MAN B&W6S50ME-C8 主机设置了 3 台机带液压油泵和两台电动液压油泵,保证在动力油供应方面有一定的冗余量!动力油系统中各类液压执行元件和相关阀件在主机长期运行后总会有一定量的磨损,从而导致主机动力油的内漏。导致主机运行过程中相关报警的频繁发生甚至因为液压油压力过低而自动停车的故障:
因为主机油泵和电动油泵运行时该空间是回泄油通道,是没有办法进行外观检查的,所以只能在没有机油压力也就是停泵状态下做静态检查,检查了所有动力油双壁管接头,除了 NO.6缸 FIVA阀下面法兰有两个螺栓有点松,其他未发现异常, 不过这仅仅是检查的外部连接部件,双壁管内管是否有泄漏不得而知,因为本主机没有安装双壁管泄漏监控。 (6)综合以上检查结果分析,部分 FIVA阀件的内漏可能性最大(即 NO.2,4,5,6缸 FIVA 阀),船上利用随船备件可以更换验证;诸如双壁管系、液压阀块是否内漏,在必要的情况下可以请厂家技术人员检查鉴定确认。 (7)20180811日靠土耳其 ALIAGA港,对有怀疑的 NO.5缸 FIVA 阀进行换新(该阀本身阀块端部密封令有渗漏)。有一个小插曲就是为省点事,FIVA阀的位置传感器还是使用原来的FIVA阀上的位置传感器而没有将配套的位置传感器换上,结果送电后,主机MOP显示警报:NETA notconnected toCCU5,NETB notconnectedto CCU5, CCU5 unavailable,Cyl.5 NO cylinder lubrication ,ELFI/FIVA feedbackfailure(CCU5)等,主机安保系统显示自动减速警报(slowdown from ESC-A, slowdownfrom ESC-B,CANCEL AVAILABLE 等),对CCU5进行标定检查无效,对CCU5 进行断电重启无效,备车动车后警报不能复位!决定更换 FIVA 阀位置传感器,换回新 FIVA阀配套的位置传感器后警报消失。仔细观察后发现原来两个 FIVA 阀的位置传感器连接的内部结构有差异不一样!可能是不同批次设计的原因!经验教训就是对于电控系统的任何部件更换后一定要确认所有相关报警都处于正常位置,如有异常及时处理甚至动车看是否警报能够复位,避免开航前备车时处于被动紧急状况!更换后启动 NO.1 电动液压泵,系统油压力为 226bar,而以前单泵运行时压力仅为 200bar,此时备车时一台电动液压泵即可满足动力油压要求,且在主机停车电动泵起来过程中不再有动力油低压报警及备用电动泵起动报警,说明更换该阀后对于动力油系统的内漏有所改善! (8) 20180811 日 NO.5缸 FIVA阀更换后,机动用车时自带泵斜盘开度:
(9)20180817日 NO.2缸 FIVA阀更换,此次更换送电后,未有任何警报。机动用车时自带泵斜盘开度 :
(10) 20180822日 SALERNO港开航后,因需要停车进行生活污水出海阀的换新,于是同时对 NO.6缸 FIVA阀更换。因船存的最后一只FIVA阀,其上的先导阀不知何时被拆走使用,所以只更换了 FIVA阀主阀,先导阀还使用 NO.6缸原来的先导阀, (11)在意大利 SALERNO进港机动用车过程中观察,各港速下机带泵斜盘开度与更换之前未有明显变化,所以是否该缸的先导阀内部泄漏严重呢?将原先 NO.2 缸换下的FIVA 阀连同先导阀整体换回NO.6 缸继续航行(前述测试时原来NO.2 缸和NO.6 缸测试状况相同,所以两只原先的 FIVA 阀状况基本相同)。 (12)20180904 日对主机蓄能器氮气压力进行检查调整,根据说明书的要求,由原来的100bar补充到 140bar,以增加其蓄能能力,降低主机在启动后马上停车再进行启动时的压力波动情况! 20180905日准备用船存的先导阀进行更换,以看其效果。换上后在主机MOP进行标定的时候却发现其不能被使用,再仔细检查比较,其中位机能与主机各在用的FIVA 阀先导阀上的中位机能原来是不一样的,再检查比较主机机带泵的比例阀, 最终确认船存的绿牌的阀都是主机机带泵的比例阀而不是FIVA 阀的先导阀!