空压机滑油频繁乳化...这原因有点不按套路出牌！

0 前言

2022年3月份我轮在执行南开普敦至巴林航次任务时出现了空压机滑油频繁乳化这一故障。

起初由于二号主空压机处于长期standby模式下不常运转，且滑油也有较长时间未进行更换处理，于是首先怀疑是滑油长期未更换且三月份南开普敦气温较低，在南开普敦执行卸货作业时，海水温度仅11℃，机舱舷墙上以及海水冷却管路上出现大量冷凝水，我们怀疑是由于气温降低长期未运转的二号主空压机曲拐箱内的气体组分在低温作用下析出了冷凝水，在靠离泊作业时，2号主空压机的间歇运转使得冷凝水与滑油在曲柄高速运转的搅动下产生了乳化现象。随后我在我轮大管轮的指导下，我们对2号主空压机滑油进行了彻底更换（包括空压机的滑油滤器），此后2号主空压机转为auto模式，1号主空压机转为standby模式下运行，经过一段时间的观察后，发现二号主空压机滑油未出现乳化现象。

卸货结束开航之后，为方便管理，又将二号主空压机切换至standby模式，一号主空压机又切换为了auto模式，在船舶航行至莫桑比克附近时，巡班人员发现二号空压机中滑油又开始出现乳化现象，此时机舱温度已经缓慢上升，证明第一次对于滑油乳化原因的猜测是错误的。且此前我轮将两台空压机对调主用和待机模式，通过观察发现当二号主空压机主用，一号主空压机standby时，一号主空压机并未出现曲拐箱滑油乳化现象，而将二号切为standby模式下则出现了二号主空压机滑油出现乳化现象，则可以确定二号主空压机存在故障。

1.故障原因分析

常见情况下导致滑油乳化的原因主要有如下几种：

1.1气缸套有裂纹

缸套冷却水经此进入到曲拐箱中。根据值班人员巡班检查的情况来看低温膨胀水柜水位并无异常变化，且在拆开空压机曲拐箱道门之后，也并未发现有水从气缸上渗入曲拐箱中，因此排除了这一可能性。

1.2曲拐箱中的凝水

曲拐箱中的凝水与空气相对湿度、曲拐箱内的温度和曲拐箱内的压力有关。

这次故障期间时间跨度和空间跨度极小，航行区域附近的气候较为干燥且航行途中未遭遇降雨天气，排除了机舱空气中相对湿度的异常增加造成的曲拐箱出现凝水这一猜测。

由于两次滑油乳化事故发生期间，我轮航行的空间跨度极小（南开普敦至莫桑比克附近海域）外界温度变化小，此外影响曲拐箱温度的主要因素为机舱温度和低温冷却水温度，由于外界环境温度变化极小机舱温度也处于较为稳定的状态基本维持在38摄氏度左右。低温冷却水温度也较稳定，未发生低温冷却水温度大幅度变化的现象，由此排除了曲拐箱温度变化导致此次故障这一猜测。

当外界环境相对湿度不变，曲拐箱内压力越高时，水的沸点越高即露点温度随压力上升而升高，空气中的水蒸汽将会析出。曲拐箱压力主要与主空压机气缸内气体下窜、曲拐箱透气孔状态有关。若气缸内气体下窜量明显升高，那么将直接体现在空压机压气效率上，空压机压气效率将下降。

且大量压缩空气的下窜，空压机的曲拐箱滑油观察镜处将会看到搅动极其剧烈的现象。然而实际运行时并未发现此类现象，由此我们排除了压缩空气下窜量变大这一猜测。至于曲拐箱透气帽，我轮进行了两台空压机同时运行对照以及透气帽互换的操作，透气帽状态良好无堵塞，两个透气帽在空压机运行时脉动无差，由此我们排除了透气帽堵塞造成曲拐箱内压力升高造成曲拐箱内析出冷凝水的猜测。

经过详细检查后上述可能造成滑油乳化的因素都已被排除，在观察到主空压机设备槽内下水口处大量的积水后，暂时推断为下水管路反水时相对湿度较高的空气通过空压机放残管进入到了空压机曲拐箱内。结合船舶空压机结构图分析，初步判断空压机的机械式浮球阻汽器（如右图所示）起水密作用的元件老化破损导致下水管路反水时部分水分经此进入到空压机内部。

机械式浮球阻汽器的工作原理是，当压缩空气在经过末级冷却后空气和空气中的冷凝水从图中上方进入阻汽器腔室，受密度差影响，凝水聚集于底部，空气从此处通过，以此获得干燥的空气，当凝水聚集至一定的位置后，浮球被抬起，凝水释放，随后浮球落座，靠浮球的重力作用带动密封元件实现密封防止放残管路中的水和湿度较高的空气倒灌。

当密封胶皮老化破损后，阻汽器的防倒灌作用失效，相对湿度较高的空气经此沿管路进入到气缸。由于我轮空压机活塞头采用的铝制活塞，铝制活塞最大的缺点是其膨胀系数大。长期不运转活塞处于低温状态下，活塞与气缸的贴合无法保证其气密效果，湿气得以从此处下窜进入到曲拐箱，在低温状态下湿气中的水分与滑油接触，在船舶横纵倾、共振以及靠离泊作业2号主空压机的短时间运转带来的搅动，导致了滑油的乳化。

并且此前当换完滑油并保持2号主空压机作为主用机时，由于空压机时常运转，管路和阻汽器中充满了压力高达30bar的压缩空气，反水时相较于压缩空气，湿气只能算作低压湿气即使密封元件老化破损湿气也无法进入到空压机内部，且活塞温度较高膨胀之后的活塞与气缸壁贴合减小了低压气体下窜的可能，因此有了一开始换滑油之后主用二号机时，二号机滑油乳化现象消失，以及二号机备用时，乳化现象再次发生的状况。

2.故障排除

为证实这一猜测，我轮将浮球式阻汽器中的浮球以及连带密封的元件整个更换，在进行更换之后，直至换班前2号空压机在主用状态和备用状态下均未再次发生空压机曲拐箱滑油乳化现象，因此证实了浮球式阻汽器密封元件老化失效造成了此次曲拐箱滑油乳化这一猜想。

3.事故总结

滑油乳化会导致滑油的粘度和导热性降低，润滑效果大打折扣，且被乳化的滑油无法建立有效的油膜，这样会加速缸套/活塞环的磨损，严重时将会由于无法建立有效的油膜导致拉缸、轴瓦烧损以及损坏曲轴这类重大事故，大大缩短空压机的保养间隔和使用寿命。因此，日常多做好空压机的滑油观察，一经发现存在滑油乳化现象应该立即查找滑油乳化的原因尽早解决，以防造成大的机损事故。

来源：船舶那些事  作者：黄志强