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很隐蔽的故障原因,二、三管轮务必学习,主空压机曲轴箱透气“油雾腾腾”,别拍着脑袋怀疑活塞环磨损了,“...

 大卫11q 2022-07-16 发布于四川

【作者语】:记录……,剖解……,分享……,我认为近期碰到还算比较经典的故障案例,尽管该部件故障率不是很高,但是故障点确实比较隐蔽,不仔细分析确实不太好判断,一旦问题出来,不去解决问题所在,后续必然会不定期伺候这设备及可能的二次机损故障风险,足以让很多轮机员抓狂。

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                   作者近照

本文为作者近期处理主空压机为故事原型,主要针对级差活塞式压缩机,曲轴箱透气油气太重故障为例子,情景再现当时的故障特点、现象、以及处理的思维过程,理论结合实践,最终发现问题所在,完美解决沉淀半年之久的“老难题”。

保持良好的工作习惯,事后总结,分享给机舱同仁!

一、【活塞式主空压机曲轴箱透气“浓烟滚滚”,近半年无人搭理,三管只能忙于补油】

回想当初,第一次看到NO.2空气压缩机时,着实把我惊呆了半晌,曲轴箱透头呼吸阀周围油污满地,下面放了个半截桶,瞄了一眼,里面积淀小半桶机油,当时还以为刚更换过机油的残留物呢,忽然NO2空压机“咚咚咚”运转起来,着实把我吓的一哆嗦,这下才明白了所有,曲轴箱透气呼吸阀被强制打开,喷出大量的油污夹杂着没有雾化的机油油珠,喷洒一地,也只有30%的飞溅物能被半截桶接住,其他的基本被吸口吸入润滑气阀和污染周围环境了。

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故障现象很明显了,曲轴箱内部压力太高,只能通过透气呼吸阀溢出泄压了,很直观的判断,这是很不正常的,询问了在船时间比较长的见习三管轮,该台空压机吊缸大修才8个月(规定1年大修保养),而且检修后当时该故障也未见缓解。

这几个月以来,三管轮必须老勤快了,尤其是这三个月,新来的新手三管业务不太熟练,我必须时刻不定期提醒他补充曲轴箱滑油,几乎每周都要加油,不然曲轴箱滑油消耗太快,一不小心遗忘都有可能曲轴箱断油烧曲轴的可能性,另外日用和控制空气品质也很差,其中气中含油量增多,尤其是对一些控制用空气的设备影响较大,所以平时基本上NO2空压机作为第二、三备用。

先看看本轮主空压机迷你小档案

“姓名”:直列式水冷,双缸二级压缩“级差式”活塞式空气压缩机

“生日”:2010年10月8日

“造型”:TCWX22/16.5AT

“祖籍”:(日本)SUCTION GAS ENGINE MFG.CO.LTD

“近照”:见下图

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本轮主空压机

该类型的空压机是我从业多年,遇到过最耐用好管理、质量最可靠、轻松易保养的一种活塞式空气压缩机,目前船队100多条船基本上都是这种形式的空压机,除了人为保养经验不足,导致的机损故障外,机械本身的故障率确实不高,碰到这次的故障,说实话真不多见,鉴于呼吸阀喷出大量的微小油雾颗粒,为了减少曲轴箱滑油过多消耗,我尝试了一个我认为可以“治标不治本”的方法,事后很尴尬,也许是漏气太大了,实践证明“不治标也不治本”!

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制作分压U型管

顺便说说一下尴尬经历,我在曲轴箱道门上加工了一个螺纹孔,通过接头和铜管做了一个高于压缩机高度的U型透气管,想额外分担下呼吸阀的压力,或者减少曲轴箱机油的损失,但是空压机运转起来,呼吸阀的压力是小了,但是透气管的压力非常大,感觉和日用空气(0.6MP)压力小不到那里去,喷出“浓烟滚滚”的雾气和颗粒状油珠,曲轴箱滑油消耗一点也没有改善,见下图:

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主空压机运转浓烟滚滚

哥忙活了半天制作这个,竟然搞了个寂寞,真是无语……!

二、【经验+看图冷静分析,怀疑“三点”可能原因】

每天看着NO2空压机热气腾腾的冒着烟雾,也许只有我最操心、最糟心了,感觉其他弟兄们每日2次机舱巡班检查都习以为常了,没有一个人给我分担,每次我走到空压机旁边都会短暂停留几分钟,静静的思考到底是哪里出现的问题,到底是哪里出现的问题……,有时真想在嘈杂机器轰鸣声中,撕心裂肺的大声吼叫两嗓子,释放心中的不悦……!

