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【船机帮】前辈们总结的轮机故障实例(七)


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船机故障心莫慌,遇事不决船机帮

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滑油失压使推力轴承严重烧熔

【事情经过】

某轮主机为ESDZ43/82A型,一次由申开往天津途中遇大风,即在石岛湾避风,直至第三天下午1300时才起锚开航。

1400时机匠检查发现主机摇臂轴上的封盖掉下,及时报告当值轮机员。

二管轮即到机舱上层查看,见第3缸摇臂轴两头的闷盖及螺栓都掉下了,由于当时车速为185转/分钟,就一面报告轮机长,一面再通知驾驶室要求减速安装,当减速刚一开始,即听到在飞轮处发出咯!的一声响,立即关车。

这时看主机滑油进出压力表,已指在0位,再看滑油泵指示灯则巳熄灭。

二管轮觉得很奇怪,明明不久前检查滑油泵运转很正常,怎么现在就停了呢?而且警报也没响过。

这时轮机长已到现场,见此情况,马上重新启动主滑油泵,压力很快上升至0.22MPa,随后又启动主机继续运转,仅数分钟后,只见推力轴承处有大量油气冒出,赶紧再停车。

打开第6缸道门就看到推力轴端有铅熔落。后在无任何检修情况下,又继续开慢车(50-60转 /分钟)航行了五小时,到烟台港外锚地检修,此时发现推力块上的合金已全部熔化,燕尾嵌槽也露出,直接与推力环平面磨擦,使平面磨出几道很深痕迹该轮在航行中辅机既没有发生故障,主滑油泵又没有跳电,这事故怎么会发生,而且当断油后,失压报警也没有报警呢?


【分析与处理】

当时海上风浪最大为6级,不可能因外界因素引起辅机、滑油泵的工作不正常。

而事故后对辅机及滑油泵检查,技术状态很好,没有使油泵有跳电的迹象。

根据大家回忆,事故当天开航后甲板部有人下机舱关起锚机电源,而起锚机的分电箱正好是在滑油泵分电箱同一部位的,上方,因放置地位较低,故习惯用脚去踩较方便,可能这次在踩下去时,用力较大顺势把滑油泵的开关也一起踏关闭了,而后知道不对又随即将滑油泵开关拉上,但他不知道操纵台上还须掀下按扭方能启动滑油泵。

其次从关锚机到主机出现事故的前后时间的连接推算下来,可能性是有的,所以这一推理还是合乎逻辑。

为何该轮单独只烧熔推力轴承,而主机其它各活动部件没有损坏呢?

主要是发现较早,而推力轴承处是从油泵管路中设有一路直接喷到推力环处,所以一当断油后,立即无油,又该处单位平面内承受船舶全部的推进力量,一旦断油很快易导致热铁故障,虽然后来油泵供油了,但已受损的推力块,又经五个小时的慢车运行,事故由此就扩大了。

至于为何不及时报警,因为该轮报警电源用的是电瓶,电瓶报警共有二组,每组四只,一组用时另一组充电备用,由于电机员工作大意,没有及时测量正使用的一组电液比重,电压已低到不能使警铃起作用,而没有换备用一组。


【经验与教训】

1、甲板部向轮机部要电(要水)已有制度明文规定,须书面通知,而该轮事故前一直是甲板部木匠自己到机舱动手操作,认为这样方便而且不麻烦轮机部。

通过这次事故,可以看到船舶安全工作是一个整体概念,只有认真执行规章制度,方能确保安全,其它乱来都是不对的,虽然一时不致出事故,但终久还是要出大事故。

2、在发现主机滑油断油后,采取降速时,听到在变速后推力轴承处发出了咯!的一声响,轮机员应该意识到这是轴系出现较大间隙松动后的撞击声,应在停车时赶紧检查而不应该继续启动运转。

