導(dǎo)讀
作為推進(jìn)動力裝置的主機(jī)是船舶的心臟，而柴油機(jī)的核心部件是賴以做功的燃燒室組件，所以正確維護(hù)保養(yǎng)其缸套活塞組件，是輪機(jī)管理的重中之重。
通過缸套掃氣口對營運(yùn)中主機(jī)的定期跟蹤檢查，即是最直觀便利、也是行之有效的管理手段之一，又是從量到質(zhì)的分析判斷過程的基礎(chǔ)。
通過缸套底部兩例的大小掃氣口，輪機(jī)管理人員同樣可以及時方便地洞悉機(jī)器的內(nèi)部世界。
一、缸套掃氣口檢查的意義
一般來講，主機(jī)大規(guī)模吊缸檢修周期在每 8000到10000工作小時，進(jìn)入21世紀(jì)后設(shè)計的機(jī)型，如2001年由日本IAMABARI船廠建造, MAKITA-MITSUI MAN-B&W 6S42MC主機(jī),已被延長到每16000工作小時。
因此,在長達(dá)兩三年的船舶動態(tài)營運(yùn)中,傳統(tǒng)意義上的依賴吊缸時檢查燃燒室內(nèi)部,當(dāng)然有效,而通過缸套底部兩側(cè)的小小掃氣口,管理人員同樣可以及時方便地洞悉機(jī)器的內(nèi)部世界:
(1)氣缸套工作面的潤滑和磨損;
(2)氣缸套內(nèi)、外可能漏水的來源;
(3)活塞頂表面燒蝕程度及噴油器滴漏與否;
(4)活塞柱面的接觸磨擦與否;
(5)活塞環(huán)的懸浮姿態(tài)和磨耗;
(6)活塞環(huán)槽的積碳和磨損;
(7)活塞組裝螺栓的鎖緊狀態(tài)和冷卻油腔密封環(huán)性能;
(8)活塞桿與填料箱的工作狀態(tài);
(9)氣缸油、燃燒產(chǎn)物的積聚情況等等。
如佐以自制鈍頭敲觸工具可以檢查活塞環(huán)的張力,貼紙拓印可以連續(xù)測得活塞環(huán)的搭口間隙值,輔以拍照可以獲得存檔直觀資料，長柄輔光的反射鏡可以窺視缸內(nèi)全貌。
相比之下,通常意義上的清潔掃氣道和各缸填料箱的過程,則是輔助性保養(yǎng)工作。
二、缸套掃氣口檢查的時機(jī)
對于正常工況下的主機(jī),一般在每長航次結(jié)束時即進(jìn)行主機(jī)缸套掃氣口檢查,短航次則應(yīng)在不多于兩周左右進(jìn)行,最長每月要檢查一次,并認(rèn)真做好存檔記錄。
確?？刂剖鹿拭珙^,防患于未然,以保障主機(jī)始終處于良好工作狀態(tài)。
結(jié)合對氣缸油供給率的調(diào)整檢驗(yàn),為了得到真實(shí)的運(yùn)行工況，應(yīng)在抵港期間的機(jī)動操縱中,維持海上正常供油量不變,而不是按常規(guī)增加供油量,直到抵港的第一時間展開缸套掃氣口檢查工作。
當(dāng)然，對此特別檢查,優(yōu)先選擇用車較少的便利港口為宜。
三、缸套與活塞狀況的分析
1、氣缸壁的狀態(tài)
(1 )新裝機(jī)的氣缸壁表面呈現(xiàn)均勻纖細(xì)的波蝕(WAVE CUT)圖案,設(shè)計的最佳狀態(tài)。
(2)正常良好使用中的氣缸壁,雖然波蝕圖案消逝，但一定是平滑、有淡光澤的濕潤表面。
(3)當(dāng)氣缸壁表面過度呈現(xiàn)鏡面般光澤時,已不再可取,這種情況下，要增加氣缸油注入量,使整個氣缸壁表面被較厚油膜充分覆蓋;但多數(shù)情況下，由于存在硬質(zhì)微粒的磨料,氣缸壁表面已被非預(yù)期磨損。
(4)當(dāng)氣缸壁表面呈現(xiàn)較大區(qū)域性磨損,并伴有局部縱向擦傷痕跡時,氣缸壁表面一定是干燥的，原因是氣缸壁表面油膜形成不足。
(5)當(dāng)氣缸壁表面呈現(xiàn)寬而長的縱向磨損,而且該寬度恰與掃氣口寬度對應(yīng)一致時,預(yù)示活塞環(huán)搭口部位撞擊缸套掃氣口邊緣,如此導(dǎo)致活塞環(huán)與氣缸壁面部分猛烈支撐性接觸。
