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ME主机排气阀二例连续故障实例分析 某轮，13386TEU全集装箱船舶，主机型号是MAN B&W 12K98ME7，为电喷柴油机，单机功率达到72240kW。 1 ME排气阀的特点 ME主机排气阀与传统MC排气阀的区别及主要特点： 该主机排气阀与传统的排气阀基本相似，主要区别是新机型取消了传动凸轮、驱动滚轮及弹簧机构，原来的驱动滚轮改成了液压活塞，排气阀的提升器底部改成与液压活塞相匹配，便于传递动力，HPS的动力油经FIVA（Fuel injection valve activation）后驱动排气阀提升器的液压活塞，从而驱动排气阀液压活塞。 排气阀启闭定时、燃油的喷油定时、气缸油注油定时等均通过安装在主机自由端的角向编码器得以实现。 2 故障一的经过 2015年6月10日晚上22:00，该轮正在红海航行，主机突然SLOW DOWN报警，经查是主机No.1缸排气阀行程低故障，引起减速运行，并伴有严重的敲击声。根据MOP上故障提示，先是怀疑FIVA阀故障，停车，将先导阀换新，启动主机，故障依旧。 停车，再将整个FIVA连同先导阀一起换新，再启动主机，还是不行。 再更换CCU1电路控制板，仍旧不行，检查升压器节流阀，正常。 此时已是将近11日凌晨2点，为了不影响班期，按照公司要求，先将No.1缸进行封缸运行，但是转速不能超过主机MCR的55%（我轮约52rpm左右），否则主机也会自动降速运行，况且No.1缸排气阀敲击声很大，而船舶下一港要到6月21日才抵达英国菲利克斯托港。一直封缸运行的话，如此长的时间，对排气阀肯定有损伤，因此在与公司沟通协商后，4点半左右，船舶停车更换排气阀(该排气阀总运行时间11150小时)。早上8点半更换完毕，然后冲车，试车，加速运行，故障排除。 将换下排气阀进行解体、测量、检查，未发现明显损坏及异常磨损的现象。具体测量数据如下： 阀杆密封处最小外径 107.96mm（极限值:107.8mm）； 阀杆导套上部内径 108.03mm（极限值：108.8mm）； 阀杆导套下部内径 109.33mm（极限值：112.0mm）； 顶部液压油缸内径 140.02mm（极限值：140.20mm）； 以上数据均在极限范围内，但发现阀壳内部及阀杆和导套之间结碳严重，所以判定故障原因是由于阀杆与导套之间卡阻而引起。 3 故障二的发生 2015年6月12日，No.1缸新换的排气阀报警“排气阀关阀速度过快”（主机55rpm以下，报警消失），观察该缸排气阀开度比刚换新时略有减小，在115mm至120mm左右。当主机转速高于60rpm时出现排气阀关闭过快的警报，且时有时无(临界）。检查排气阀液压管脉动正常，主机排温正常，但主机在55Rrpm以上时测取该缸爆压发现压缩压力和爆压均偏低（比正常值偏差达8.5bar），转速低于55rpm时正常。 4 故障二的分析 根据MOP故障诊断分析有以下几种原因（参图1）： （1）排气阀位置探头故障 （2）排气阀顶部“除气节流塞”（De-aerating orifice）堵塞 （3）液压油泄露 （4）空气弹簧安全阀故障 相应的解决措施如下： （1）检查排气阀位置探头 （2）疏通或更换“除气节流塞”（De-aerating orifice） （3）检查排气阀液压油升压器和油缸是否泄露
   图1：主机排气阀内部结构图（上半部分） 3 故障二的排查 抵欧洲各港口后，按照提示逐项排查No.1排气阀故障： 与No.2缸互换位置探头，故障仍旧； 与No.5缸互换空气弹簧安全阀，故障仍旧； 对该缸排气阀液压系统进行检查并更换了升压器进油止回阀，与No.3缸互换升压器与液压油管，故障仍旧； 检查排气阀油缸顶部节流塞发现略有松动并上紧，本以为问题找到了，但开航后问题依旧。 一路上利用靠泊时间排查，位置探头、节流塞、安全阀、排气阀液压油升压器都没问题。那问题可能还是出在油缸上，只差油缸没互换了。 船抵国内港口后将原No.1缸排气阀顶部液压油缸及驱动活塞换上，“排气阀关阀速度过快”报警消除，并测得该缸爆压和压缩压力正常（主机60rpm以上），问题终于得以解决。 4 探究故障根源 将驱动活塞解体（见图2），各部件也未发现明显磨损，难道是弹簧偏软？当排气阀关闭时缓冲活塞（P90803-0071-122）未能及时关闭而少量漏油致使排气阀关闭速度过快，似乎也讲得通。
图2 驱动活塞整体部件图
图3 驱动活塞 仅将弹簧换新，其它未换（也没有备件），将驱动活塞组装好再安装到备用排气阀上。在欧洲抵港后，我们将此备用排气阀换到No.8缸，更换后又报“排气阀关闭速度快”警报，排气阀开度偏低且压缩压力及爆压偏低，与之前No.1缸故障一样。 将原No.8缸排气阀顶部油缸及驱动活塞换上（更换之前我们先测得缓冲活塞上端距专用工具上端的距离为51.0mm，如图4所示），故障排除。所以不是弹簧偏软的问题，那问题出在哪呢？分析下来还是出在液压活塞上，再次将解体过的驱动活塞测量：距离为51.4mm（说明书最大值为D08-23：51.4mm，最小值为D08-22：48.4mm），刚好为最大极限值，但比原No.8缸驱动活塞所测距离大0.4mm。
图4 缓冲活塞高度测量 进一步分析，有可能这批随船新的备用排气阀驱动活塞都有问题。我们立即测得另外一个新的备用排气阀，距离也为51.4mm，果不其然。为了验证我们的疑问，我们又利用靠港的机会，将这个新的排气阀换到No.7缸，结果又报“排气阀关闭速度过快”警报，将原No.7缸排气阀液压驱动活塞换上后故障消除。两个新的备用排气阀驱动活塞上都有问题：垫块太薄，或者是垫块台阶加工的太深了（如图2、图3所示），造成缓冲活塞上端距专用工具的上端距离太大（达到最大极限值），当排气阀关闭时，排气阀杆上行，缓冲活塞随着驱动活塞上行时，泄油孔关闭慢致使泄油过快，所以造成关闭速度过快。 5 心得体会 自2007年我司在韩国现代船厂订造了4艘10000TEU的电喷主机全集装箱船舶开始，至今已历经近9个年头。这些年来，通过仔细阅读说明书和在接船期间、以及保修过程中与B&W的服务工程师的交流，加上我们长时间的实船操作实践与总结，对主机的各种故障的排除也积累了相当丰富的经验。但是这两起排气阀故障原因却有很强的隐蔽性，让我们走了许多的弯路，前面已有的经验不能解决所有的问题，还得经过实际分析，由易到难，找到故障的实质并加以排除，还有新的备用排气阀的质量也不是百分之百的可靠，分析故障时也要加以考虑。 |
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