更严重的是在推力轴已发出大量油烟情况下,不作拆检修理而继续以慢车运转五小时,这是毁机而不是保机的决策。

3、滑油失压报警电源可以改为变压器采用硅整流的办法,直接用辅机发出的电源,可防止工作中的疏忽粗心。但对此设备还是要加强周期性的检查,方保安全无失。

4、过去某轮曾发生曲轴箱内热铁事故,马上停车打开道门检查,突然发生了爆炸事件。

这是由于热源未消失,机内油气遇上新鲜空气后引起了骤然而成爆炸。

这次该轮热源在推力轴承箱内,又是经慢车再停车,故打开第6缸道门未引起突爆,但是为了安全起见最好还是稍停一刻钟以后,再打开道门较妥。

5、推力块上合金厚度在5毫米左右,而曲轴轴承的轴向间隙(俗称夹脚缝),据说明书上记载前为2~4毫米,后为6~8毫米,又曲臂与主轴承间隙说明书上规定应保证调整在推力端为2~4毫米,自由端为6~8毫米, 而现在推力环盘已磨损约0.80~1毫米,如不采取临时措施。

继续长时间运转下去,将影响活塞向前敲缸。

从前曾有某轮亦由于推力轴承断油,不知这种道理,继续慢车长时间开到目的港时,结果造成曲臂与主轴承接触磨亮成一深印槽。

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润滑不良使推力轴承严重烧熔

【事情经过】

某客货轮设有左右主机为9ESDZ43/82B型各一台,某年在1月13日1045在申港由浮简移汇山码头,准备装货上客时,大管轮备车时不遵守操作步骤,未测量主机循环油柜油位情况下就开启主滑油泵。

后轮机长下机舱,发现右主机滑油循环柜油位从平时正常的43厘米上升到62厘米,当即检查,确定为油内已混入舱底水约1吨余,就布置大管轮用二台分油机一边分油,一边移泊,当天即开航而未及时报告上级机务部门。

13. 59出吴淞口后又没有作降速试运转,仍开180转/分钟,二小时后滑油细滤器前后差达0.25MPa左右,大管轮即调换备用细滤器,而未查看堵塞原因,三小时后压差又逐渐上升,同时在凸轮轴箱处的观察镜中有水汽和玻璃上有水珠,轮机长这才决定降速,从155→150→120转/分钟,直到第二天1659抵青岛。

到港后检查曲轴箱,发现油底壳有铅片,再检查推力轴承,发现推力块已磨到燕尾嵌槽处,推力环盘平面上已磨有雷治约1.5毫米深,此时汇报上级机务,决定单机返航。

抵上海后经有关人员提醒,推力轴承大量磨损会引起轴向移动,还应检查相关的轴系部位,为此拆检各缸连杆下轴承及主轴承,发现全部9道下轴承,在其后边沿的部位也热铁熔铅严重,只好换新,其它连杆上轴承、导板和十字头轴承末发现异状。


【分析与处理】

该轮从1月7~13日泊浮待命时,舱底水没有及时处理掉,后逐日上升到水舱面。

又因主机滑油循环柜的道门门床垫未装平整,有一处橡皮重叠相压留有缝隙,致使污水由此漏入油中。

该型机推力轴承润滑是采用喷管式喷到推力环盘上,滑油到达这里已是末端了,因调水油粘度大,润滑性能差,到此已油压较低,又喷嘴口处有一部份被异物(棉纱线杂物)堵住,一方面喷出的角度有些改变,另一方面喷到推力环盘上的油量也就少了,使油润滑和起冷却作用效果都下降,最后导致推力轴承烧熔,使曲轴前移,引起各缸连杆下端轴承的后边沿与曲轴颈圆弧过渡处相碰磨擦发热而熔铅。


【经验与教训】

1、这起事故发生的过程中,有些迹象早暴漏出来,而没有引起重视,如滤器的压力差那么大,超过正常,若在调换滤器后及时清洗检查,可以看到被滑油带来的细小铅末引起注意后采取有效措施,事故可不致扩大下去,又如通过发现凸轮箱处的大量水蒸汽和玻璃上的水球与平常有异时,也应该由此得到警惕,及时检查有关部位,不致使事故扩大。