一種被稱作“苜蓿葉( CLOVER-LEAFING )型'磨損是與，上述現(xiàn)象相似的,氣缸壁上發(fā)生的局部磨損通常是縱向的。
因?yàn)椤败俎Ｈ~效應(yīng)”會加速磨損油膜薄弱的部位,磨損部位從保有油膜點(diǎn)的圓心突出,擴(kuò)展成花形。
也就是說“苜蓿葉過程”是從缸壁上各注油孔出發(fā),同時向上和向下方發(fā)展的磨損，判斷其類似于上述現(xiàn)象。
如果氣缸壁上發(fā)生縱向異常變形磨損,每根活塞環(huán)與缸壁間會構(gòu)成一座多孔“ 橋”狀，使活塞環(huán)與缸壁面形成間隙，因此導(dǎo)致輕度“燃?xì)庀滦埂薄?/p>
此外，由于活塞環(huán)和氣缸壁面在高溫下猛烈局部接觸，磨損將加劇，甚至表面熔著磨損，即“咬缸”(SCUFFING)。
(6)“拉缸”(SCRATCH):是在氣缸壁表面發(fā)生的嚴(yán)重縱向磨損。貫穿整個活塞行程，從上止點(diǎn)到掃氣口,但無圓周方向擴(kuò)展的跡象。
從故障的發(fā)源和擴(kuò)展范圍判斷,它呈現(xiàn)出活塞環(huán)和缸套掃氣口邊緣的強(qiáng)烈撞擊作用下的局部支撐。
(7)發(fā)現(xiàn)燃燒室部位出現(xiàn)白色腐蝕痕跡時,不難理解，如果使用高硫燃油,缸壁面溫度一旦低于露點(diǎn),或者空氣冷凝器中的冷凝水被帶入氣缸,燃燒產(chǎn)生的亞硫酸腐蝕即隨之發(fā)生,也稱“低溫腐蝕'。
(8)氣缸壁面項(xiàng)部的磨損臺階,和多發(fā)生于缸套上部的裂紋。裂紋的直接原因是缸套局部嚴(yán)重過熱,即“熱裂”( HEAT CRACKS)。
缸套異?！芭_階式”磨損產(chǎn)生在上止點(diǎn)部位，絕大多數(shù)是在第一道活塞環(huán)的上止點(diǎn)。
下述則是缸套異常磨損和機(jī)械原因產(chǎn)生的“熱裂”之一例:
由于噴油器功效不佳，存在燃油滴入汽缸的情況,燃油接近氣缸壁時方始燃燒,“后燃”導(dǎo)致活塞和缸套的熱負(fù)荷增加,在高溫、低粘度的潤滑條件下，油膜薄弱,還有,高溫增加活塞上部凸緣與氣缸壁的接觸，磨擦加劇,“熱裂”發(fā)生了。
2、活塞環(huán)的狀態(tài)
(1)理想的活塞環(huán)密封狀態(tài)是:
各活塞環(huán)柱面一定是平滑、有光澤的淡濕潤表面，及活塞柱面清潔、濕潤；僅在第一道活塞凸緣,有稀薄殘?zhí)嘉锞鶆蚍植?，且忽略不計。顯示燃燒充分良好。
(2)良好的活塞環(huán)密封狀態(tài)是:
活塞環(huán)及活塞柱面清潔、濕潤；燃?xì)饪梢员坏诙阑钊h(huán)有效阻止。
與理想狀態(tài)比較,略多的殘?zhí)嘉锞鶆蚋街诘谝坏阑钊咕?，但?大多情況是有些殘?zhí)嘉锞奂诘谝坏阑钊咕壓推鸬蹩ú蹆?nèi),仍顯示燃燒良好。
也可以說，第二道活塞凸緣的狀態(tài),最適合用來判斷潤滑情況；如果干燥并被覆蓋一層較厚的殘?zhí)嘉铮瑒t顯示已有“燃?xì)庀滦?(BLOW- BY),并且使?jié)櫥瑮l件惡化。
如果第三道活塞凸緣(第二、三道活塞環(huán)之間)及以下是略顯濕潤的情況，密封還是滿意的；要更換活塞環(huán)或增加氣缸油注入率。
(3)當(dāng)殘?zhí)嘉锞奂诘谌阑钊咕壱韵聲r，表明已經(jīng)發(fā)生嚴(yán)重的“燃?xì)庀滦埂?必須立即吊出活塞，更換活塞環(huán)。
(4)初步的“咬合'階段:
活塞環(huán)表面呈現(xiàn)白色縱向傷痕，但圓周表面并無粗糙，即未產(chǎn)生過度磨損跡象。
在活塞環(huán)初始磨合階段,一種連續(xù)的橢圓型痕跡與上述情況相似。
