【船机帮】6250ZCD柴油机烧轴瓦故障的原因分析及预防措施

2022-01-12
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船机故障心莫慌,遇事不决船机帮

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导读

烧轴瓦是柴油机的常见故障, 危害性大, 不仅使曲轴变形甚至断裂, 且会导致气缸体上的主轴瓦座孔磨损, 使整个气缸体报废。

轴瓦是按照液体摩擦条件设计的, 但在实际运行中, 在某一工况下, 轴瓦合金局部地区可能会失去液体润滑条件, 致使温度升高, 破坏了油膜, 温度进而上升, 合金被烧毁。

烧轴瓦会使柴油机丧失工作能力, 对于船用主机来说, 会使船舶失去推进动力; 对于船舶辅机来说, 会使船舶失去电力。

因此保证柴油机正常运行, 尤其是保证轴瓦良好的工作状态, 是船舶轮机管理人员必须十分注意的问题。


事故经过

某船辅机为6250ZCD四冲程废气涡轮增压柴油机, 共两台, 额定转速600r/min, 额定 功率662kW, 缸径250mm。

在一次系水鼓防台风中用一台柴油机发电, 向全船供电。

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在开始阶段该柴油机油水温度和压力等性能参数都保持在良好的状态。

在台风快结束时, 值班员发现滑油压力逐渐由114kg/mm²下降到 111kg/mm² , 其它性能参数无明显变化。

检查滑油循环柜, 液位管显示的是一半的油量; 值班员给滑油柜补充油到液位管的2/3处 , 发现滑油压力升高到113 kg/mm²左右, 过了二三个小时, 发现滑油压力又降至111 kg/mm²; 而规定滑油压力在110~115 kg/mm²区间, 此时的滑油压力接近下限, 但还在正常范围内 (此时值班员要注意的是滑油压力有无再下降的趋势, 否则要采取果断措施停机)。

台风结束后, 按要求该船要解缆离水鼓尾靠码头, 全船立即备车, 这时值班员发现在机体上靠近飞轮处的一个通气孔有异常白烟冒出 , 值班员立即采取紧急停车措施, 同时紧急起动另外一台辅机, 给全船供电。

对该台柴油机进行检查, 发现靠近飞轮的曲轴箱盖和机体温度异常高, 摸上去烫手; 靠近自由端的曲轴箱盖和机体的温度不高, 温度正常; 进行盘车, 比较紧, 比平常费力; 另外 , 搓捻检验滑油质量, 发现有细沙子的感觉。

最后判断可能是烧轴瓦。

在船尾靠码头后, 维修人员打开曲轴箱后盖, 检查发现飞轮端的止推主轴瓦 (如图1所示 ) 烧坏。

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图 1 止推主轴瓦


故障原因分析

1.滑油方面

滑油压力低是造成烧轴瓦的直接原因, 而滑油压力低的原因可能是滑油泵损坏或滑油变质。

通过检查发现滑油泵完好无损; 而滑油经搓捻和对比检验, 发现滑油内混有柴油, 造成滑油黏度下降, 从而造成滑油压力低。

而滑油中的柴油是从哪进来的呢?

2.柴油系统方面 

经检查, 柴油系统外部各油管没有漏泄的迹象, 拆下喷油器进行压力试验, 除第四缸喷油器滴油之外, 其它无异常现象。

而滑油中进的柴油正是第四缸喷油器的滴油顺着气缸壁漏入曲轴箱所致, 造成滑油黏度下降。 

3.柴油机负荷方面

烧轴瓦的原因是滑油压力低, 但此时还是略高于滑油压力规定的下限。

为什么会烧轴瓦? 

经分析 , 当时正是全船备车备舵备锚的时间 , 各站位都在用电, 比如舵机、锚机、绞盘机、空压机等功率比较大的电力设备同时工作, 全船用电的峰值较大, 造成柴油发电机的负荷较大, 此时柴油机的最高燃烧压力增高, 造成轴瓦的冲击负荷过重, 从而使止推主轴瓦的合金层龟裂剥落直至烧坏。


故障排除

打开曲轴箱盖, 更换止推主轴瓦, 之后更换滑油, 更换第四缸喷油器, 回装试车, 柴油机工作恢复正常。


预防烧轴瓦措施

从轴瓦形成液体润滑油膜的影响因素来看, 轴瓦的工作状况和使用寿命主要取决于维护安装管理和质量两个方面, 为此应做到以下几点: 

(1) 润滑油的供给状况应保证良好。

润滑油压力过低, 会使轴瓦间隙处单位时间油量不足, 摩擦热散发少, 轴瓦温度升高异常。

若润滑油中含有杂质, 轴瓦必会拉毛其至发热。润滑油的压力, 滤清都必须达到规定要求。 

(2) 柴油机操作中, 应尽量减少停车起动的繁频程度。

因为一次起动中的磨损量往往是正常运转几小时的磨损量。

如果起动时燃油量过大, 轴瓦受冲击负荷严重, 容易产生裂纹。

轴瓦许多缺陷都与柴油机负荷过大, 尤其是最高燃烧压力过高有关, 所以应避免柴油机长期超负荷运转。 

(3) 注意检查轴瓦的工作状态。

运行中, 定期检查曲轴箱时, 应压油检查各轴瓦处油流的情况。

油路应通畅, 但各轴瓦处润滑油外流不应太大。

每次起动前应压油, 并监视系统油压是否在规定范围。

起动后, 若润滑油系统压力过低, 应立即停车 , 查明原因消除故障。

柴油机运转中应监视主轴瓦的声响和温度。

在曲轴箱下部, 若曲轴箱壁温度过高, 曲轴箱冒烟, 很大可能是主轴瓦磨损异常, 则应立即减低车速, 停车降温后检查主轴瓦。 

(4) 定期检查调整轴瓦间隙。

检查曲轴箱时可用撬拨连杆, 从大端前后移动情况判别连杆大端与曲柄销的间隙。

每工作1200~2000h, 应检查测量主轴瓦间隙, 在间隙值达到磨损极限之前及时调整间隙或更换轴瓦。

在运转中, 若润滑油过滤器、润滑油泵等工作正常, 而润滑系统压力明显下降时, 则间接反映轴瓦间隙有变大的可能, 此时应尽快检查、调整轴瓦间隙。

 (5) 更换轴瓦时, 应保证安装质量。

换新瓦后, 应经充分的、低负荷下的磨合运转, 才能增大负荷, 投入正常使用。

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本文原创作者系:

安徽蚌埠海军士官学校

王修敏, 郑发彬, 丁志龙, 祝 峰

END

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来源:船机帮

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