船用(MANSL52/55A型)柴油机故障原因及维修技术探讨

摘要某运输船在前往香港航行途中,船载中速柴油机(型号MANSL52/55A),突然出现故障最后导致停车无法行驶。经过机修人员检查,发现柴油机曲拐箱内主轴承均有不同程度损坏,针对检修中遇到的这一难题,通过检查、分析找出故障原因及故障修理排除方法,为今后船用柴油机的维修积累宝贵经验。

关键词船载柴油机;主轴承;检查;修理

中图分类号U6文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)042-0145-01

1故障现象及检修过程

1.1故障经过

2007年5月17日20:40时,该该船航行于广州至往香港的海域时,主机油门7格位置变动。此时发现曲拐箱油雾浓度高报警,复位后报警消不掉,又发生第6道主轴承温度很高,立即将螺距由12减小到5,随之主机由430 r/min减速至400r/min,21:00时发现第5、7、8道主轴承温度也很快升高。轮机长通知驾驶台要求立即停车,同时起动备用发电机并电,脱开轴带发电机,调低主机滑油温度。但由于当时条件不允许,只能找个合适的地方方可抛锚停车,故只有减速运行,直到21:30时再次降低主机转速至380r/min,螺旋减小到0跌至0.30 I-lPa,21:37时主机减速r/min,螺距减小到0,此时滑油压力已由正常的0,此时滑油压力已由正常的0.39MPa跌至0.30 MPa ,21:37时主机减速至230 r/min,(此为最低稳定转速),滑油压力下将至0.27MPa并低压警报,21:45时主机停 (非自动停车,后证实曲拐箱油雾浓度和滑油低压安全切断功能均失效),立即合上盘车机盘车30min,待冷却后,停主滑油泵并打开曲拐箱门检查,发现油底壳内有大量铜铅金属碎;盘车30片,第6道主轴瓦已松动,主机已不能继续运转,只能由拖船拖至修理港口维修主机,经过船厂维修人员进一步拆开检查,发现2、3、4、5、6、7,8道主轴瓦均有不同程度损坏,以5、6、8道损伤最为严重,均出现“露铁”现象且该三处主轴颈表面烧坏并有许多不同深度热裂纹,2、3、4、7道主轴瓦严重露铜且该四处主轴颈表面拉毛,只有l、9道主轴瓦继续使用,立即装复,第l、2、3、4、5、7、8道连杆大端轴瓦也有不同程度的拉毛刮伤和;烧伤等,只有第6道连杆大端轴瓦尚可继续使用。

1.2修理过程

1)主机曲轴的第5、6、8道主轴颈安排某专业公司磨削,根据各自损坏程度,经综合主轴颈表面硬度和裂纹深度分别磨至394、392、395 mm。原标准直径为400mm,经咨询原柴油机厂确认允许的最大磨削量为8 mm(2%标准直径)。所有技术参数(经测定曲轴的跳动量,表面硬度和中心线偏差)基本符合要求(除个别点表面硬度稍高以及5、6、8道主轴颈位置的曲轴中心线稍偏左0.10mm)并且表面裂纹经磁粉探伤确认也全部消失。其余2,3、4、7道主轴颈仅作抛光处理。

2)根据主轴颈磨削量,由专业厂家定做第2至8道的7付主轴瓦(包括标准瓦和加厚瓦),第l至8道的8付连杆大端轴瓦。综合考虑曲轴的加工精度,轴瓦的加工精度以及新轴瓦的材料膨胀系数等因素,要求专业厂家制造新瓦时适当放大轴瓦间隙至0.6mm,但不超过它们的极限间隙0.8 rnm。

3)拆去曲轴上的各个油孔闷头,将油通道用高压空气吹通检查并重新闷妥,以防油通道内留存部分金属小碎片和金属颗粒,然后将各主轴径及曲柄销周围,包括曲柄臂和机座等用柴油反复冲洗抹净,再用空气彻底吹干净。

4)7道主轴瓦和8道连杆大端轴瓦由安装人员按说明书要求分别上紧到螺栓伸长0.8mm和液压拉伸到100 MPa。除第6道连杆大端轴瓦未换新外,其余均为新轴瓦。

5)缸套和活塞连杆由安装人员清洁检查测量正常,连杆内部油孔检查清通吹净后,再全部装复,这一点对主机试车和磨合成功特别重要。然后再将各连杆脚上4只固定螺丝按说明书要求液压拉伸上紧到70 MPa。

6)活塞连杆全部安装完毕,由安装人员再次测量主机曲轴拐档差,并测量各主轴承和各连杆大端轴承间隙,均符合说明书要求。

7)缸盖与缸套接触平面由安装人员用专业工具研磨,清洁检查所有部件后,将缸盖及其附件装复。缸盖螺丝用专用电加热工具加热30min后上紧,进排气阀间隙重新调整至说明书规定值。

8)将主机油底壳彻底清洁干净,为防止滑油进机前的管路中留存大量的粉末,在每个主轴承的滑油进口管法兰处先加装细滤网。等串油48 h后,再拆去,这一点也对主机试车和磨合成功特别重要。

