某船隊(duì)的MAN B&W MC-C型主機(jī)在最近1年多次發(fā)生高壓油泵柱塞偶件卡阻的故障,導(dǎo)致多艘船舶被取消進(jìn)港,給船舶帶來(lái)安全隱患,造成一定的經(jīng)濟(jì)損失和負(fù)面影響。筆者結(jié)合幾起典型案例,分析該型主機(jī)高壓油泵柱塞偶件卡阻的原因,并提出有針對(duì)性的措施,以減少同類(lèi)事故的發(fā)生。 (1) A 輪(主機(jī)型號(hào)為 MAN B&W 6S80MC-CMK VII)在進(jìn)靠國(guó)內(nèi)北方某港口期間,當(dāng)機(jī)動(dòng)用車(chē)時(shí)主機(jī)車(chē)缸高壓油泵發(fā)生故障,應(yīng)急單缸停油后封缸運(yùn)行,在4艘拖船的協(xié)助下順利靠泊。輪機(jī)員在拆檢時(shí)發(fā)現(xiàn),4*缸高壓油泵柱塞偶件卡阻,在用火攻加熱套筒后才將柱塞拆出。因柱塞頭部已磨損嚴(yán)重,無(wú)法繼續(xù)使用,于是換新柱塞偶件。此次發(fā)生故障的車(chē)缸已累計(jì)使用32 898 h,查閱該船歷年的《輪機(jī)日志》,未有拆檢過(guò)該缸高壓油泵的記錄。(2) B 輪(主機(jī)型號(hào)為 MAN B&W 6S80MC-CMK VII)在澳大利亞黑德蘭港錨地準(zhǔn)備起錨進(jìn)靠AP3泊位,備機(jī)進(jìn)行主機(jī)沖車(chē)試驗(yàn)時(shí),主機(jī)2"缸高壓油泵油門(mén)桿齒條出現(xiàn)卡阻,高壓油管無(wú)脈動(dòng),該缸不發(fā)火。采用人工推油門(mén)桿的辦法,但仍然無(wú)法有效活絡(luò)該缸油門(mén)齒條,短時(shí)間內(nèi)不能發(fā)火??紤]到進(jìn)靠黑德蘭港時(shí)用車(chē)較多,需使用到港內(nèi)全速,如果不能修復(fù),缸高壓油泵,封缸運(yùn)行不能滿(mǎn)足引航員進(jìn)靠的要求。于是取消靠泊計(jì)劃,組織輪機(jī)員拆檢該缸高壓油泵,換新柱塞偶件和泄油閥,更換進(jìn)油閥等密封件。第二天順利靠妥碼頭。事后調(diào)查,本次故障主機(jī)2*缸已累計(jì)使用39 002 h,查閱該船歷年的《輪機(jī)日志》,未見(jiàn)拆檢過(guò)該缸高壓油泵的記錄。(3) C 輪(主機(jī)型號(hào)為 MAN B&W 6S80MC-CMK VII)接港口 VTS通知準(zhǔn)備靠泊澳大利亞黑德蘭AP3泊位,機(jī)艙及駕駛臺(tái)沖試車(chē)正常。起錨后準(zhǔn)備進(jìn)港時(shí)主機(jī)3*缸高壓油泵卡阻,故障短時(shí)間內(nèi)無(wú)法解決,只能取消靠泊計(jì)劃。重新錨泊后,為減少修理時(shí)間,決定更換高壓油泵總成。經(jīng)過(guò)近6 h的搶修, 完成備用高壓油泵的更換及所有附件的安裝及試車(chē)工作。應(yīng)VTS要求,安排CCS驗(yàn)船師登船檢驗(yàn)并進(jìn)行海上試航。2 d后靠妥碼頭。事后調(diào)查,本次故障主機(jī)3*缸在前次檢修后已使用13 869 h,缺少1 次8 000 h的拆檢保養(yǎng),累計(jì)使用39 026 h。 (1) 維護(hù)保養(yǎng)不及時(shí)。設(shè)備管理人員對(duì)高壓油泵的維護(hù)保養(yǎng)要求認(rèn)知有誤,導(dǎo)致重視程度不夠,沒(méi)有定期安排拆檢。關(guān)于主機(jī)高壓油泵的維修保養(yǎng), 隨船的廠(chǎng)家說(shuō)明書(shū)只是要求“視情檢修”,沒(méi)有明確的檢修周期(2017年廠(chǎng)家發(fā)通函作了全面修正)。由于長(zhǎng)期以來(lái)主機(jī)高壓油泵運(yùn)行狀況十分可靠,大多數(shù)船舶保持連續(xù)5年以上未發(fā)生故障的良好記錄,客觀(guān)上造成管理人員對(duì)該設(shè)備的維修保養(yǎng)重視程度不夠,“視情檢修”被視同“免予檢修”。習(xí)慣等到出現(xiàn)故障或使用不正常時(shí)才會(huì)考慮個(gè)別檢修或全面檢修。