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千军易得,一将难求?——关于一例修理时勘验的探讨。

 王老轨的资料 2017-05-21

四海漂泊皆兄弟 

他日问题解决时

莫忘鸿雁飞汪伦


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导读:《韩非子-喻老》里扁鹊说“疾在腠理, 烫熨之所及也”,意思大概是:小病在皮肤纹理里,热毛巾烫一烫就好了。这话要引申到轮机修理当中,那价值可就大大的了,因为每个备件都和船东的银子挂钩,能在大问题出现之前用个“热毛巾”解决问题的船员,有哪个船东不疯抢?以上是看了这篇文章后编者的胡思乱想。陈伟翔老轨现就职于福建船舶拓富远洋海运有限公司,非常热心技术文章的分享,在此表示感谢。陈老师写过《燃用重油的四冲程中速机排气阀烧损的原因及对策》,《排气阀容易烧?试试这个》等,值得一读。而关于加装高精滤器的具体方法和效果,可参考《燃油反冲洗滤器!装,还是不装?》,在这方面陈老师很有研究。若有兴趣继续了解细节,您可以直接联系陈老轨(cwx886@126.com或者电话13655016666)。以下为正文。


    最近受一家公司之邀,组织了对一艘28000DWT船舶的主、副机修理和附属系统的优化改进。这是一艘投产仅5年的次新船,但主、副机存在的一些问题,经历了几任轮机长和轮机员都未能彻底解决,已经严重影响了主、副机的正常运转和船舶效益。对主、副机的常规吊缸保养,许多轮机员都能熟练地进行。但对柴油机拆解后的勘验,许多人不具备全面的水平,致使有些问题经历了多次的拆检修理,也未能找到其原因。本船主、副机存在的问题,以及经历多任轮机员拆检维修都未能找到其原因而消除之,具有典型的代表性。所以把拆解后的勘验过程整理出来,供有兴趣的一线轮机员参考。

柴油机的修理,说简单点就是对已知故障进行原因分析,通过机器解体后的目视检查,工具测量等方法对原来的分析原因加以验证和确认,并在修理的过程中消除这些原因,达到排除故障的目的。但在机器修理之时,有些故障已经显现,有些还在隐蔽阶段。所以还要通过拆解后的目视检查和工具测量,发现还处在隐蔽阶段的问题,并通过修理手段消除之。这个目视检查和工具测量的过程即为勘验。严谨且到位的勘验,一次就能发现所有问题,并为今后的管理提供科学合理的依据。

主机的勘验情况

    本船的主机型号MAN B&W 6S42MC,额定功率6480KW,额定转速136 RPM。目前主机的总运转时间为12200小时,此次修理为新机首次吊缸。修理要解决的已知问题是主机运行超过70%负荷后排温太高,使船舶航速受限。拆解前的原因分析:对比以前的历史数据,增压以及中冷效果良好,不存在引起排温高的原因;船舶进坞后也排除船体污底和螺旋桨缠到异物等原因;排温高的原因来自主机本身,可能性来自排气阀、活塞环、燃油系统三个方面。通过拆解后的勘验,有4个缸的排气阀状况较差,2个缸的排气阀换新不久,状况良好。活塞环的磨损未到极限,在环槽中活动灵活,缸套的磨损量还远未到极限,这两方面的原因可以排除。拆解喷油器和高压油泵后,发现高压油泵柱塞、特别是柱塞的斜口部位磨损严重。如下面照片1和2所示:

↑ 照片1 高压油泵柱塞斜口位置磨损严重

照片2 高压油泵柱塞斜口位置磨损严重

这些磨损会使实际的喷油提前角推迟,造成燃烧后移,使实际的爆压降低和排温升高。可以确认高压油泵柱塞磨损是主机排温升高的主要原因。

对主机的勘验中发现的隐性问题:

1、         本型号主机的喷油器雾化压力是依靠垫片来调整的,实际调整起来麻烦且很难把各个喷油器的雾化压力调整到一致,会存在一个压力差范围。因此装在同一个缸的两个喷油器,应选择雾化开启压力相近的,避免同一个缸的两个喷油器的喷油开启压力差太大,造成两个喷油器的喷油始点和喷油量不一样。大管轮没有这个知识而随意装配,就有可能使装在同一个缸的两个喷油器的开启压力相差太大,造成不良的后果。

2、         有3个缸的活塞头第一道活塞环上方及对应活塞顶的部分区域,存在较多的灰白色结碳,对应的气缸盖区域也有灰白色的结碳。这些结碳有明显的来自气缸油烧结的痕迹,说明这些区域曾经有气缸油过量注入。如下照片3所示:

