船舶概况

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● 船舶缺陷案例

● 公约条文及分析的

● 缺陷的处理与纠正

● 案例引发的思考与建议

船舶缺陷案例

1.主机燃油供应系统存在的问题

2021年4月1日，舟山海事局安检员对客船“金XX”开展了“五一”节前安检及机电设备专项检查。检查中，安检员会同船方人员对船舶主机（型号：潍柴6170）机旁应急停车进行功能测试。

当主机转速达到650rpm时（主机额定转速：1000rpm），轮机员按下机旁控制面板上的应急停车按钮，主机应急停车；但随之从该主机柴油滤器处窜出了高达2米多的柱状压力油雾。

这种油雾如果遇到机舱高温热源，或者裸露电源，极易造成机舱火灾，而运营中的机舱内热源和电源随处可见，这会给船舶安全生产带来不能预知的严重影响。

此异常现象反映出该型主机供油系统存在以下缺陷：

1410 主机燃油供应系统未考虑峰值高压脉冲，致使应急停车时产生燃油迸泄。  99—1个月内纠正

2.执法人员现场检查照片

▲图1 机舱主机

▲图2 主机铭牌

▲图3 柱状油雾状况

▲图4 机旁主机应急停车按钮

公约条文及分析

(一）海船法规对主机燃油系统的相关规定：

在《国内航行海船法定检验技术规则2011》第4篇/II-2章/1.15条明确指出：柴油机燃油系统组件的设计应考虑到工作时将出现的最高峰值压力，包括由燃油喷射泵产生并传递回供油和溢油管路的任何高压脉冲。

供油和溢油管路上接头的结构应考虑到其在工作时和维修后且有防止带有压力的燃油渗漏的性能。

《国内航行海船法定检验技术规则2011》第4篇/II-2章/1.15条还规定：应采取预防措施防止在压力作用下可能从任何油泵、过滤器或加热器逸出的任何油类接触热表面。

国际海事组织2009年发布的MSC.1/Circ.1321通函，详细介绍了对压力超过1.8kg/cm²的压力燃油、滑油的防喷溅措施，通函明确提出防喷溅措施适用范围不限于管路，对压力设备、附属部件如加热器、管板、滤器或精滤器本体结合处等同样需要安装防喷溅措施。

注意有些滤清器设计时已考虑到防溅措施，如下图（图5）所示，该滤器压力油集中在内圈，外圈另加橡胶密封圈。

▲图5  具有防溅功能的滤清器

（二）主机燃油系统产生的原因及隐患分析

该轮柴油机正常运行时，输油泵从燃油箱中经低压油管吸入柴油送至柴油滤清器，经双联滤器过滤后，经停车电磁阀送入组合式高压油泵低压油腔。

柴油在高压油泵作用下建立高压，经过高压油管、喷油器喷入气缸，与空气形成均匀的可燃混合气，喷油器和高压油泵少量回油回流至燃油箱(如图6)

▲图6  主机燃油系统布置

该型号柴油机通常通过操作调速器控制高压油泵齿条实现停车。

当紧急情况下使用应急停车或其他需要触发停车电磁阀的情况。

当停车电磁阀触发后，尽管燃油已切断，柴油机因运转惯性并不会立即停止，输油泵仍然会继续低负荷工作，部分柴油会泵到停车电磁阀前的管路和柴油滤清器中，在输油泵出口至停车电磁阀段会突然形成短暂的高压。

该型号柴油机输油泵在额定工况下，排量为2500ml/min，正常输油压力2kg/cm²左右，触发应急停车后，短暂的瞬间压力超过额定工况下的压力，并大于该船配备的滤清器最大工作压力（8kg/cm²），又因为滤清器上的限压阀未能动作，导致迸发柱状油雾。

对该主机燃油供给系统进行仔细观察和分析后，执法人员认为：

造成该主机在运转时按下应急停车按钮后，从主机燃油滤器处迸发燃油的主要原因是该主机的燃油供给系统设计不完善所致（见燃油系统原理简图  图7）。

具体是该主机原本畅通的高压燃油回路，在执行应急停车命令时突然被封闭，此时，主机自带的燃油增压泵（容积式泵）在主机减速时依然在给回路中的燃油加压。

那么，回路中保有压力的燃油（压力来自增压泵和高压燃油泵的余压）只有通过回路中的薄弱环节（即燃油滤器的橡皮垫片或其他材质的垫片处）释放。

如果应急停车时的主机转速越高，燃油泄漏越严重。

▲图7  主机燃油系统原理简图

从此燃油原理简图可看出，当主机应急停车按钮按下后，主机应急停车油阀关闭，主机供油管路顿时封闭，造成管路中高压燃油从管路中薄弱环节泄漏（外漏或内漏）。

读者也许已经注意到，上述图6和图7中，燃油系统在燃油滤器处安置了限压阀，就是我们通常所称的管路压力安全阀，这是该型主机目前燃油管路至关重要的安全保护部件，此时应该起到保护的作用，即管路压力超过安全设定值时打开，释放管路压力，但此次应急停车试验时该限压阀未动作，引起原因极可能：

