【原】一起罕见的副机空冷器故障

船舶讲武堂 2021-10-31

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1故障概况

笔者于某年6月底上“YJH”轮工作。该轮是一条836TEU箱位的集装箱船舶，航行于日-韩-香- 新航线。机舱三台副机原动机是WARTS1LA 4L20柴油机，发电机额定功率为560kW。上船当天就发现正在运行的No. 2副机空冷器出口增压空气温度高达 68t ,其时发电机负荷为280kW,仅占额定功率的 50%；副机平均排烟温度为360P,属正常范围；空冷器冷却淡水进口温度3TC,出口温度40X3,与正在运行的No. 1副机相同，且No. 1发电机的负荷也是 280kW,平均排烟温度也为360C，但No. 1副机空冷器出口增压空气温度却只有42to在相同工作条件下的两台柴油机，它们的空冷器出口增压空气温度竟然相差26X2,即可断定No. 2副机增压空气冷却系统存在故障。

2故障查找

2. 1清洗空冷器内芯，并将No. 2、No. 3副机空冷器内芯对换，以辩明空冷器内芯是否存在脏污故障。

在发现了 No. 2副机增压空气冷却系统存在故障后，首先怀疑的故障为空冷器脏污。于是就将空冷器内芯拆下，化学浸泡后反复清洗干净，装回空冷器外壳后试车，但空冷器出口增压空气温度毫无降低，高温依然如故。为验证空冷器内芯是否清洗得干净，又将No. 2 副机空冷器内芯再次拆下，装到No. 3副机空冷器外壳内，试车No. 3副机，而No. 3副机空冷器出口增压空气温度正常，为42X3。说明No. 2副机空冷器内芯没有脏污。再将从No. 3副机上拆下的空冷器内芯装到 No. 2副机空冷器外壳内，试车No. 2副机，但此时空冷器出口增压空气温度却仍然高温不变。进一步说明故障的发生，不是因空冷器内芯脏污所引起的。

2.2 检查空冷器淡水冷却系统及高、低温水自动调节阀等部件，以确定淡水冷却系统是否存在故障。

WARTS1LA 4L20型柴油机的淡水闭式冷却循环系统，划分为高温冷却循环（HT）和低温冷却循环（LT）两部分。其中，高温冷却循环的冷却淡水来自中央淡水冷却器，经进口阀到高温水泵，高温水泵将冷却淡水供给缸套、缸头及增压器，再经出口阀回到中央淡水冷却器。高温冷却水的温度，是由高温水控制阀根据副机负荷的大小来控制调节的。低温冷却循环的冷却淡水也来自中央淡水冷却器，经进口阀到低温水泵，低温水泵将冷却淡水供给空冷器、滑油冷却器，低温冷却水的温度，也是根据副机负荷的大小由低温水控制阀来控制调节的（见图1）。

图1

因检查高、低温冷却淡水压力均正常，为确诊柴油机冷却淡水系统内部是否存在故障，遂逐一拆检高、低温水进、出口阀，各阀正常无堵塞现象；随后拆检高、低温水控制阀，试验其动作，阀芯都能按照模拟负荷变化的大小，随之开启和关闭到位，且无漏泄，各阀调温功能正常；然后，拆出滑油冷却器进行解体、清通，基本无淤泥及垃圾堆积，不存在冷却水流量减少的问题；接着，拆下高、低温水泵解体、清洁，检查叶轮及其与泵壳之间的间隙正常，检查水泵效能正常；最后，解体增压器，检查排气通道与增压空气通道间无漏泄，排除了增压空气会被排气进一步加热的可能。据此，可以认为,该机淡水冷却系统及其各个环节应无故障存在。

