用柜設施，進一步就被供油系統噴入了汽缸。 3)燃油系統進入鋁礦粉引起油嘴霧化不良、燃燒不良，破壞了汽缸潤滑，鋁礦粉起到了磨料的作用，加劇了活塞環和缸套的不正常磨損，掃氣箱放殘總管堵塞，使活塞下部積聚的污油渣不能及時排出，被下行的活塞壓縮的氣流吹起，通過掃氣口進入汽缸，造成磨料磨損又導致進一步的燃燒惡化，這樣的惡性循環致使主機壓縮壓力降低，有的缸爆燃進而造成轉速下降和大波動等一系列難以維持正常運轉的險象。 4事故教訓及管理建議 此次事故教訓深刻，不僅損害了設備(更換了6個汽缸，部分活塞令、噴油器、噴油泵)，而且影響了船期造成重大經濟損失。鑒于此次故障以及常見的磨損對主副機缸套的的侵害，輪機部人員在實際工作中應注意以下事項。 1)切實加強對經過貨艙(尤其是散貨艙)的各透氣管、測量管的檢查、保養，發現損壞要及時修理。 2)加強掃氣箱放殘，航行中要保障每班至少兩次放殘，并視情況清通放殘總管中的集渣柜，保障放殘管路的通暢。 3)嚴格按照船舶燃油管理的各項規定，做好對燃油的管理工作。如定期對油柜、各過濾器和分油機進行解體清潔檢查，發現垃圾、油腳過多要及時查明原因、消除各種隱患，確保主機在海況惡劣環境中的安全運轉。 4)合理控制主機負荷，特別是在大風浪天和滿載頂流航行時，要根據實際情況適當減小油門， 防止超負荷。注意離港加速時，油門不要加得太快，從港內向海上全速加速時，加速速率應控制在每2min增加1轉的范圍內。 5)使用正確的原廠活塞令及缸套，確保缸套 與活塞令對摩擦副的良好配合。 6)主機進行檢修后，盡早進行暖缸以盡量提高暖缸溫度，主機停泊期間要保持較高的暖缸溫度，防止或盡量減少低溫腐蝕的發生。 7)要經常通過掃氣口檢查活塞令的狀況，判斷汽缸油注油量是否合適，發現斷令，及時吊缸更換。 參考文獻 [1]魏海軍，金國平.輪機維護與修理[M].大連：大連海事大學出版社，2008. [2]張葉龍，等缸套-活塞環摩擦學系統分析[J]中國修船，2008(1). [3]王國慶.某輪主機缸套異常磨損原因分析[J].天津航海，2007(3).收稿日期：2010-06
作者：孫祖鋒 ，王根繼 來源：中國修船