根據(jù)主機(jī)廠(chǎng)家服務(wù)通函的要求,MAN B&W80MC-C主機(jī)高壓油泵解體檢修周期是16 000 h,吸入閥、泄油閥及VIT機(jī)構(gòu)等其他零部件的檢修周期是8 000 ho調(diào)查發(fā)現(xiàn):A輪和B輪均未在8 000 h時(shí)拆檢吸入閥、泄油閥及VIT機(jī)構(gòu)等其他零部件,也沒(méi)有在16 000 h時(shí)解體高壓油泵柱塞偶件,累計(jì)使用時(shí)間分別是32 898和39 002 h,即從出廠(chǎng)到出現(xiàn)故障時(shí)從未拆檢過(guò)。C輪主機(jī)3*缸的高壓油泵首次拆檢至故障發(fā)生時(shí)已使用13 869 h,也未在8 000 h時(shí)拆檢吸入閥、泄油閥及VIT機(jī)構(gòu)等其他零部件;而與3*缸高壓油泵同時(shí)拆檢的6*缸,在運(yùn)行8 000 h時(shí)拆檢過(guò)吸入閥、泄油閥及VIT機(jī)構(gòu)等其他零部件, 本次柱塞套筒就未發(fā)生卡阻。(2) 長(zhǎng)期使用,導(dǎo)致磨損、積渣和穴蝕。當(dāng)主機(jī)長(zhǎng)期(本文案例均超過(guò)5年、累計(jì)使用時(shí)間超過(guò)30 0()() h)使用后,高壓油泵柱塞與套筒不可避免地存在一定程度的磨損。主機(jī)運(yùn)行時(shí)高溫高壓的燃油會(huì)通過(guò)高壓油泵柱塞與套筒之間微小的間隙滲漏到高壓油泵下部空間并積聚起來(lái),在高溫條件下逐漸形成積炭。當(dāng)高壓油泵下部空間積炭達(dá)到某種程度(見(jiàn)圖1 ~4)時(shí),就會(huì)對(duì)內(nèi)部元件形成一種黏著阻力,影響齒條、VIT等零部件的正常活動(dòng)。機(jī)動(dòng)操作時(shí),燃油壓力波動(dòng)會(huì)對(duì)套筒內(nèi)表面及柱塞頭部斜切口周邊產(chǎn)生一定的沖刷作用,加上燃油本身的酸性腐蝕,導(dǎo)致套筒內(nèi)表面(進(jìn)油孔附近)及柱塞頭部產(chǎn)生穴蝕(見(jiàn)圖5和6)。另外,當(dāng)主機(jī)啟動(dòng)時(shí),由于油門(mén)桿的拉動(dòng)幅度較大,柱塞與套筒之間存在一定的磨損間隙.加上柱塞偶件受到振動(dòng)影響,柱塞中心線(xiàn)與套筒中心線(xiàn)未重合在一起。柱塞一邊轉(zhuǎn)動(dòng)一邊上行,到達(dá)進(jìn)油孔附近時(shí),因穴蝕而不光滑的柱塞頭部就可能與已穴蝕的套筒同樣不光滑的內(nèi)表面(油孔邊緣最嚴(yán)重)摩擦并發(fā)生卡阻,在凸輪強(qiáng)有力的頂推下強(qiáng)制摩擦上行至上止點(diǎn),導(dǎo)致柱塞頭部與套筒內(nèi)表面產(chǎn)生劃痕。嚴(yán)重時(shí),高壓油泵下部的彈簧回復(fù)力不足以克服柱塞頭部與套筒內(nèi)表面之間的摩擦力,柱塞再也無(wú)法下行,形成卡死故障。
(3) 輪機(jī)管理人員操作不當(dāng)。為減少蒸汽的消耗,輪機(jī)長(zhǎng)或大管輪通常在錨泊完車(chē)后將主機(jī)燃油黏度從正常值12 cSt( 1 cSt = 1 mm7s)設(shè)置為15cSt。值班輪機(jī)員如果不熟悉燃油黏度要求,備機(jī)時(shí)就不會(huì)及時(shí)將黏度值設(shè)回正常值12 cSt。主機(jī)運(yùn)行后,當(dāng)輪機(jī)長(zhǎng)或大管輪將黏度值設(shè)回正常值12 cSt時(shí),黏度控制系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)開(kāi)大加熱蒸汽閥, 燃油溫度快速升高。當(dāng)溫度變化>2 T/min時(shí),極易誘發(fā)柱塞偶件咬死故障。這是因?yàn)橹技诟邷馗邏涵h(huán)境下做往復(fù)相對(duì)運(yùn)動(dòng),必然會(huì)產(chǎn)生熱膨脹。