2、 轮机长已发现了滑油中有1吨余的舱底水混入,还不认为问题严重,而不及时向上级机务汇报,盲目开航,这种带有侥幸心理也是促成事故发生的致命伤。

3、据了解当时该轮主要轮机员都缺乏理论知识,对滑油中含有水以后,在润滑中所起的破坏机理都不清楚,所以造成一上来就不重视滑油进水的问题。

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燃气倒窜使扫气箱脏堵严重

【事情经过】

某油轮主机为6ESDZ43/82B型。

某年某轮机长调往该轮任职。

第一次开航后即发现主机车速在同一油门格数下比同型船慢5转/分钟左右,查各缸排温时,第1、2、3缸正常而4、5、6缸排温高达400℃~420°C,并听到大管轮介绍这几缸的扫气箱也容易脏堵。

轮机长于是留心逐一对喷油器、活塞涨圈、填料涵、汽缸油的耗油量等各方面作了检查,未见有异常之处。

在勤清洗和摸索原因一段时间后,一次预知到港停泊时间较长,即对该三缸扫气箱又作一次清洁。 

轮机长进入检查时,偶一抬头看到扫气箱顶壁上有一层如雾状的炭粒粘附着,显然这是燃气倒窜的产物,随即盘车看各缸缸壁和活塞涨圈的情况很好。

接着检查各缸排气阀开启的定时,发现第1、2、3缸在飞轮上的开度,延迟了5-6度,而第4缸则延迟16°,第5缸是14°,第6缸是13°。

于是逐个将排气凸轮上的锁紧螺帽松出,把凸轮搬移回位到下死点前90°,自此之后该三缸排温正常了,扫气箱也不用经常清洁。


【分析与处理】

该机型凸轮轴的结构是前三个缸为一组,后三个缸为一组,两者中间用考必令联结由齿轮链条传动。

由于该轮走远洋,当时人事调动如走马灯一样,已多次多批更换,所以交接时记录很不清楚。

据说以前该凸轮轴在考必令处曾出观过松动现象,可能以前的轮机人员对第4、5、6缸的进排气凸轮作过调整而没有做好,也可能发生什么故障而拆解了凸轮轴,故发生了以上不正常的现象。

又由于人事调动频繁,大家对定时问题也不引起重视,故一直拖延至今。

排气阀虽延迟13°~16°开启,但最终排气阀还是比扫气口先打开,而扫气口打开是随活塞下行的角度始终不变。

排气阀迟开能使缸内高温燃气得到瞬间一角度的留存,这时缸内排气气压因受迟开的影响,气压要比扫气压力大一些,能使一部分燃气倒窜入扫气箱,不仅将扫气箱脏污,而且还与扫气混杂,又影响了换气质量,促使燃烧恶化。

同样排气阀关闭时亦延迟,而扫气口的关闭随活塞上升的角度也始终不变,这样就有少部份新鲜空气从延迟关闭的排气阀流出,不仅压缩压力受影响,而且使燃烧时的过量空气系数也受到影响,所以还造成燃烧不良。

