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一、前言 某輪12300總噸、近20年船齡。 主機(jī)為8缸,四沖程柴油機(jī),缸徑440mm,沖程485mm,轉(zhuǎn)速580r/min,功率5282kw。 該主機(jī)和變距槳搭配使用,并帶動1臺1520kVA的軸帶發(fā)電機(jī)，用來拖動2臺480 kw側(cè)推器，供船舶靠離碼頭使用。 2004年，該輪在3個(gè)多月時(shí)間里連續(xù)發(fā)生兩起主機(jī)燒瓦事故。 第一起發(fā)生在離港動車32分鐘后,在前進(jìn)三時(shí),聽到主機(jī)異常聲,經(jīng)查,發(fā)生主機(jī)NO.3缸燒瓦事故。 第二起發(fā)生在船舶正由錨地進(jìn)港，動車十幾分鐘后主機(jī)尚未定速時(shí),(這期間還間隔啟動了兩臺側(cè)推器)發(fā)生主機(jī)NO.2缸軸瓦燒瓦事故。 第一起事故發(fā)生后,對機(jī)油系統(tǒng)的油質(zhì)、壓力、油道,NO.3缸連桿大端軸承維護(hù)保養(yǎng)時(shí)間進(jìn)行了檢查,無發(fā)現(xiàn)問題。 在對損壞的軸承座孔進(jìn)行檢查、測量后,發(fā)現(xiàn)軸承座孔變形嚴(yán)重(也可能是燒瓦后引起的),為驗(yàn)證軸承座孔變形引起燒瓦的可能性，立即對相對運(yùn)行時(shí)間較長的NO.7缸進(jìn)行吊缸檢查、測量,發(fā)現(xiàn)軸承座孔橢圓度達(dá)0.23mm，已大大超過0.03048mm的規(guī)定值，經(jīng)分析認(rèn)為此次機(jī)損原因可能是: 由于軸承座孔長期使用引起變形，使軸承間隙改變,潤滑油膜難以形成,同時(shí)由于座孔變形造成瓦背不服貼、引起軸瓦散熱不良最終導(dǎo)致燒瓦事故。 于是，利用停港時(shí)間對各缸進(jìn)行吊缸檢查,并測量連桿大端軸承及座孔,其技術(shù)數(shù)據(jù)如表1。  同時(shí)更換NO.7缸連桿大端軸承座孔和軸瓦(該機(jī)型連桿為上下組合裝置)。 8個(gè)缸檢查工作于7月29日全部結(jié)束。 然而,9月初又發(fā)生了第二起燒瓦事故。 二、造成事故的機(jī)理 1、啟動側(cè)推器對主機(jī)負(fù)荷的影響 如上所述，該輪配備艏艉側(cè)推器各1臺，每臺額定功率600kw,額定電流1020A,額定電壓415V,功率因素角為0.86。 該輪啟動側(cè)推器由軸帶發(fā)電機(jī)供電,從軸帶發(fā)電機(jī)功率表上看出，啟動瞬間軸帶發(fā)電機(jī) 瞬時(shí)功率增加了1100kw。 增加的功率約占主機(jī)總功率的25%。 通過爆壓表實(shí)測該輪單部側(cè)推器在各種車令下的啟動瞬時(shí),主機(jī)每缸爆壓增加1.3MPa,推算兩部同時(shí)啟動(從控制箱布置位置分析,同時(shí)啟動有先后過程，正常情況下這先后過程約1~2秒),瞬時(shí)爆壓將增至2.6MPa,以此計(jì)算出兩部側(cè)推器在各種車令下啟動時(shí)氣缸瞬時(shí)的最大爆壓數(shù)據(jù)如表2。  由于側(cè)推器啟動的負(fù)荷是突加負(fù)荷，對主機(jī)的軸承瞬間沖擊力很大。 從表中不難看到,如果兩部側(cè)推器同時(shí)啟動,瞬時(shí)(約2秒內(nèi))增加2.6MPa爆壓，將近23%持續(xù)功率下的爆壓，如果在前進(jìn)一車令以上啟動,顯然是不允許的。 2、主機(jī)機(jī)油質(zhì)量的影響 （1）機(jī)油質(zhì)量分析 該輪主機(jī)機(jī)油換油記錄如下:2003年11月14日換油1次; 2004年4月27日因機(jī)損換油1次; 2004年9月13因機(jī)損又換油1次。 查看該輪的機(jī)油化驗(yàn)每3個(gè)月1次,無不良記錄。 但吊缸時(shí)檢查連桿大端軸頸和軸承，各缸軸瓦均有拉痕存在,且各缸軸頸都比較粗糙。 經(jīng)實(shí)船采取簡易機(jī)油檢查法,發(fā)現(xiàn)機(jī)油雜質(zhì)多且臟,這也是在機(jī)油凈油機(jī)幾乎365天不停地工作情況下測得。 兩次因機(jī)損,換油間隔都只有4個(gè)半月,為什么油還感覺這么臟? 到底原機(jī)油化驗(yàn)結(jié)論準(zhǔn)不準(zhǔn)? 于是，從9月份換下的存在“再生柜”中的油取油樣，分送原化驗(yàn)機(jī)構(gòu)和，上海高橋加德士潤滑油有限公司化驗(yàn)。 化驗(yàn)的結(jié)論是: 該油中水份超標(biāo)(2%),其它指標(biāo)正常。 上?！皾檮P”化驗(yàn)單的結(jié)論是: 油中含有較多的正常磨粒、粘著磨粒、黑、紅色氧化物及非金屬污染物。 