ME-C电喷新主机滑油长期饱受燃烧产物摧残,老轨放大招--厂家服了!
0.引言
某公司某VLCC轮(主机型号MANB&W 7S80ME-C8.2)自2014年1月建造出厂以来,一直深受主机扫气箱炭渣及污油下窜到曲拐箱污染系统油困扰,其间曾造成主机系统油质量改变,并于2014年5月初及2014年12月底进行2次换新系统油,每次换油量约60 m3。尽管厂家保修分别于2014年5月更换填料函所有密封环、刮油环及2015年3月全部换新填料函总成,情况似乎没有好转,仍因系统油脏污而导致主机每运行2~4天必须拆洗主机滑油自清滤器及旁通滤器。而同公司另一姐妹船建造出厂后也出现同一现象,虽后来厂家保修换成苏州产的填料函总成后情况有所好转,但仍须常拆洗主机滑油自清滤器。
2015年6月,该轮以主机转速62 r/min从宁波开往湛江的4天航程里,出现因主机滑油自清滤器压差高致使进机滑油低压报警,且在2次拆洗主机滑油自清滤器时转用旁通滤器,观察到旁通滤器压差计压差指示在增加,因此必须拆洗旁通滤器。因考虑到主机安全、人力投入及其他维修保养工作的影响,笔者根据多年经验,对主机填料函的结构进行分析研究,最终通过对主机填料函进行改良,使问题得到解决。
1.7S80MC机与7S80ME机填料函的结构不同点
(1)7S80MC机填料函在扫气箱部分有2个开口,并且在开口处可见到填料函第一、二道密封环(见图1)。笔者认为正是这两个开槽卸掉了扫气箱内复杂的紊流气流而不使脏污物向下推送,故7S80MC机不存在系统油被扫气箱脏污物污染的问题。
(2)7S80ME-C8.2机填料函第一道环相对于7S80MC机作了一些改变,第一道环为刮油环,并在第一道环槽背开了一圈泄放孔(如图2)。其他几道环与MC机相同:第二、三道环为密封环;第四道环为刮油环,把污油刮到填料函泄放孔泄放到机器外;第五、六、七道环为布油兼刮油环,通过孔道把油刮回曲拐箱。笔者认为正是第一道环为刮油环并在环槽背开的一圈泄放孔导致系统油被污染。
2.系统油被污染机理分析
经分析,主机扫气箱污物进入曲拐箱主要有以下2个途径。
(1)从活塞杆与填料函间的缝隙通过第一道环上平面的径向凹槽漏到环背,污物漏到第一道环环背后,活塞上行时,环向上贴紧环槽上平面,下平面有间隙,在剩余扫气压力及环向上运动的“泵吸”作用下,污物通过环下平面的间隙窜到第二道环;活塞下行时,环向下贴紧环槽,上平面有间隙,在剩余扫气压力及环向下运动的“泵吸”作用下,污物通过第二道环上平面的间隙进入第二道环环背。同理一道一道环地往下窜。
(2)由于扫气空气作用及活塞的上下运动使扫气箱内空气形成复杂紊流的作用,污物从第一道环的一圈泄放孔漏入环背,同上原理不断下窜到曲拐箱。所以主机转速越高,单位时间“泵吸”下窜的频率就越高;同样扫气压力越高、紊流越厉害,污油渣被向下的“推力”就越大,因此主机越高速航行,系统油就越容易脏。
另外,同公司另一姐妹船在换成苏州产的填料函总成后情况有所好转,笔者认为可能是因不同厂家浇铸填料函时,第一道环槽一圈泄放孔的方向、大小及斜角可能略有不同,使得苏州产的填料函正好抵消了扫气箱内的复杂紊流空气把脏污物向下推送的作用,从而减缓了系统油变脏的速度。
3.分析验证
清洁主机扫气箱时,刻意用破布及压缩空气彻底清洁从活塞杆与填料函间缝隙到第一道环泄放孔周围的一片区域(见图2,之前清洁扫气箱时不够重视),着重用压缩空气吹扫活塞杆与填料函间缝隙以及每一个泄放孔。之后在主机以转速70 r/min航行7天时主机滑油自清滤器才发生压差高报警,必须拆洗主机滑油自清滤器;继而因该区域逐渐变脏,航行3天、2天就须清洗自清滤器。然后彻底清洁从活塞杆与填料函间缝隙到第一道环泄放孔周围的一片区域,滤器清洗周期分别是7、3、2天,而旁通滤器则不用拆洗。表明上述分析正确。
4.解决方案的实施
解决途径分2步:
①厂家把第一道环由刮油环改装回相应尺寸的密封环;
②将第一道环的一圈泄放孔封死。
该轮只能采取第2步。首先考虑车制铜塞堵死每一个泄放孔,但因要车制的塞子太多且万一试验不成功塞子难以取出而放弃。因此釆取用扁钢及薄钢板自制7套与填料函上部第一道环泄放孔外表形状相符的罩板,设计上罩板通过填料函本体上4个吊环螺孔用4个M16螺栓固定在填料函本体上(见图3)。为确保安全,在机务主管的指导下,先加装3个盖板,经一段时间运行确认安全并有效果后,全部7个缸均加装了罩板。同时每航行12~15天用约1.5 h清洁一次主机扫气箱,主要是用压缩空气彻底吹洗活塞杆与填料函间的缝隙,以及检查罩板情况。实践证明,这些措施的效果是非常明显的,主机滑油自清滤器自2015年10月18日抵青岛拆洗后的近6个月里,主机滑油自清滤器压差未明显变化,无需拆洗,并且两次对主机系统油取样化验各项指标均正常。
5.改良前后填料函解体情况对比
考虑到主机1~6缸已运行近13600h,正好利用在锚地等泊的6天时间对主机6个缸进行常规吊缸作业。当解体各缸填料函时,惊喜地发现内部非常干净,几乎无炭渣;而从以前厂家保修时留下的照片看,第一、二、三道环及环槽均有一团团的炭渣。这彻底证明改良是成功的。2014年5月厂家保修时拆开填料函,炭渣非常多(见图4);2016年1月吊缸时,距2015年3月厂家保修换新填料函后运行了5350h,几乎无炭渣(见图5)。
6 结束语
此次改良成功,为船公司做出了以下贡献:①在源头上堵住了脏污物进入曲拐箱污染主机系统油,主机运行更加安全,对于共轨系统各元件更是如此;②解放人力去做其他维修保养工作;③几次系统油取样化验各项指标均正常,避免了更换系统油每次花费近百万元;④为公司因换系统油费用对厂家的索赔提供有力依据;⑤为柴油机厂家对此种填料函的改进提供思路,据说厂家已接受此改进理念,并生产出改进型的填料函且在试验中,等该轮中期检验进厂时进行更换,并对欧洲出现同样情况的船舶进行了推广。