在此情況下，是幾乎正常的痕跡,不會涉及到圓柱面粗糙，并且指甲刮拂不到,這種痕跡被稱作“輕微咬合”( MICRO-SEIZURE)。
發(fā)生“咬合”時，呈現(xiàn)不規(guī)則痕跡,而且“輕微咬合”很容易消失掉。
(5)“咬缸”階段:
活塞環(huán)圓周表面有規(guī)則的、且較寬的縱向粗糙傷痕，觸摸即可感覺得到。
這種可忽略的“咬缸”一定有大量熔合點(diǎn)，而且表面顯示比“拉缸”的情況還要粗糙得多,后者是由諸如金屬顆粒之類外物引起的。
發(fā)生的輕微“咬缸”，會隨著潤滑條件的改善而停止,并在磨損過程中消逝。
(6)活塞環(huán)由于嚴(yán)重“咬缸”而造成的異常磨損時，可以看到變粗糙的圓柱表面,表面的光澤自然不再,過度磨損時會產(chǎn)生大量的縱向咬缸傷痕。
四、缸套掃氣口檢查案例
(1)某輪主機(jī)SULZER 6RND/10, 200HP/86RPM,離開船廠一周后的海上,聽到主機(jī)NO.4缸伴有機(jī)械敲擊聲,停車展開缸套掃氣口檢查,發(fā)現(xiàn)活塞組裝螺栓一只松動,立即在內(nèi)部重新上緊固定,短時間內(nèi)復(fù)航。
(2)某輪主機(jī)6UEC-52L/11, 551HP/113RPM,航行中發(fā)現(xiàn)主機(jī)工作潤滑油漸少,而掃氣箱放殘物增加,停車展開缸套掃氣口檢查,發(fā)現(xiàn)主機(jī)NO.3缸活塞漏油，吊出活塞分解,更換密封環(huán)。
(3)某輪主機(jī)6UEC 一52L/11, 551HP/113 RPM,原來氣缸油日耗量為280升，造成活塞積碳嚴(yán)重，查閱說明書后，降氣缸油日耗量為200升，其間過程,即是以多次缸套掃氣口檢查結(jié)果為依據(jù)。
(4)某輪主機(jī)MAN-B&W 6S60MC/12,265HP/90RPM,在澳大利亞至蘇伊士途中,發(fā)現(xiàn)主機(jī)NO.6缸排氣溫度異常升高，示功圖進(jìn)一步顯示該缸活塞環(huán)問題，停車進(jìn)行缸套掃氣口檢查,證實(shí)其活塞環(huán)有三根折斷，缸套上部熱裂。
而該缸活塞環(huán)實(shí)際工作時間僅為2896h,事后判明是劣質(zhì)活塞環(huán)造成的。
(5)某輪主機(jī)MAN-B&W 6S42MC/7, 956HP/129RPM,吊缸檢修周期設(shè)計在每16,000工作小時，或活塞環(huán)的搭口間隙值20mm為極限,兩者之中先到為準(zhǔn)。
實(shí)際在滿16256工作小時檢修時,測得活塞環(huán)搭口間隙值最大為13mm,其功之一是在三年營運(yùn)期間定期進(jìn)行缸套掃氣口檢查并貼紙拓印,而連續(xù)測得活塞環(huán)搭口間隙值。
五、缸套掃氣口檢查之外
執(zhí)行對柴油機(jī)的管理,會面臨很多具體問題。
管理中還受到諸如航次、海況、裝載、油品、備件、儀表、人力預(yù)算和信息等等多方面因素影響,除了實(shí)施缸套掃氣口定期檢查之外,還有對各個相關(guān)配套系統(tǒng)的精心維護(hù),對構(gòu)成整部機(jī)器的各個部件的良好保養(yǎng),對機(jī)器運(yùn)行中各項(xiàng)參數(shù)的準(zhǔn)確控制與監(jiān)視，和示功圖的測取、分析等,其作用都是相輔相承的。
以上這些是筆者在服務(wù)于多家外輪公司之后有感而發(fā)。
管理中個人和團(tuán)體的經(jīng)驗(yàn)是寶貴的，優(yōu)先掌握新技術(shù)的制造商的說明書(MANUAL)才是更可靠的依據(jù)。
本文原創(chuàng)作者系：
天津遠(yuǎn)洋船舶管理有限責(zé)任公司 劉 寶
END