9)至此主机全部装妥,确认上述各项技术参数和安装尺寸(各轴承间隙)都符合说明书要求,具备了试车条件。

2试车和磨合

1)试车前主机机油分油机对循环柜提前投入运行l周,加强滑油分离,并保持正常。

2)试车前分别开启为主机服务的其他各泵,同时进行暖缸至60℃,检查各系统压力并消除漏油漏水地方。

3)试车前48h开始串油,开启主滑油泵,对机油泵前进口滤器和机油手动/自动滤器,机油细滤器反复进行检查和清洗。同时盘车检查2h以确认各主轴承,连杆大端轴承,活塞销,喷嘴,摇臂,透平的润滑情况和流量大小。

4)试车前主机可用的报警系统和重要的安全保护系统投入使用。

5)试车时,脱开盘车机,打开示功阀,将螺距设为0。

6)将机旁燃油限制杆放在0刻度,按下机旁启动按钮,反复冲车多次,后关闭功阀。

7)将集控室内气动调压阀调至0MPa,此阀仅用于加速和减速,不能启动停车。然后将机旁燃油限制杆放在5刻度,按下机旁启动按钮,主机启动成功,此时主机运转在最低稳定转速约230 r/min。检查主机各缸发火情况及各运行参数,特别监视滑油压力温度和主轴承温度显示值以及油雾浓度检查情况,并注意主机运转过程中无异响。在运转5、15、30和60 min后,分别停车打开曲拐箱道门,外观检查各主轴承、连杆大端轴承并触摸其温度,发现均正常。

8)重新起动主机,机旁燃油限制杆放7刻度位置,然后根据说明书要求在2h内逐步增加集控室内的气功调压阀设定值,每次增加20转,由230r/min加速至430r/min,在此过程,滑油压力温度和主轴承温度显示值以及油雾浓度检测情况等一切正常,在连续运转2h后,再停车打开曲拐箱道门,再次外观检查各主轴承、连杆大端轴承并触摸其温度,也正常。

9)根据说明书要求主机必须进行带负荷磨合运行至少18h,且逐步增加至全负荷。为了配合船检进行主机检验,在码头不带负荷且额定转速下先磨合运转了24h。再停车打开门道,外观检查各主轴承、连杆大端轴承并触摸其温度,再测量主机曲轴拐档差,一切正常。

10)上述磨合正常后,主机带负荷磨合逐步增加负荷(即桨螺距分别为5、8、10、12下各运转磨合6h左右),这样又磨合运行了24h,至此主机试车和磨合工作结束。

3机损原因分析

1)主机滑油系统只有油泵前有粗滤器,自动滤器废弃没用,与之并联的手动滤器无滤芯,仅用一般的细滤网包扎代替,滤芯早已抽掉。造成金属粉末碎片和油泥垃圾等直接进入各道轴承内,造成油路通道脏堵,滑油的流量变小,破坏了各道轴承和轴颈之间油膜的良好建立。

2)主机滑油系统的油底壳太脏,滑油分油机长期有故障,无法使用。尤其在恶劣天气下,滑油系统内沉积的大量杂质油泥泛起,而且无 滤器阻挡,直接进入各道轴承内,造成各轴承的快速损坏。

3)经查阅有关的操作说明书,要求机旁燃油限制杆应放在希望的位置,而以前一直误以为应放在最大位置,这在正常的气候条件和负荷下,主机油门不会太大,但在大风浪天气和变螺距控制失效使螺距大大超过设定值12的情况下,会造成主机油门失控,导致主机高负荷甚至超负荷运行,这易引起主机剧烈振动,进而造成贯穿螺栓上螺母裂开和地脚螺栓断裂或松动,以及前后机架连接螺栓断裂,同时破坏了主机各道轴承和轴颈之间正常的润滑油膜。并在滑油不洁的情况下,更容易发生曲轴与轴瓦烧损,引发重大机损事故。

4故障预防措施

1)为了保证主机滑油的清洁度,要求主机滑油系统的净油机进行不问断运行,并注重滑油分油机实际分离效果,保持合适的流量和温度。同时应定期将滑油送岸化验。这些对中速柴油机尤为重要。

2)对主机滑油系统各滤器的重要性要有足够的认识。准确地掌握主机的工况,并及时发现滤网和滤芯有无破损或缺少,如有问题应立即更换备件或安排修理。

3)对主机操作说明书等资料要仔细研究。做到心中有数,准确操作。

4)对主机的安全保护系统的功能进行试验,并确保它们工作正常。

5)对主机正常工况,以及超负荷等引起的异常振动要引起足够的重视,避免造成严重危害。

6)对主机出现紧急情况时的应急处置措施要熟练果断,并早一点使主机手动停车,或者降低主机转速,造成的故障可能没有那么严重。

总之,这次罕见的主机机损留给我们的教训是深刻的,也是多方面的,值得我们各级船舶管理人员引以为鉴。

推荐访问:柴油机 船用 故障 探讨 原因