上海高橋加德士化驗(yàn)單的總結(jié)論是“船用機(jī)油已存在老化跡象，建議盡快換油”。 綜合分析3份機(jī)油化驗(yàn)報(bào)告,可以認(rèn)為: 第一,油品本身沒什么問題。 第二，但該機(jī)油被污染嚴(yán)重(雖然僅使用4個(gè)半月)。 一是受海水污染，油中含水2%，含鈉72rog/kg； 二是釩含量太高，13mg/kg，說明機(jī)油被竄入的燃料油燃燒產(chǎn)物所污染； 三是硅含量太高，12mg/kg,說明機(jī)油中含磨料成分太多。 （2）機(jī)油污染途徑 一是無十字頭的簡狀主機(jī),一旦燃燒不良，活塞密封不好,炭渣就進(jìn)入曲拐箱的機(jī)油中,污染機(jī)油。 所以該輪不宜使用粘度較大的燃料油。 機(jī)油被海水污染，是由于該輪機(jī)油冷卻器銅管曾有破裂引起的。 3、軸瓦壽命和使用情況的影響 目前各軸承廠家還沒有明確規(guī)定軸承的使用時(shí)間,一般通過檢查測量軸承間隙、查看瓦有無變形、損傷、龜裂,以及觀察瓦面有無縱向貫穿的拉痕、曲柄轉(zhuǎn)角60度以，上較嚴(yán)重的瓦面見銅等,如有,一般就要換新。 該輪1986年建造,2000年從國外購進(jìn)后到2004年初,已把NO.1、NO.8缸的瓦換新，原NO.2.3.4.5.6.7缸的瓦未換,(第3缸機(jī)損后，換了NO.3.NO.7 缸)這6付瓦使用多長時(shí)間已查找不到記錄。 從吊缸時(shí)檢查瓦面的情況看，瓦面都有不同程度的見銅,且還有拉痕; 有的瓦局部有溶鉛痕跡,說明瓦曾有過熱熔磨損。 總體判斷這些瓦的磨損量已接近使用極限。 檢查NO.2軸頸和其它各道軸頸,表面都比較粗糙。 這是由于軸頸表面在長期使用中,磨料磨損或者腐蝕所致。 三、事故原因總結(jié)與整改措施 1、事故原因總結(jié) 從以上分析,第二起事故發(fā)生的原因已不難看出: 主要原因是第2缸軸瓦狀況不好、軸頸表面粗糙,引起軸瓦燒熔。 事故發(fā)生時(shí),柴油機(jī)處于啟動、變速、停止的負(fù)荷變化過程中，同時(shí),船要在靜止?fàn)顟B(tài)下前進(jìn),此時(shí)油門拉桿在調(diào)速器的作用下拉動較大。 再加上啟動側(cè)推器，疊加的負(fù)荷影響，軸承承受著各種交變沖擊負(fù)荷,軸承工況惡劣。 而此時(shí)軸承潤滑有時(shí)是處于邊界潤滑狀態(tài)，不能保持連續(xù)的液體潤滑。 這種情況就會使軸和軸承間油膜瞬時(shí)間斷或使油膜減薄到小于抵抗軸頸和軸承表面粗糙度之和,于是金屬與金屬直接接觸,造成了軸瓦燒熔磨損。 軸瓦燒熔磨損嚴(yán)重時(shí),軸瓦局部強(qiáng)度下降:燒熔部位向四周擠鉛，瓦面不平,進(jìn)一步破壞油膜的形成，導(dǎo)致該缸軸瓦燒熔。 其次機(jī)油中含有較多的正常磨粒、粘著磨粒、黑、紅色氧化物及非金屬污染物，這些磨粒與潤滑油一起運(yùn)動，造成了磨粒磨損,加快軸承合金非正常磨損,加速軸瓦的損壞。 即使這次動車初期沒有燒瓦,也可能會在大風(fēng)浪航行中，隨著負(fù)荷的突加突卸變化增減油門造成燒瓦。 第一起事故的發(fā)生除了上述原因外，還與連桿座孔變形有關(guān)。 2、整改措施 主機(jī)機(jī)油已換新，更換了余下的NO.4.5.6.7四個(gè)缸的連桿大端瓦,結(jié)合吊缸周期，對各缸的氣缸組件檢查測量，磨損超限的予以換新，以提高各缸的氣密,改善燃燒質(zhì)量,恢復(fù)使用較好燃油，保證燃燒質(zhì)量,恢復(fù)使用進(jìn)口機(jī)油濾芯提高過濾效果,加強(qiáng)機(jī)油的凈化及化驗(yàn)工作,保證機(jī)油品質(zhì)及潤滑效果。 啟動側(cè)推器時(shí),應(yīng)考慮到船齡及其它因素，安全的做法是在空車下逐臺啟動。 該主機(jī)今后的管理,要特別注意NO.2道燒瓦后軸頸手磨的質(zhì)量,通過每3個(gè)月的軸瓦檢查,如果軸瓦存在較嚴(yán)重的燒熔磨損，要考慮重新采用機(jī)械研磨修復(fù)軸頸。 每次吊缸或修船時(shí)，要注意各缸連桿大端軸頸存在著粗糙度、錐度和橢圓度的處理。 同時(shí)還要時(shí)刻跟蹤主軸承運(yùn)轉(zhuǎn)情況,確保安全。 四、結(jié)論 通過對以上兩起事故的分析，說明了： (1)主軸瓦是柴油機(jī)的一個(gè)至關(guān)重要的零部件，也是最為薄弱的,對其管理維護(hù)馬虎不得。 (2)不能單為了節(jié)省成本而盲目地改變船舶柴油機(jī)的燃油品質(zhì)，特別是大齡船舶。 (3)事故的發(fā)生及分析處理過程對同類船舶在管理上有一定的借鑒價(jià)值。  |
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