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H轮为灵便型杂货船， 3 . 4 万 d w t ，中东回国航线， 主机采HITACHI ZOSEN 1994年制造的HITACHI- B＆W 6S50MC型柴油机，6缸，缸径6 0 0 m m，额定功率11000B.H.P 额定转速122RPM，系高爆压高增压长冲程柴油机。 1. 故障现象及两次处理过程 1）. 第一次处理过程 自某年4月份轮机长接班得知，主机日常运行参数98RPM, 各缸排温320℃左右，各缸爆压98bar左右；查询主机2#缸上次OVERHAUL检修记录未见异常情况，检修后工作时间3208HOURS。一个多月前发现缸头与缸套结合处漏水，已于当月吊出主机2#缸头，更换了缸头水套O-RING两道，水套清洁装复，但是漏水现象没有改变，可基本排除缸头水套的问题，重点怀疑是缸套水套上部O-RING漏水。
图1 缸套清洁 航行中仔细观察发现：发现主机2#缸在转速60RPM以上时，缸头缸套结合面处漏水比较严重，淡水消耗量约1吨/每天，主机烟囱的排烟颜色正常，可基本排除内漏的可能性；60RPM左右轻微渗水，泄漏不明显；低于50RPM或者主机停车暖缸时时不漏水。漏水部位为主机缸头和缸套结合的缝隙处，空间极为狭小，无法确定漏水来源到底是缸头还是缸套。 为解决此问题，首先盘点库存H轮库存缸头水套O令有2种：（1）O令较软，褐色，弹性好，新件，O令直径8.4mm、内径615mm;（2）O令较硬，黑色，直径8.4mm、内径600mm，库存时间较久；现场测量备用缸套：环槽深度 7.2mm、宽 度 10.0 mm。选用内径615mm O令装到备用缸头后，测量高度高出环槽 1.1 mm，缸套与水套间隙 0.4 mm。令压缩 率 量 1.1-0.4=0.7mm，压缩率为 8.3%。根据参考资料，推荐使用O令的压缩率为 8%-25%，令（1）满足要求。同时令（1）是新供备件，弹性好。综合分析决定本次 NO.2 缸水套首选内径615mm O令。 5月11日H轮靠泊沙特达曼港期间，将2#缸缸头吊出后，专用工具压紧缸套将水套拉出，水套及缸套O-RING环槽等处清洁，同时对缸套和水套表面进行进行着色渗透探伤无异常，确认缸套及水套无裂纹。检查本次拆下的缸套水套O令，发现靠近燃烧室的那一道O-RING已经基本呈直角方形，手感发硬，弹性不足；随后将新O令涂抹洗洁精润滑，顺利安装到位。缸头装复回机体，管路复位，起动缸套水泵，水压3.0bar，NO.2缸缸头水套无泄漏。可是离港后，主机转速增加至60RPM以上时缸头缸套缝隙处又开始渗水，转速98RPM漏水比较严重，泄漏量跟此前相差不大；
图2 缸套装复前 2）再次处理过程 立即组织班组讨论，大家一致认为可排除O令质量因素，以及缸套水套漏水的可能性，问题疑点又回到了缸头部分。5月19日，H轮与科威特SHUAIBA缸再次将缸头吊出，并立即对缸头底部清洁探伤发现气缸盖凸台及附近有裂纹一条，长度约45mm。随后更换备用缸头装复，备车状态下试压不漏，离港时加车60RPM以上不漏，此后主机运行正常，至此，此问题终于得到了彻底解决。
图3 缸套清洁检查 2. 故障原因分析 1） 汽缸盖承受较大交变机械负荷和热负荷。冷却水腔结构复杂，金属分布不均，薄厚不均，各部位的温差很大，同时受到安装液压螺栓的预紧力作用，因此承受较高的机械应力和热应力，容易产生疲劳裂纹。汽缸盖的静应力与安装预紧力成正比，应力主要集中在汽缸盖的凸台位置，凸台周围是汽缸盖静应力集中处。因此，凸台周围是汽缸盖容易发生裂纹的部位，应作为每次主机吊缸检修的重点检查部位并记录； 2) 旧O令手感发硬，弹性不足，两道O令中靠近燃烧室O令老化明显，但这不是本次缸头漏水的直接原因。其他缸也用此批O令未见泄漏，可排除O令材质问题；水套密封是靠O令弹性密封的，经测算O令在环槽有自由伸缩空间，压缩率符合要求，密封面为一条线，可排除O令尺寸问题。 综上所述，该轮主机缸头漏水是由于汽缸盖裂纹导致的，该裂纹是由机械应力原因导致的。 3 管理对策 1）主机负荷管理 主机定速航行时，避免大角度操舵，引起主机负荷突变和汽缸盖凸台处机械应力增加，汽缸盖容易裂纹，甚至裂穿。在保证船舶航行安全的前提下，严格按照体系制定的主机加车程序操作。进出港时，驾驶台与机舱实时联络，及时告知海况（水深变浅、顶流、渔船区等）。没有足够水深时，控制主机转速（紧急用车除外），避免主机“低转速大负荷”工况。 2 ) 老旧船的主机维修保养 主机吊缸检修时，拆检缸头水套，内部清洁除锈，认真检查内部情况，必要时着色探伤，厂修时尽量将汽缸盖送车间进行水压试验。 3）提高船员的业务熟稔度，故障排查方面力求避免思维定势 主机汽缸盖裂纹到裂穿是逐渐发展过程。注意观察膨胀水箱冷却水的温度和消耗量变化，主机排烟颜色变化，主机冲车和清洁主机扫气箱时有无异常，保证船舶安全运行。 思维定势是以某种方式认知事物的一种倾向，或者是以一种特定方式来解决问题的潜意识趋向。由经验或习惯养成的思维定势可以使一类问题的解决变得容易，但固守错误的思维定势则会阻碍问题的解决。动机和期望也会造就思维定势，使人在解释模棱两可的局面时只会看到自己希望看到的。H 轮在新任轮机长到达之前已由前任资深轮机长完成了该缸气缸盖及水套的保养，接班人员由此获得了“气缸盖没问题”的经验。基于这一经验形成的思维定势，影响了其对后续故障排查操作的选择。轮机主观人员应通过案例的学习等方式熟悉思维定式的规律和特征，以便出现思维定势时对其识别；其次故障处理时时刻提醒自己，相关信息来源是核实后的信息还是推测的信息，如果是后者，就可能会受到思维定势的影响，需要考虑多种情况的可能。 4 结束语 二冲程柴油机的汽缸盖裂纹是船舶主机较为常见故障，随着金属材质及制造工艺的不断提高，制造缺陷造成的汽缸盖裂纹越来越少，仍需要管理人员不断探索积累管理经验，避免思维定势，科学查找故障原因，提出管理和改进建议。 作者简介： 李凡召，甲类轮机长， 金洋海运有限公司 |
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