三个缸在这种情况下工作,必然会出现排温高,马力小,车速相应也要慢一些了。


【经验与教训】

1、上级规定每月测查一次爆压的制度,应该认真执行。

可有些船,由于爆压表坏了,又不及时领新,结果往往很容易判断的故障,拖延了很长时间方发现。上例即如此。

2、该机型燃油凸轮与排气阀凸轮同在一轴上,排气延迟,喷油也延迟,若按季度测一次示功图, 亦可较早发现,所以按时测示功图也很重要。

3、上级技术领导机关应督促船舶部门]领导及时做到月、季的常规测量工作,并及时检查平时工作记录。

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扫气箱易脏

【事情经过】

某轮主机为RD44型,是八十年代初向国外订造的,该轮具有半自动化的机舱,各机械设备投入营运后较正常。

使用六年后开始感到主机第3缸和第5缸扫气箱内特别容易脏,每月要进去清洁一次,习以为常,亦无人追究原因。

有一航次大管轮公休,一位新来的大管轮,工作经验比较丰富,责任心也强。

开航后正航时当他巡回检查到扫气箱处时,习惯地对主机扫气箱进行排污,同时手摸各缸排污管,发觉第3、5缸的排污管与其它四缸的温度不一样,毫无升温的感觉。

抵港后打开该两缸处的集气室道门,用电筒一照只见箱底油垢积聚很多,在口琴阀处下部呈弧形地粘附着一层。

进入清除挖去约两铅桶油垢,再用抹布擦去检查,看到泄放管已被油污堵塞。

后用藤条通清柴油灌洗,该管方通畅,自此以后脏堵现象消除。


【分析与处理】

后经查主机测量记录薄,第3、5缸在半年前,先后发生活塞环曾各断裂三根换新,故一度影响了压缩压力使燃烧恶化,有燃气倒窜的现象,以致有大量污油和燃灰留存粘附集积于扫气箱,污油泄放时一部分又粘结在泄放管内,导致后来污堵,这是故障的主要原因。

其次据了解以往的大管轮是由蒸汽机船换证过来的,时间较短,对柴油机的管理,缺少经验,不能及时发现,一直拖延下去被他人来发现这个比较容易解决的故障。


【经验与教训】

1、发现个别扫气箱过脏,应及时查找原因,不要认为国外名牌机,毛病不大而在管理上放松。

2、转业换证前,上级有关部门应对换证者有一定的培训和考核合格后,再上岗。

3、部门领导对机舱管理不要停留在已有的安全运转的成绩上,应该经常密切注意对各主要机械的性能情况及时主动掌握。

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扫气箱火烧导致车速不正常

【事情经过】

某轮主机为6ESDZ75/160B型,匹配GZ750型增压器两台。

该机设计时额定转速为115转/分钟,新造出厂后即走远洋,实际上只能免强使用到100转/分钟。

在这种情况下由于活塞、缸套、缸头等设计结构复杂,浇铸质量又差,故经常发生缸头缸套易裂等事故发生,严重威胁航行安全,仅走了数月远洋,回国后即退役走国内沿海,再经略为整修一些甲板工作,即又开航。

在黄浦江中航行了一小时余,发现主机运转声沉闷,油门手柄已放在20格,而车速只有55转/分钟,增压器则无运转声。

船长打来电话说:船已近吴淞口航道,转速为何提不高,还有大烟囱在冒浓浓黑烟。

这句话给轮机长意识到气缸内燃烧不良,即命电匠开启主机的应急鼓风机。

鼓风机启动送风后,马上听到低沉“轰”!的一声响,增压器有运转声了,主机车速亦很快上升。

事后出港到锚地检查主机各有关部位,仅发现第5缸处有燃气倒窜的迹象,估计可能是活塞涨圈有断,其它没有发现异常之处。


【分析与处理】

该机活塞杆填料涵的拦油令磨损后不能自动收缩内径,故拦油效果很差,滑油带入扫气箱内,易存积污油,退役时活塞环与缸套已有磨损,而没有及时吊缸检查,回国开航时,在港内都是用的慢车和慢慢车,时间较长后,有可能第5缸发生燃气倒窜,使扫气箱发生闷烧,给增压器带来一定的背压,主机由于增压器供气不足,影响转速变慢,后加大油门又使后燃严重,导致烟囱大量冒黑烟,最后增压器也不转了。

此时正好启动应急鼓风机,一股新鲜空气补入扫气箱后,提高了空气供给量,使闷烧一下变成旺烧,即此时听到“轰”一声爆燃,消除了扫气箱的隐患后,即恢复正常运转。


【经验与教训】

1、接回国远洋船,要仔细检查主机主要关键部位,发现有断活塞环的可要坚持吊缸换环,不要顾及生产任务急需而退让,要是出了事故,最终还是耽误时间。不安全的因素存在,技术水平素质再高,事故到时还是要发生。

