3個月時間連續(xù)發(fā)生多起主機拉缸、活塞頭燒損、活塞環(huán)卡死...到底那根玄出了問題
機械設備的可靠運行、科學合理的管理、積極 妥善地處理各種事故及故障，無疑是對安全生產(chǎn)最 大的保障。作為船舶主動力推進裝置的柴油機，是 整艘船舶的心臟，而燃燒室部件又是柴油機的心臟，燃燒室部件的好壞將直接影響整艘船舶的安全 與否。根據(jù)英國勞氏組織的調研獲知，80%以上的機械事故與人的因素密切相關，也就是人的操作與 管理在柴油機使用過程中起主要作用。柴油機缸套 的磨損、拉缸，均有其內在的規(guī)律和誘因。只要輪機管理人員有足夠的柴油機知識和安全意識，許多 事故完全可以避免。某船主機型號SULZER 6RLB56,功率5640 kW,額定轉速130 r/minopiston-head burnt；running-in；piston-ring stuck進港期間，第6缸（運轉7208 h,沒發(fā)現(xiàn)缺陷） 正常吊缸檢修。活塞吊出后，發(fā)現(xiàn)缸套氣口處有多 條裂紋，活塞檢測正常，更換新缸套、全部活塞環(huán) 后裝復。2） 9月14日航行抵越南胡志明港，因第4缸 缸套漏水吊缸，發(fā)現(xiàn)嚴重拉缸，缸套有多條橫向、 縱向裂紋，第1道活塞環(huán)卡死在活塞令槽中，更換 新缸套和備用活塞組。3） 9月21日自國內張家港滿載出航，第二天 剛出長江口，因第6缸缸套裂損、大量漏水，漂航 吊缸。發(fā)現(xiàn)缸套嚴重拉傷，內表面多處金屬剝落， 活塞頭第1道環(huán)槽以上部分被1 ~3 mm的金屬包 層裹住，明顯是與缸套高溫摩擦形成金屬焊接現(xiàn) 象，更換新缸套和備用活塞頭。第6缸距8月5日 換新缸套僅使用557 ho4） 10月23日中午，第2缸、第4缸缸套同 時裂漏。因前方有10級臺風，同時船上也沒有備 用缸套，只好封2缸慢速開往福建的三都澳錨地避 風等候缸套備件。在錨地船員又吊第2缸、第4 缸，發(fā)現(xiàn)缸套氣口處多條橫向裂紋，表層多處剝 落，活塞環(huán)全部卡死，活塞頭部第1道環(huán)槽以上被 金屬包裹，船員敲除包層約1 ~3 mm后打磨換新 后裝復。第4缸距9月14日換新缸套僅使用334 ho5） 10月28日，09：15由三都澳錨地開航， 13：10定速，18：00又發(fā)生第3缸、第5缸嚴重敲 缸、第6缸再次裂漏一系列不正常現(xiàn)象，船舶無法 繼續(xù)航行，10月29日錨泊福建建平海港外錨地。船員再次吊出第6缸換新缸套，因第1道環(huán)槽燒 熔，活塞環(huán)無法取出，船上已無備用活塞和缸套， 只得封第6缸、第3缸慢速開往廈門港錨地等待備 件和安排廠修。這次第6缸缸套主機運轉僅28 ho6） 10月31日到11月3日，該船在廈門錨地航修，并由公司技術部門組織調查，查找分析原 因。在廈門錨地，更換第1缸、第6缸的活塞頭；第1缸、第3缸、第5缸的缸套。拆檢中發(fā)現(xiàn)第1 缸、第3缸的汽缸油注油器被積碳咬死，各裂損缸 套的裂紋大多在氣口附近，呈橫向斷裂狀，少則4 條，多則16條。從事故現(xiàn)象來看，該船柴油機主要發(fā)生汽缸拉缸、裂漏、活塞頭燒損、活塞環(huán)卡死以及注油器積 碳咬死等故障。自8月5日起到10月31日，在不足3個月的時間里，共損壞汽缸套9只，活塞頭3 只。其中有3只汽缸套損壞時僅工作557 h、334 h 、28 ho分析事故原因如下。1） 拉缸原因。柴油機活塞與缸套因間隙過小或配合不當，造成局部金屬熔合焊接繼而撕裂的現(xiàn)象，當裂紋擴展到一定程度便引起裂漏。從對該船的調查中發(fā)現(xiàn)，主機換新缸套、活塞等重要運動部 件后，沒有進行必要的磨合。吊缸后試車時重新注 入的冷卻水溫度沒到60 Y ,平時機器暖缸也不充 分，使缸套內外形成較大的溫差應力。2） 活塞頭燒損原因?；钊鋮s系統(tǒng)長期不檢查形成油垢，致使活塞冷卻不良，活塞頭內部冷卻腔碳化油層達1 ~3mm,水中含有大量油污，嚴重影響活塞冷卻的傳熱效果。