(虽然外观长得一模一样!这点提醒轮机电器人员注意区分),再在 MOP 进行标定,标定的方法在说明书上有非常详细的介绍,该缸恢复正常! 二、 夯实基础 回顾6S50ME-C8主机的液压系统以及主要部件的结构原理,要分析处理好液压系统故障的问题,首先需要熟悉系统相关阀件的结构原理与特性。因此在此介绍 ME 型柴油机上关键部件之一 FIVA 阀的结构与原理,熟悉了FIVA 阀的结构与原理与特性,就不难理解上述案例介绍的故障分析与处理的方法。如下图五是 6S50ME-C8 主机的液压系统简图。从系统图可以很明了的看出液压动力系统的各部件的组成位置以及工作原理。 图五 6S50ME-C8 主机的液压系统的简要图 1. 重点介 FIVA阀的整体内部结构以及工作原理 图六 是 FIVA 阀的整体内部结构示意图。从图6中非常明了的看出液压控制油路的来龙去脉。FIVA 阀工作时,是在高压环境下,进行高频的往复动作,所以该阀的故障不可避免并且故障统计还是较高的,尽管厂家说该部件可靠性高,使用寿命长达 8 年。确实,该阀件在设计制造时,该阀对材质、精度、间隙等要求非常高。因此,在日常管理中,要了解 FIVA 阀的动作过程及控制原理,才能做到精心维护、保养,以确保 FIVA 阀的正常运行,减少故障,提高可靠性。 从以上图5的液压系统图可以看出,柴油机每缸配套一只 FIVA 阀,它是一个带有电磁先导阀的电液式比例节流型换向阀,由导阀、主阀,位移传感器三部分组成。气缸控制单元(CCU)对该阀进行全程控制,主阀芯位移传感器把阀芯位移信号反馈至CCU,进行比较后,CCU 再输出新的信号以修正主阀芯的行程。每个 FIVA 阀,控制该缸喷油及排气阀的动作。有三大功能:
先导阀是一个二位三通比例节流型换向电磁阀(如图八所示)。它接受来自于气缸控制单元(CCU)的电流信号(4-20mA),根据电磁线圈产生磁力的大小,与阀芯下端弹簧进行比较,并推动阀芯(滑阀)移动,使阀芯开度和方向发生变化,以控制进入主阀左控制室的流量和方向,最终达到控制主阀阀芯的位移和方向。先导阀输入电流>12mA 时,阀芯下移,工作在上位,P 口与 A 口相通,A口排出压力油至主阀左控制室。输入电流<12mA 时,阀芯上移,工作在下位,T 口与 A 口相通,A 口释放主阀左控制室压力油。 主阀是一个三位五通比例节流型换向阀(如图六6所示)。主阀在中位时,燃油升压器驱动油缸和排气阀驱动油缸分别连通至回油油路,确保燃油升压器和排气阀驱动活塞复位。主阀右移,工作在左位,控制该缸喷油动作,包括对喷油定时及油门大小的控制。阀芯左移,工作在右位, 控制该缸开阀动作,包括对开阀定时及开阀力量的控制。由于左右二端所控制的目标不同,因此该阀设计成非对称结构,即控制喷油的右移行程大于控制开阀的左移行程。阀的“中位”仅指工作位置,并非实际上的中间位置。 三、 工作感悟与经验分享 在历时 3 个月,前后 16 个港口的机动用车观察、工况调节、运行检查、部件拆检并换新 2 个FIVA 阀后,本轮液压油系统已经基本恢复到说明书要求的状态,主机动力液压油系统已经不再像以往一样频繁警报,集控室感觉安静而踏实! 长期以来,因为 FIVA 阀备件价格昂贵,结构复杂精密,船上很少敢去拆检,即使是内部泄漏,也很难去发现并消除它。因此,本轮液压油系统压力低的故障长期存在而不能发现与消除的原因也就不难理解了。本次在XX轮上能够勇敢地去查验并发现故障,最后消除故障,主要得益于本人日常对本机型液压系统原理及FIVA 的结构原理的深度了解,同时也与公司机务总管的支持密不可分。虽然过程耗费了大量精力,最终还是取得了较好的效果,感觉还是很有成就感的。 本文作者为中远海运船员广州分公司 罗璋建轮机长 张老轨 2020.5.18 |
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