危机处置:某轮航道中主机滑油低压致险情!
某油轮主机型号为MAN B&W 6L60MC型柴油机。在澳大利亚汤斯维尔港离开码头后主机滑油压力突然从0.42MPa降到0.23MPa,出现主机自动降速的险情。
故障概况:
某轮在澳大利亚汤斯维尔港卸完货油离开码头后,在航道中以港内全速航行,突然主机发出故障降速报警,主机滑油系统油压力突然从0.42MPa降到0.23MPa。由于船舶正航行于航道中,未处于安全海域,引航员仍在船,情况不允许立即停车来排除故障。轮机长决定在手动模式下立即启动备用滑油泵,两台油泵并联运行供给系统润滑油,滑油压力基本上能维持在正常水平,保持主柴油机持续运转(这种处理方式当时是很合理的)。直到船舶驶离航道,引航员下船后,在安全的开阔水域,停下主机,进行逐步排查。
滑油系统工作原理:
该轮主机滑油系统主要由滑油循环柜,滑油泵,过滤网式滤器,滑油自清滤器,滑油冷却器及相应管路、阀门组成。两台滑油泵并联,经过滤网式滤器从滑油循环柜吸油,再经滑油冷却器和滑油自清滤器排出至进机,进机后主要分为两路,一路油直接送至主轴承和推力轴承等处,另一路油通过伸缩机构供至十字头,十字头中有滑油输送孔,将伸缩机构供来的滑油一部分送去冷却活塞,一部分送去润滑十字头轴承和滑块。冷却活塞后的回油经连杆内部的钻孔送去润滑曲柄销轴承,各轴承润滑油回油经干式油底壳流入到滑油循环柜中。
故障原因查找分析:
滑油低压的原因很多,最常见的问题是系统脏堵,发生的部位主要在滤器处。因此轮机长首先安排拆出油泵进口滤器,滤器较清洁;接着再拆检滑油自清滤器,同样未发现异常;检查系统外部其他设备及管路系统,也没有找到问题,由此判断确定问题可能出在柴油机上。
重新启动一台滑油泵,滑油压力仍然很低。大管轮逐一检查各缸活塞冷却油的流动状况,当检查到第四缸时,观察镜中见不到有油流出,同时听出该缸曲柄箱内油流声比其他缸要大,于是打开该缸曲柄箱道门,发现上部滑油瀑布式往下倾泻。随即停掉滑油泵,打开曲轴箱,使用防爆手电照射观察该曲柄箱内部,发现油底壳内部有一根弯曲的管子。取出分析判断,原来是供滑油至十字头的伸缩机构中固定在十字头上的动管弯头断裂,动管脱落掉下,被曲轴打弯后落入曲轴箱底部油底壳。同时供至该缸十字头的滑油直接由静管泄入曲轴箱,没有了润滑部位的背压,最终导致了滑油压力急速降低,并引发主机自动降速。当两台泵并联运行时,由于流量加大所以能维持原来的压力。
该故障属于典型的船机零件疲劳破坏故障模式。零件或材料经过一定次数的循环载荷或交变应力作用产生裂纹和断裂的现象称为疲劳破坏。一般认为,疲劳断裂过程要经历三个阶段:疲劳裂纹的萌生,即疲劳源的形成阶段;疲劳裂纹的扩展阶段;最后断裂或瞬间断裂阶段。
故障处理:
虽然之前的临时措施解决了滑油低压问题,其他各缸能正常工作,但不能解决该缸相关部件的润滑与冷却,必须将损坏部件予以修复。
查找备件,损坏的滑油动管有新的备件,换上即可。但断裂的弯头船上并无备件,必须得经过修复才能恢复主机的正常运转。针对断裂的弯头,首先考虑的修复方式是采取焊补,弯头材料为铸铁。铸铁零件的应力集中系数较小,难于焊补,容易产生白口和裂纹,必须经过很精细的焊补程序才能保证其连接强度。
焊接前首先将接缝处用砂轮机加工成V形槽,用清洗剂彻底将零件表面的油渍和污垢清洗干净。焊接过程中一边用气焊对焊补位置进行加热一边用电焊进行缓慢焊接,焊后继续用气焊加热保温,让其逐渐冷却,尽量减小温度的变化,避免产生过大的热应力。
焊接完成后与新的滑油动管一起装复,启动滑油泵,系统恢复正常。启动主机试运转,柴油机正常工作,为了确认焊接是否牢固,一个小时后,停车打开曲轴箱检查,发现焊接处又出现了细小裂纹,事实证明此修理方法并不可靠。
轮机长准备对该缸封缸运行,但封缸除了切断该缸燃烧,还得停止活塞和十字头的运动,工作量很大,而且船上都不具备此种封缸的实践经验(必须拆除十字头和连杆组件)。
机舱人员一起商量对策,一位资历较深的老机工提出了一个焊接方案,在弯头裂缝的两边分别钻一小孔,分别插入一钢筋,再从两面将两根钢筋用电焊焊接起来,类似于金属扣合工艺,由于焊接发生在钢筋上,焊接强度能得以保障。经此方法修理后,试运转后再未发现异常,故障终于得以解决。同时船长立即电告船公司,申请加急备件,当船舶抵达下一港口时,换上新的备件,故障也得到了彻底解决。
经验小结:
1.当船舶主机出现滑油低压故障后,必须立即处理,在确保船舶安全的前提下最好立即停车检查并予以排除。
2.遇到危机不要紧张,要采取合理手段进行规避,比如此案立即启动另一台备用油泵,双机运转,是很妥当的;
3.在柴油机润滑系统中除了常规的对滑油的品质、温度和压力进行正确的管理意外,还得经常检查系统部件,管路的状况,尤其是一些受力部件。定期打开曲轴箱,可通过观察或听响法检查管路和连接件是否存在裂纹与缺陷,及早发现故障的征兆,并及时处理,如果等最终形成破坏时其危害性和解决难度都会变大。
4.在船机零件的修复过程中,应根据零件材料,修理的要求和修复工艺的特点,灵活采取可靠的修理方式,尤其是对较难修复的零件,可以采用多种方式相结合的措施。
5.在故障的排除过程中,要充分调动大家的积极性,群策群力,充分采纳合理建议,避免特立独行。