3） 活塞環(huán)卡死、注油器咬死原因。由于汽缸油調節(jié)失誤導致以上問題。8月6日輪機日志記 錄：第一次吊第6缸后將所有汽缸油注油器總成調到最大8格處，而不是只把第6缸汽缸油調大。第1缸~第5缸的汽缸油過量，致使積碳嚴重、活塞環(huán)卡在環(huán)槽中。此后汽缸油再也沒調整過。4） 缸套橫向裂紋的原因。缸套產(chǎn)生裂紋的原 因很多，缸套的拉缸、汽缸內高溫燃氣的沖蝕、腐 蝕磨損與磨粒磨損，這些都有可能造成缸套裂紋。而這些原因造成的裂紋大多是縱向或者龜裂狀的撕 裂痕，顯然與橫向裂紋無關。在查閱了輪機日志及 詢問了相關輪機員后，發(fā)現(xiàn)該主機口琴閥從不拆檢、表面被油污嚴重污染、掃氣箱從不清潔，造成 掃氣箱積油及掃氣口積碳嚴重。在運行過程中大量 的碳灰被掃入汽缸中，造成缸套嚴重磨損，在缸套下部（活塞處于下止點時最下1道活塞環(huán)處）形 成凸肩。另外，缸套上下部本身存在較大的溫差, 氣口處缸套又存在截面積突變，在氣口處形成應力 集中。因此，活塞運行過程中在強大的拉缸力和凸 肩阻力作用下，氣口處就產(chǎn)生了橫向裂紋。1） 一對新運動副在相對運動時，2個摩擦表 面有肉眼看不見，但真實存在的毛刺和配合形狀的 差異，2個摩擦表面不可能形成面接觸，只在極少 數(shù)微凸起的峰處形成點接觸，其實際接觸面積很 小，僅為名義接觸面積的千分之幾乃至萬分之幾, 如此微小的接觸面卻要承受摩擦面上全部載荷，因 此，凸峰點受力非常嚴重，在相對運動的過程中， 凸峰點間相互擠壓，產(chǎn)生高溫熔化一焊接一撕裂的 過程。在沒有得到良好的磨合情況下，這種過程將在初期重復發(fā)生，導致拉缸甚至抱缸事故⑴。2） 對于工作機械來說，為了保證其工作性能 以及合理的運動間隙，必須進行適當?shù)睦鋮s。如果 沒有進行冷卻，相對運動的金屬表面溫度持續(xù)升 高，進而導致配合間隙的改變以及對金屬材料的剛 度和強度產(chǎn)生不利影響。但是冷卻過甚，又將帶走 柴油機的能量，損耗做功能力。因此，每臺柴油機 都在說明書中有建議冷卻溫度⑵。3） 關于汽缸注油量，柴油機說明書里有更詳細的規(guī)定。主要根據(jù)是：注油量=燃燒量+下落量 +存積量，當注油量超過某一值時，存積在活塞環(huán) 與環(huán)槽之間的滑油量過多，在高溫作用下結焦、積碳，使活塞環(huán)卡住而失去彈性，影響密封性能⑶。1） 機器的老化和損壞不可避免，但事故發(fā)生率可以降低。任何違反規(guī)定的操作和管理都是要不 得的。換新缸套、活塞環(huán)，進行必要的磨合，不僅有利于柴油機良好運行，同時也提高了安全性和可 靠性。日常管理馬虎，柴油機口琴閥和掃氣箱清潔 保養(yǎng)缺失，最終導致因應力過大而產(chǎn)生橫向裂紋。另外，要強化安全意識，嚴格執(zhí)行安全操作規(guī)程。決不能為趕船期，違反科學、野蠻操作。2） 加強機務主管部門對船舶現(xiàn)場監(jiān)督的工作力度，提高對故障船舶的跟蹤、技術指導。在多次 發(fā)生事故之后，應該及時組織相關技術人員進行原因調查和分析，找出對癥的處理措施以防范類似事 故的重復出現(xiàn)。3）要有相對固定的船員隊伍。頻繁更換輪機管理人員，會使職業(yè)穩(wěn)定性喪失。到期換崗，能拖 則拖，明明應該保養(yǎng)的工作由上一崗拖到下一崗、 再下一崗，導致小工作產(chǎn)生大問題。還有，船員的 職業(yè)操守、敬業(yè)精神也必須經(jīng)常宣講。只有每個船 員無論工期長短，都以本職工作為使命，認真履行 職責，許多不該發(fā)生的事故才可以避免。[1]胡強生.輪機維護與修理[M].大連：大連海事大 學出版社，2011.[2]周明順.船舶柴油機[M].大連：大連海事大學出 版社,2014.[3]盧恒榮，于敬來.主推進動力裝置[M].大連：大連 海事大學出版社，2014.
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