摘要：文章基于某輪一次主機(jī)缸套異常磨損伴隨燃燒惡化故障，著重介紹輪機(jī)部人員對(duì)主機(jī)缸套異常磨粒磨損常規(guī)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(duì)其日常維護(hù)管理提出了建議。

某散貨輪主機(jī)型號(hào)，SULZER6RTA58；額定功率，5880kW；額定轉(zhuǎn)速，98r/min。

1故障經(jīng)過

事故發(fā)生當(dāng)日，海況較差、風(fēng)浪大，船舶左右搖晃、上下顛簸。輪機(jī)長(zhǎng)對(duì)主機(jī)做了適當(dāng)減速，第二天主機(jī)出現(xiàn)各缸排煙溫度均明顯升高約120左攝氏度左右、轉(zhuǎn)速下降、冒黑煙等現(xiàn)象，主機(jī)還出現(xiàn)轉(zhuǎn)速大幅度波動(dòng)現(xiàn)象。因海況惡劣不能停車檢查，主機(jī)使用輕油降速維持航行，兩日后，抵靠上海洋山港碼頭，輪機(jī)部對(duì)主機(jī)6只缸做了吊缸檢查，初步發(fā)現(xiàn)汽缸套內(nèi)煙灰多，積碳嚴(yán)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(jīng)測(cè)量，各缸均嚴(yán)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(huán)最大磨損量4mm。一般情況下，主機(jī)缸套(表面經(jīng)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(nèi)壁和活塞環(huán)外緣有明顯的縱向拉痕，此缸套出現(xiàn)了嚴(yán)重的磨粒磨損。缸套的磨損從機(jī)理上分為腐蝕磨損、磨粒磨損、站著磨損3種形式。實(shí)際工作中缸套的磨損形式一般都不是孤立的，而表現(xiàn)為這3種或2種磨損形式同時(shí)存在的復(fù)合性磨損。由于此次磨粒磨損尤為明顯，故輪機(jī)部的人員以磨粒磨損為切入點(diǎn)，對(duì)此次故障進(jìn)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(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，硬的粗糙表面或硬的顆粒對(duì)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(zhì)磨料進(jìn)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(jī)理后，從磨粒來源上分析磨損原因如下：①磨粒是否來自進(jìn)氣；②磨粒是否來自燃燒產(chǎn)物；③磨粒是否來自滑油或其它因素。

基于此，輪機(jī)長(zhǎng)結(jié)合本輪實(shí)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(jī)部對(duì)主機(jī)6只缸做了吊缸檢查，普遍發(fā)現(xiàn)臟污嚴(yán)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(jī)艙通風(fēng)良好，機(jī)艙空氣未見異常。檢查進(jìn)氣通道，拆檢空氣冷卻器進(jìn)氣道和掃氣箱，發(fā)現(xiàn)掃氣箱臟污嚴(yán)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(chǎn)物，由于柴油機(jī)運(yùn)行期間，柴油機(jī)未使用過其他牌號(hào)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(xiàn)疑問，無法給出合理解釋，初步推測(cè)，是燃油凈化環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，進(jìn)一步檢查確認(rèn)。

圖1 故障排除檢查程序圖

(2)檢查燃油系統(tǒng)，首先拆檢細(xì)濾器濾芯，發(fā)現(xiàn)有臟堵現(xiàn)象。濾器殼體內(nèi)壁附著有少量糊狀污染物。手捻，發(fā)現(xiàn)其為細(xì)小顆粒物。隨后將各缸所有油頭拆下，校驗(yàn)各噴油器的起噴壓力和霧化情況，發(fā)現(xiàn)其中5只油頭有滴油現(xiàn)象，進(jìn)一步檢查，針閥偶件磨損嚴(yán)重，高壓油泵柱塞有拉毛現(xiàn)象，由此可以斷定，燃油被污染而且部分污染物未被細(xì)濾器過濾掉進(jìn)入了噴射系統(tǒng)而且隨燃油噴入了汽缸。隨后在對(duì)燃油系統(tǒng)其他部分進(jìn)行拆檢的過程中也發(fā)現(xiàn)了燃油供給管、分油機(jī)內(nèi)沉積很多粉末狀物質(zhì)，燃油沉淀柜、日用柜內(nèi)部，燃油駁運(yùn)系統(tǒng)中油腳較厚，后經(jīng)查實(shí)這些污染物均為貨艙中的鋁礦粉。輪機(jī)部人員在輪機(jī)長(zhǎng)的帶領(lǐng)下奮力搶修了一個(gè)多星期，在加裝新的燃油后，才恢復(fù)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(jìn)入了燃油艙。

2)在大風(fēng)浪中隨著船舶顛簸翻滾上來鋁礦粉，沿著駁運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)入沉淀柜，再逃過分離機(jī)械進(jìn)入日用柜設(shè)施，進(jìn)一步就被供油系統(tǒng)噴入了汽缸。

3)燃油系統(tǒng)進(jìn)入鋁礦粉引起油嘴霧化不良、燃燒不良，破壞了汽缸潤(rùn)滑，鋁礦粉起到了磨料的作用，加劇了活塞環(huán)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(shí)排出，被下行的活塞壓縮的氣流吹起，通過掃氣口進(jìn)入汽缸，造成磨料磨損又導(dǎo)致進(jìn)一步的燃燒惡化，這樣的惡性循環(huán)致使主機(jī)壓縮壓力降低，有的缸爆燃進(jìn)而造成轉(zhuǎn)速下降和大波動(dòng)等一系列難以維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)的險(xiǎn)象。

4事故教訓(xùn)及管理建議

此次事故教訓(xùn)深刻，不僅損害了設(shè)備(更換了6個(gè)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(jīng)濟(jì)損失。鑒于此次故障以及常見的磨損對(duì)主副機(jī)缸套的的侵害，輪機(jī)部人員在實(shí)際工作中應(yīng)注意以下事項(xiàng)。

1)切實(shí)加強(qiáng)對(duì)經(jīng)過貨艙(尤其是散貨艙)的各透氣管、測(cè)量管的檢查、保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)損壞要及時(shí)修理。

2)加強(qiáng)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(yán)格按照船舶燃油管理的各項(xiàng)規(guī)定，做好對(duì)燃油的管理工作。如定期對(duì)油柜、各過濾器和分油機(jī)進(jìn)行解體清潔檢查，發(fā)現(xiàn)垃圾、油腳過多要及時(shí)查明原因、消除各種隱患，確保主機(jī)在海況惡劣環(huán)境中的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

4)合理控制主機(jī)負(fù)荷，特別是在大風(fēng)浪天和滿載頂流航行時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)減小油門，

防止超負(fù)荷。注意離港加速時(shí)，油門不要加得太快，從港內(nèi)向海上全速加速時(shí)，加速速率應(yīng)控制在每2min增加1轉(zhuǎn)的范圍內(nèi)。

5)使用正確的原廠活塞令及缸套，確保缸套 與活塞令對(duì)摩擦副的良好配合。

6)主機(jī)進(jìn)行檢修后，盡早進(jìn)行暖缸以盡量提高暖缸溫度，主機(jī)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(fā)生。

7)要經(jīng)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(fā)現(xiàn)斷令，及時(shí)吊缸更換。

參考文獻(xiàn)

[1]魏海軍，金國(guó)平.輪機(jī)維護(hù)與修理[M].大連：大連海事大學(xué)出版社，2008.

[2]張葉龍，等缸套-活塞環(huán)摩擦學(xué)系統(tǒng)分析[J]中國(guó)修船，2008(1).

[3]王國(guó)慶.某輪主機(jī)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(guó)修船