1．限压阀设定的开启压力过高；

2．由于该限压阀设置于燃油滤器根部，容易被滤器中沉淀下来的油渣堵塞；

3．该限压阀内部构件损坏。

▲图8  限压阀实图

需要着重说明的是：执法人员对此主机应急停车检查试验时，主机转速为650rpm/min，漏泄的柱状油雾高达2米多。

而该主机额定转速设计是1000 rpm/min，如果柴油滤器处垫片锁的不足够紧，在主机额定转速时应急停车造成漏泄的柱状油雾将会更大更高；

退一步来说，假设此时主机燃油管路强度足够高不会造成燃油外泄，但会造成内泄，即是从主机机身自带的燃油增压泵的泵轴处漏进主机内部，如果内漏的柴油与主机曲轴箱内滑油混合，会大大降低滑油的性能，容易造成主机报废，进而带来严重危害。

▲图9  主机供油管路实图

▲图10 主机高压油泵前的自带燃油增压泵

缺陷的处理与纠正

缺陷的处理

综合考虑之下，执法人员认为应从以下4个方面进行改进，以消除安全隐患：

1、对主机燃油系统改造升级

 在主机供油管路上增设一与停车电磁阀连锁的回油管路，起到“双保险”作用；即使在管路限压阀未能打开的情况下，主机应急停车油阀关闭时供油管路还是保持畅通，减轻高压脉冲。解决途径：

1.）将燃油管路中的应急停车油阀由单一截止阀改为三通阀，同时增设回油管路，当供主机油路关闭时回油路打开；

2.）增设电磁联动油阀和回油管路，当应急停车电磁油阀关闭时回油电磁油阀同时打开，保持回油路畅通。

如下原理图（图11）中黄色管路：

▲图11 该机型较为理想的燃油管路原理简图

2.正确使用柴油滤清器

考虑到柴油滤器外壳经常需要拆下换滤芯，每次均应拧紧以防止柴油从滤器外壳与底座的接缝处泄漏或喷溅。

每次清洗滤器均应检查密封垫圈，保持有效；滤器出现外壳变形或其他缺陷时均应及时更换。所有组件不应使用原厂件以外的配件。

3.定期检查限压阀

限压阀是燃油系统中重要的泄压部件，但遗憾的是潍柴6170说明书未提及其设定压力和检查周期。

航运公司可以联系主机售后服务工程师，商讨建立一套基于该机型限压阀测试和保养程序。限压阀接头应连接管路以将柴油泄放到合适的安全位置。

另外，鉴于该类限压阀（安全释放阀）在燃油系统的重要作用，而船员对该限压阀启闭压力的调整数值不明，底数不清，建议船检部门参照船舶锅炉安全阀的校验规定，每年定期对该类限压阀实施压力检验。

4.在燃油管路易漏处装设防溅装置

应考虑按照MSC.1/Circ.1321通函的要求，在该轮主机燃油输油泵出口后的柴油滤器结合处、管路接头等位置装设防溅挡板或使用经船检机构认可的具有防溅功能的部件进行保护。

执法人员向船方反应上述问题后，船方立即着手整改，并采取在主机燃油供给管路另加一***工开阀的回油管作为临时措施，并积极与柴油机制造商沟通商讨改造升级该型主机的燃油系统。

同时在日常维护保养中加强了对燃油滤清器和限压阀的检修，防止意外发生。

纠正情况如下图：（图12）

▲图12 红色圈处为新增的管路和阀

案例引发的思考与建议

船舶设备设计的科学和可靠性是操作安全的基础保证。

主机紧急停车时，通常也是主机高速运转但需要紧急避险时，此时如果因主机供油管路迸泄油雾进入机舱而产生次生灾害（尤其是客船），后果将相当严重。

本案中，虽然柴油机供油管路存在设计缺陷是产生燃油迸泄的主要原因，但同时也折射出公司岸基对船用配件的采购、责任船员对滤清器的检修等存在问题，执法人员也从专业角度给出了相应的工作建议。

改进船舶设备的设计固然重要，但船员、船公司也应切实担负起对船用设备的正常使用和维护保养，这样才能真正降低事故险情的发生率。

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