↑ 照片3

    分析以前的气缸油消耗记录,确实有部分时间段的气缸油消耗量很大。本主机配置的是机械式气缸油注油器,检查注油器发现当前各个注油喷头的柱塞行程参差不齐,个别缸相差较大。主机各气缸油注油喷头调整不均匀,曾经注油率严重偏大,是活塞头结碳严重的主要原因。这些结碳给主机造成磨损和缩短吊缸周期等隐性的危害。虽然本机型装配在缸套上部的刮碳环能把活塞头沉积厚度达到刮碳环位置的结碳刮掉,但各缸的刮碳环已经磨损严重需要换新,各个缸套的磨损率超过0.03mm/1000小时。

副机的勘验情况

    本船配置三台副机,型号MAN B&W 5L23/30H,持续功率535KW。此次修理要解决的问题,是长时间以来副机仅能带负载260KW左右,工况下降严重,排温很高。本船日常航行时的负载220KW左右,要开台消防泵都需要两台副机并车。在吊缸修理之前已经保养过增压器,更换了增压器的轴承和喷嘴环,增压器和中冷器都不存在问题。另外,副机的机油滤器脏污快,一次性滤芯消耗严重。拆检后发现,活塞环的弹性和磨损状况尚好,环槽结碳轻微,活塞环在环槽中活动灵活,缸套磨损轻微。气缸盖的进气道结碳严重,排气道的结碳相对较少。进气阀盘上也结碳严重,排气阀盘上的结碳较少。如下面的照片4-5所示:


↑ 照片4

↑ 照片5


↑ 照片6

↑ 照片7

    照片7是NO.3副机的第三缸缸头,因在运转时排温太高,船员怀疑是排气阀烧坏而吊缸换下的。但如照片中显示的进气道结碳如此严重,轮机长以及各轮机员没有经验去分析其结碳的原因,仅换上一个新的缸盖总成就继续投入运转使用。但此次修理拆解后,发现刚换上仅运转了200多小时的缸头进气道,已经有厚厚的一层结碳。进气管干净没有油泥,进气阀和阀座不存在泄漏,缸盖的进气道和进气阀的阀盘上却有如此严重的结碳,这是典型的燃烧后移的现象。即进气阀打开后,气缸的燃气压力还大于进气管的压力,使气缸中的废气从进气阀处倒喷入进气管,才会造成在缸头的进气道处大量结碳。这种情况只需检查高压油泵的喷油提前角,高压油泵的柱塞是否磨损,喷油器针阀和喷孔是否磨损,燃油进机的温度是否足够,就能找到原因所在。对这些方面进行检查后,原因就很好确认了。本船副机的工况严重下降,是高压油泵柱塞磨损、针阀磨损、燃油进机温度不够这三方面的原因互相叠加,造成了燃烧后移,使进气道结碳严重。进气道因结碳堵塞使流通面积降低,进而造成进气量减少而使排温升高,功率下降。

对引起问题的原因进行修复和改进

    通过一次拆解后的详细勘验,把引起柴油机已经显现的故障和隐性故障的原因检查清楚,并消除引起这些原因的缺陷,同时为今后的运行管理制定必要的注意事项。这是修理过程中最有难度和技术性的工作,需要轮机员不断地学习和积累经验,才能达到高层次的水平。如本船的主副机问题,查清楚原因后,修复就只是个简单的工作。更换磨损的主副机高压油泵的柱塞和针阀,调整主机气缸油注油器各个柱塞的行程至同一水平。经修复后副机的负荷试验和主机的航行试验,确认原来长期困扰船舶的问题都已经解决。

本船主、副机产生燃烧后移的现象,深层次的原因是供油单元精滤器的过滤精度超过30微米,致使重油中的氧化铝和二氧化硅这些硬质磨料颗粒,进入主、副机的燃油系统,造成高压油泵柱塞、喷油器、缸套等零部件的异常磨损。此次修理在供油单元出口至主、副机之间的燃油管路上,安装了一台绝对过滤精度10微米的燃油自动反冲滤器,以达到彻底解决产生这些原因的深层次问题。MAN在2016年5月份发给全球用户的615号通函中,要求把燃油的进机滤器的绝对精度提高到10微米,这份通函涵盖了MAN所有燃油重油的四冲程机型。在今年的2月份,MAN又再次向全球用户发送了638号通函,更是要求把二冲程主机的燃油进口滤器的绝对精度提高到10微米。事实上该船的船东已注意到MAN的通函,在早些时候已经把10微米的自动反冲滤器供上船。但轮机员担心10微米的滤器太密,不敢安装使用。诚然10微米精度的滤网换算成网目是1340目,对着灯看连光都透不过来,能否正常使用会让人担心。但这种自动反冲形式的滤器已经在市场上使用多年,可靠性已经无需担心。

↑ 照片8 燃油中的反冲滤器

    对副机机油容易脏污问题,三台副机的缸套和活塞环的状况还是很好,不存在大量的燃气下串曲柄箱,主要是日常净化效果不佳所致。此次增加设置了一个副机滑油沉淀柜,利用停机时候,对循环柜的滑油进行整遍分离,这也是一个很成熟的提高滑油净化效果的方式。


(完)

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