2、在港内开慢车或慢慢车,有应急鼓风机设备的要及时使用起来,避免燃烧不良。

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扫气箱火烧导致增压器飞车损坏

【事情经过】

5RTA38机国内选 用时是在八十年代初,当时是属世界上较先进之一的机器,为达到降低油耗,使节油效果显著,该机设计成超长冲程匹配高增压直流扫气,排气阀又采用了最先进的液压控制装置,且能自动旋转等特点,一改苏尔寿公司习惯使用的横流扫气的办法,所以在设计时必然存在缺少经验。

生产该机时又是我国首先成批投入,所以制造过程中难免要发生这样或那样的缺点。

自六台机投入营运后都相继发生了扫气箱火烧的故障,个别船导致增压器飞车爆裂事故,后来各轮吸取了一些教训,及时加强检修和行之有效的措施后,重复性的事故发生率则下降很大。

现具体介绍某轮连续三次的事故概况:某轮主机为5RTA38型,匹配一台VTR354-32型增压器(定压增压)。

该轮制造投入营运二年后,接连在一年时间内先后发生三次由于扫气箱火烧,导致增压器飞车而损坏。

第一次发生在1987年2月22日。

修妥后紧接着第二次发生在3月18日12:41时,自此以后总结了一些经验教训,在管理上提高了警惕,值班时采取了谨慎小心的态度后,直到第2年的2月1日第三次又重复发生。

事故发生前的共性是: 

1、增压器透平端发出尖叫声,转速由20000转/分钟逐渐不停地上升;

2、主机转速由150转/分钟自动下降到140转/分钟,且运转声音异与正常时; 

3、主机排气温度由370°C不断上升(当时由于气氛较紧张,所以最后升到多少未觉察; 

4、油门从8格手控拉小后,马上又自动回到8格。

事故发生时: 

1、扫气箱防爆门先弹开; 

2.有炸裂一声巨响; 

3、蜗轮端冒出白烟,透平端碎裂,黑烟迷漫机舱。


【分析与处理】

从设计上看,有如下几方面: 

1、排气阀采用了液压顶开办法,影响了工作的可靠性。

这种排气阀顶升装置设计是较新颖,它省去了顶杆,回复弹簧,而是由排气凸轮顶动排气阀的驱动油泵,利用此压力油推动排气阀上面联结的活塞,使其开始排气,排气妥而后由活塞下部被压缩的空气反弹关闭。

液压系统如正常时,它能达到机械挺杆式的排气阀准确启闭,可是设计上没有考虑一旦液压系统发生较大的漏泄或混入空气后,会发生排气阀迟,开、早关的情况,这样就造成排气阀与扫气口同时打开的机会,从而发生燃气大量倒奔入扫气箱,又点燃扫气箱内油污使其火烧。

2、排气阀液压系统设计上不应该采用主机曲轴箱滑油。

由于5RTA38机活塞填料涵括油效果不佳,致使曲拐箱滑油易受污染变黑带入了灰分杂质。

当滑油通过排气阀上的限制器(又名节流螺钉)上的节流孔后,灰份杂渣经压力骤然降低后就从滑油中释放出来留在孔口处,时间一长逐浙把孔堵塞,而此孔的功能是循环一部份液压油和改善闭阀时的冲击力起阻尼作用,还有一个作用是释放系统油中的空气,确保排气阀启闭正常。