套筒固定在高壓油泵本體上,其產(chǎn)生的熱量可由高壓油泵本體向外傳遞,而柱塞產(chǎn)生的熱量很難及時(shí)傳導(dǎo)出去。如果燃油溫升過(guò)快(>2 %:/min),由于熱膨脹程度不一致,柱塞與套筒之間的間隙變小,柱塞就很可能卡死在套筒內(nèi)。這也是主機(jī)說(shuō)明書(shū)上要求“關(guān)于燃油黏度的調(diào)整必須在主機(jī)動(dòng)車(chē)前1 h完成”的原因。一旦操作不當(dāng)導(dǎo)致溫升過(guò)快,就很可能導(dǎo)致高壓油泵柱塞偶件卡阻。 (4) 預(yù)控措施不力。燃油質(zhì)量好壞是影響高壓油泵拆檢周期的重要因素之一。雖然每次加裝燃油時(shí)供油商都提供有倉(cāng)庫(kù)合格的燃油檢測(cè)報(bào)告,但實(shí)72 航海技術(shù) 第3期際上每批次燃油是否存在質(zhì)量問(wèn)題,只有在機(jī)器使用時(shí)岀現(xiàn)故障或一段時(shí)間后岀現(xiàn)損壞才能得到確認(rèn)。沒(méi)有單次的燃油分析報(bào)告,船舶很難判定本次所用燃油是否安全可靠。因此,燃油源頭上的防控措施不力。另外,若每次燃油裝船后的儲(chǔ)存、沉淀、 分離、過(guò)濾和黏度控制等環(huán)節(jié)未處理好,則對(duì)高壓油泵的異常磨損也是一種隱患。正確使用燃油分油機(jī),就可以分離掉燃油中80%以上的磨損顆粒。否 則,即使每次燃油化驗(yàn)分析報(bào)告都是合格的(Si + AI的質(zhì)量分?jǐn)?shù)<60 mg/kg),也難以保證進(jìn)入高壓油泵前的燃油符合要求(Si + Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)< 15 mg/kg),即柱塞偶件維修保養(yǎng)周期難以達(dá)到說(shuō)明書(shū)要求的期限,使用壽命就大打折扣。(1) 注重人員培訓(xùn),汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。加強(qiáng)輪機(jī)員的崗前及在船培訓(xùn),讓所有輪機(jī)員熟悉該型號(hào)主機(jī)高壓油泵的結(jié)構(gòu)原理、日常保養(yǎng)要求、定期檢查和維護(hù)保養(yǎng)要領(lǐng);認(rèn)真學(xué)習(xí)有關(guān)高壓油泵事故案例的分析,從中汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn);學(xué)會(huì)正確判定主機(jī)高壓油泵柱塞偶件卡阻現(xiàn)象與吸入閥、泄油閥等零部件故障導(dǎo)致的單缸不發(fā)火之間的區(qū)別(前者油門(mén)拉桿不活絡(luò),后者能活絡(luò)),有針對(duì)性地采取應(yīng)急措施,避免一有故障即取消進(jìn)港的情況。 (2) 加強(qiáng)日常保養(yǎng)和定期檢修。按主機(jī)說(shuō)明書(shū)、管理公司PMS和通電通函的要求,核查主機(jī)各缸高壓油泵拆檢后的運(yùn)行時(shí)間及實(shí)際運(yùn)行情況,建立相關(guān)跟蹤檔案,并擇機(jī)拆檢即將到期或狀態(tài)欠佳的高壓油泵。生產(chǎn)廠(chǎng)家關(guān)于主機(jī)高壓油泵的檢修周期,無(wú)論是8 000 h還是16 000 h,都只是正常參考值,船舶應(yīng)根據(jù)主機(jī)高壓油泵的實(shí)際運(yùn)行情況決定是否提前進(jìn)行檢修。當(dāng)油門(mén)拉桿或VIT機(jī)構(gòu)反應(yīng)遲緩時(shí),無(wú)論是否已到檢修周期,都必須安排拆檢;當(dāng)高壓油泵使用時(shí)間達(dá)到或接近40 000 h時(shí),考慮換新柱塞偶件或送廠(chǎng)家翻新后才能繼續(xù)使用。 (3) 嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程,加強(qiáng)日常檢查。