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静静的坐在集控室电脑旁,打开说明书电子档,看着二维的设备结构图纸,认真的思考在思考,谈不上思绪泉涌,突然瞬间的想法,我还是怀疑可能的原因有三,如下:

(1)活塞环断环或过度磨损、缸套及活塞过度磨损、活塞裂纹等缺陷

如果缸套过度磨损或者活塞环断环、磨损过度,尤其是高压侧活塞环和缸套,必然会引起高压气体窜入曲轴箱,这是最容易判断,最容易想到的故障,但是查阅该台空压机检修记录,8个月前该台空压机针对此故障已经进行了大修保养,缸套检查正常,也更换了活塞环,活塞检查未发现裂纹砂眼等缺陷,后续测试故障依然,所以我判断缸套、活塞环过度磨损、断环的可能性不是很大。

(2)缸套贯穿性裂纹及砂眼缺陷

通过图纸,(见下图)只能“纸上谈兵”的分析,一次压缩空气在进入二次压缩前和压缩后高压空气,通过下部缺陷的缸套(砂眼或裂纹)直接进入曲轴箱,导致曲轴箱压力过高,仅仅是理论上的分析,个人感觉此故障的可能性非常非常小。

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空压机结构平面图

3)活塞销两侧密封O-RING老化失效

反复对比图纸,发现一个隐蔽性很强的O-RING,该O-RING布置在活塞销的两端,且活塞销的所在的空间就是高压侧,假如活塞销两侧的O-RING密封性能变差,岂不是有部分高压空气(25-30BAR)泄漏入曲轴箱吗?

查询上次大修记录,活塞连杆总成并没有解体检查,所以我认为该O-RING老化失效的可能性非常大,泄漏路径见下图:

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活塞连杆组件剖面图

三、【解体大修,一探究竟】

纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行,为了弄清楚真想,只能提前解体大修检查了。加拿大锚泊期间时间很充足,说干就干!我也提前提醒三管轮把相关备品准备好,确保备品充足才能动手。

解体吊缸大修空压机是三管轮基本功了,拆卸过程不多赘述,大概就一上午的时间,缸头组件、气阀、连杆活塞总成很轻松的就可以全部拆出来了。

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大修主空压机

首先目视活塞环正常没有断环,其次怀疑的缸套和活塞有问题,所以迫不及待的组装调试好缸径表和外径千分尺进行测量,结果发现缸套及活塞磨损量微乎其微,用来10年的缸套最大内径增量在不到0.05M(0.65MM报废),不得不说日本货质量还是杠杠的!

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缸套内径增量的测量

下图为活塞的测量:

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活塞的测量

测量标准数据见下图:

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标准测量数据表

随后进行缸套内部检查……,一切的一切都很正常,完全可以排除疑点一和疑点二的故障可能性......,心理总算舒了一口气,既然主要部件不出现问题,其他小问题应该好解决和排除了!

下一步紧接着,进行2组活塞连杆组件解体检查,当取下活塞销两侧的卡簧,拔出活塞两端盖时,所有的疑点终于烟消云散,4个端盖其上部的4道密封O-RING,其中2道已经完全断裂,另外两条也是老化受损,这样的密封条件怎么能密封住高压25BAR的高压气体呢,曲轴箱压力不高才怪!

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受损的O-RING

……,终于找到问题所在,功夫没有白费,更换所有O-RING ,见下图:

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更换全部O-RING

顺便也要测量下活塞销磨损量(标准数据见上表),油光锃亮的活塞销一点问题都没有!

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活塞销测量

清洁、更换备品、装复各个部件,一步步不能出任何错误,我只动嘴偶尔搭把手,指导新手三管和见习三管正确的组装空压机……,最后测试,一切正常!令人糟心的毛病彻底消失!

四、【活塞连杆总成三维建模,故障原因看的明明白白】

为了让小伙伴看清楚活塞连杆组件的结构组成,我做了连杆组件的三维模型,很直观的展现给大家,这么多零部件,真心浪费了我不少功夫!

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下图为活塞连杆组件爆炸图:

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活塞连杆组件爆炸图

故障情景再现:下图为活塞连杆组件组装后的剖面图,本次NO2主空压机曲轴箱,内部气压过高的原因,完全是由于高压室气体,通过活塞销两侧端盖,高压气流通过受损的O-RING ,由活塞销孔本体的开孔及连杆小端的间隙,进入曲轴箱导致此故障,气流泄漏路径如下红线标识:

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故障路径模拟

故障演示一目了然吧,说实话有时候很多轮机员大修保养该型号的空压机时,和保养分油机的思路都是一样的,保养三部曲:拆拆看看、洗洗吹吹、全部换换,有时候并没有思考该小小O-RING的作用,反正换新就行了,虽然这样能保证空压机的正常运转,但是不利于提高管理空压机和故障判断的水平。

五、【故障总结,我的建议】

以下是鄙人对保养此类型空压机的一点拙见,应该对提高空压机保养水平有一定的帮助:(特别针对此结构形式的空压机)

①、每次大修保养空压机时,必须解体活塞连杆组件,检查及更换活塞销孔两段的密封O-RING,该步骤有时非常容易忽视,O-RING虽小作用很大。

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活塞销组件爆炸图

②、仔细检查级差式铝合金活塞表面是否有裂纹等缺陷,有条件可以进行着色探伤,如果表面有贯穿性裂纹也会引起曲轴箱内部窜气的故障,如果不及时更换活塞,机损风险是非常大的。

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③、条件允许的情况下,除简单的目视检查缸套和活塞、活塞销外,组装好缸径表和外径千分尺测量磨损量数据,了解磨损量的动态情况。

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缸径百分表

【结束语】:本文是关于我近期处理的空压机故障一个小小的分支,顺便做了一个小小的总结,据我的工作经历,目前这种级差式活塞空压机在船舶上应用还是非常广泛的,算是主流空压机吧,希望本文对轮机员提高管理水平有小小的帮助。

如果您碰到空压机比较经典的故障案例,私信分享下,我们共同交流学习,觉得本文不错,转载分享给他人吧!

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