2.3 重新总体分析研究，再次检查空冷器，终于找到故障所在。

虽然经过对该机一系列的检查后，还没有发现空冷器出口增压空气高温的故障和原因，但是通过这一系列的检查，已摸清了该机的状况c综观柴油机总体, 反复分析研究影响空冷器出口增压空气高温的全部可能的因素，结合上述的各项检查，前面所列的可能造成故障的原因已经一一排除，结果表明只有空冷器本身若存在故障，才会出现出口增压空气高温现象。因此, 需要对空冷器再作仔细全面彻底的检查，可以断定，毛病一定出在空冷器上，故障的最大可能，就是空冷器内部漏泄，因为，只有部分经增压器压缩后的高温增压空气，不通过空冷器的冷却，却由于漏泄而直接达到空冷器出口，便能造成空冷器出口增压空气高温的故障。经过这一分析，故障已初露端倪。于是，决定采用吹气试验再次对空冷器进行检查，检查其是否内部存在着漏泄。拆下空冷器外壳底盖，拆下增压器，用压缩空气吹入通向空冷器的管道，并用棉布堵封吹入口，就发现有空气从空冷器内芯与外壳之间的空档中吹出，检查结果说明了空冷器内部存在漏泄故障；拆下空冷器内芯，检查其与空冷器外壳的贴合边，表面光滑，无异常情况；检查空冷器外壳的内表面也光滑，无腐蚀凹坑。按, 照对空冷器内芯和外壳内表面的检查情况来看，两者贴合边正常，理应相互紧密贴合，但实际上两者却没有贴合，它们之间存在着缝隙，导致部分增压空气从这里漏出，不经空冷器冷却，而经空冷器内芯与外壳之间的空档，旁通抵达空冷器出口，这就是引起空冷器出口增压空气高温的症结所在。检查的结果与分析情况相吻合(见图2)o

图2

3故障解决的方法

既然空冷器内芯与外壳之间存在缝隙，在船上无其他条件的情况下，决定采用在空冷器内芯上原贴合面的软弹性衬垫外，再加衬一层羊毛毡。按空冷器内芯贴合面的外形尺寸裁剪羊毛毡，用硅胶粘妥后，将空冷器内芯装入外壳内，重新进行吹气试验，漏泄微乎其微，说明缝隙已基本堵住。

待各部件全部装复后对该机试车，当负荷达到 400kW(为额定功率的71. 4%)时，空冷器出口增压空气的温度已降至44C,与正常值相差无几，可能还有些微漏泄，但问题已基本解决。随后，将该机投入运行，到笔者写本文时，该机已运行五个多月，再未发生增压器出口增压空气高温故障(见图2)。

4反思

(1) 根据故障的情况及最后解决的方法，可以认为造成该故障的原因，当为该台副机空冷器外壳的内部尺寸出厂时加工不准，略微大了一些，因此空冷器外壳与内芯之间存在缝隙，从而导致故障。经查找该机空冷器出口增压空气的温度变高的起始时间，则发现是从新船出厂四个月，每一次清洗空冷器内芯之后。为什么刚使用该机时无此故障，而在清洗空冷器内芯后便发生了此故障？可以作这样的判断:机器制造厂或许在造机时已发现此故障，就使用了软性的胶质类物质，将其涂在空冷器内芯上与外壳相接触的表面处，以封堵缝隙,使空冷器工作正常；当船员清洗空冷器内芯时，因不知缘由，很有可能把封涂在空冷器内芯上的胶质类物质，误认为是结垢而将其刮除，装复后便出现了此故障。

(2) 在故障出现后，当时船舶还在出厂一年的保修期内。但没有引起船上的重视，没有去查找造成故障的原因，更没有在保修期间向厂方提出保修或索赔，而是任其带病运行，使机器工况处于不佳状态，因而不仅影响机器设备的正常使用，造成不安全因素，同时也失去了免费修理或赔偿的宝贵时机，无形中给公司造成了一定的损失。因此，要求我们每个船员在工作中，必须有较强的责任心和较高的业务技术水平，才能把本职工作做好。及时发现和排除机电设备出现的故障，使机电设备保持良好的工况，确保船舶的安全营运。

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