做好燃油的凈化處理,加強(qiáng)沉淀、過(guò)濾、預(yù)熱、分離處理, 保證進(jìn)機(jī)燃油質(zhì)量、黏度、溫度符合說(shuō)明書(shū)要求;認(rèn)真執(zhí)行主機(jī)說(shuō)明書(shū)中“關(guān)于燃油黏度的調(diào)整必須在主機(jī)動(dòng)車(chē)前1 h完成”的相關(guān)規(guī)定,嚴(yán)格控制燃油溫度變化速度(溫升W2 T/min),并特別注意輕、重油和高、低硫油的轉(zhuǎn)換,嚴(yán)格按照操作規(guī)程執(zhí)行;調(diào)整進(jìn)油管與回油管之間的背壓閥(見(jiàn)圖7),確保燃油壓力足夠大而穩(wěn)定地在高壓油泵內(nèi)循環(huán)。經(jīng)常檢查高壓油泵緩沖器(見(jiàn)圖8),確保其功能正常;船舶停泊時(shí),每天主機(jī)盤(pán)車(chē)至少10 min并活絡(luò)主機(jī)各缸高壓油泵油門(mén)拉桿10次以上,發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)拆檢。(4) 清倉(cāng)查庫(kù),備足備件。清點(diǎn)整理高壓油泵相關(guān)備件(包括密封件、柱塞偶件等)的庫(kù)存情況,檢查、清潔柱塞偶件、齒條、齒圈、彈簧、進(jìn)岀油閥等零部件,確保存量滿(mǎn)足船舶日常使用和應(yīng)急需要。
(5) 落實(shí)相關(guān)規(guī)定,做好源頭預(yù)控。燃油質(zhì)量對(duì)主副機(jī)的正常使用影響極大,條件許可時(shí)應(yīng)盡量選用信譽(yù)良好、質(zhì)量有保證的供油商?;謴?fù)每次裝油時(shí)“先取樣送岸化驗(yàn),合格后再通知船舶使用”的規(guī)定,從源頭上把好燃油質(zhì)量關(guān),避免劣質(zhì)燃油對(duì)主副機(jī)等用油設(shè)備的傷害。這個(gè)規(guī)定目前已成為到黑德蘭港口船舶的1項(xiàng)強(qiáng)制要求。船舶抵該港前,必須備有船舶管理公司提供的最近1次加油的燃油樣分析報(bào)告和使用建議,以備檢查。此外,每年安排1次燃油分油機(jī)進(jìn)、出口的油樣化驗(yàn),確保分油機(jī)性能良好,能將大部分的有害磨料從燃油中分離出去,降低磨料對(duì)高壓油泵的損害,延長(zhǎng)使用壽命。高壓油泵是主機(jī)燃油噴射系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部件之一,一旦發(fā)生故障,勢(shì)必影響主機(jī)的正常使用,甚至影響船舶航行安全和正常的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)。高壓油泵柱塞偶件出現(xiàn)卡阻故障,往往發(fā)生在船舶進(jìn)出港機(jī)動(dòng)操縱的緊要關(guān)頭,很少有機(jī)會(huì)及時(shí)處理。因此,對(duì)高壓油泵的日常和定期維護(hù)保養(yǎng)十分重要。只要按照說(shuō)明書(shū)和PMS要求,切高壓油泵是主機(jī)燃油噴射系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部件之一,一旦發(fā)生故障,勢(shì)必影響主機(jī)的正常使用,甚至影響船舶航行安全和正常的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)。高壓油泵柱塞偶件出現(xiàn)卡阻故障,往往發(fā)生在船舶進(jìn)出港機(jī)動(dòng)操縱的緊要關(guān)頭,很少有機(jī)會(huì)及時(shí)處理。因此,對(duì)高壓油泵的日常和定期維護(hù)保養(yǎng)十分重要。只要按照說(shuō)明書(shū)和PMS要求,切實(shí)把維修保養(yǎng)做在前面按檢修周期及時(shí)安排拆檢、更換零部件,實(shí)施科學(xué)的 作者簡(jiǎn)介:預(yù)控管理,就一定能有效避免高壓油泵的卡阻故障。
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