由于该机构使用了主机曲轴箱中的脏滑油,设计时节流孔又只考虑了一个,且直径只有0.8毫米的小孔,故易堵塞影响了排气阀的启闭滞后。

3、设计上采取了排气倒流延续角(重叠角6°),似乎过大了些。

设计师考虑可能为了使超长冲程的气缸内取得较好的换气质量,故将延续角定大一些来驱除缸内废气。

这样当驱动系统中液压油混入空气后,使排气阀延迟开启(有空动距离),就更增加了延续倒流时间,使排气顺利倒流入扫气箱造成火烧。

以上三点是促使扫气箱易火烧的基本原因。

当火烧时,扫气箱内压力和温度同时上升,扫气时空气进入气缸内通过滞后开启的排气阀,又进入排气总管。

另外当排气定时失常后,设有全制式液压调速器的装置,这时为了维持原速就起作用,将油门格拼命拉大,燃油大量喷向缸内,引起后燃,在如此较短的时间内互为因果后,排气总管里废气能量激增,一股高气压驱使增压器透平叶轮以A20%超负荷运行(据BBC公司资料说明VTR354-32增压器的透平转速允许极限在26000转/分钟以下,当转速升到30000转/分钟时,即能使叶片和转轴破坏),当听到增压器发出尖锐的怪声时(即飞车声),随后马上发生增压器爆裂。


【经验与教训】

1、选用世界先进节能机器是我国迅速发展海运,跟上时代步伐的一个方针,在此前提下必须谨慎小心。

具体做法上是否可分二步到位,即小数量的试制,取得经验后再决定下一步,其次还要收集国际上这方面的技术情报,以免少损失。

2、在一艘船上,一年时间内连续发生三次增压器飞车爆裂报废,而后不久在另一艘油船上又发生一次,这个教训是够大的了,上级有关部门应及时总结经验,介绍到其它同型船,避免重复发生。

3、经多数同型船的摸索,发现限制器上的节流孔堵塞,容易引起扫气箱火烧,后虽然改为18只孔,直径为0.50毫米,但堵塞问题还是存在另又提出驱动排气阀液压系统可改为独立油路,使滑油清洁,可避免节流孔容易堵塞的毛病。

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扫气箱爆炸

【事情经过】

某轮主机为6ESD60型。

各缸十字头带有往复扫气泵,此泵的十字头箱又与主机曲轴箱连通。

扫气箱通向缸套处设有二排进气口,上排的气口上设有单向簧片阀(又名口琴阀)。

该轮新造出厂后,扫气箱内一直污油偏多,数年后发展每班排放一次竟有两铅桶。

一天02:30左右突然一声巨响,随后从主机扫气箱防爆门处喷出二个大火球,一时机舱底层烟气弥漫,主机车速也自动大幅度降低下来。

这时轮机长急下机舱,将主机油门杆拉下,并说“扫气箱已着火,防爆门已弹开,快用水浇扫气箱外壳”。

不久故障消除,等待一段时间打开扫气箱和曲轴箱道门检查,见润滑扫气泵十字头处的油管还在流油,单向簧片阀大都损坏或歪斜,第4缸活塞环断裂三根,经研究扫气泵十字头在机内低速运行,不需另加滑油管润滑,这根油管可以拆除堵闷。

各簧片换新修整,扫气箱勤排污,第4缸吊缸换环。

自此之后就没再发生类似情况。


【分析与处理】

同行周知,船舶任何处所发生爆炸燃烧,都是由于有油气和明火存在。

该轮这次油气来源一是扫气泵十字头润滑油量过大,二是扫气泵的十字头

箱与主机曲轴箱连通,就有足够的油气进入泵气室,而后又随泵的运行泵入扫气箱,又因单向簧片阀的损坏和歪斜,当第4缸活塞环断裂并有粘结时,可产生燃气倒窜,这个未完全燃烧而又带有火星的气体倒窜到扫气箱后,就引起了爆燃,瞬间压力骤增,即把防爆门也弹开了。


【经验与教训】

1、一定要按时做好主机的预防检修计划工作,对易损件,宁可提前做,得以预防,而不要拖后做。等到发生事故和工伤,事情就大了。

2、扫气箱爆炸,防爆门弹开是非常可怕而又危险的,曾有某轮试车时,船厂工人正好坐在防爆门附近而弹死,故航行中遇有情况时在此附近不应逗留。

3、扫气箱油污坚持常排,还必须定期进入清洁,发现油污过多。要找原因并消除它。

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本文原创作者系:

宁波东海海运有限公司   尤建东

未完待续

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来源:船机帮

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