导读
近几年,瓦锡兰 RT-Flex 系列电喷二冲程柴油机广泛应用于各种类型新造商船上,其优越的性能和先进的设计理念受到广大船东的青睐。
智能电喷柴油机是柴油机的未来发展趋势,但由于该机型柴油机投放市场时间并不长,须更好地进行使用管理和维护保养。
本文介绍瓦锡兰电喷柴油机燃油漏入滑油系统的故障排查、分析和处理过程,供同人参考。
一、故障现象
某船主机型号为瓦锡兰 6RT-Flex 58T-D,主副机共用1 个燃油供油单元。
主机常用高硫燃油(380cSt) ,停靠某港口期间为满足该港口限硫令的要求,燃油供油单元换用低硫燃油( 硫质量分数 0.08% ) ,黏度设定 5cSt,燃油温度约 40℃。
使用 2d 后,值班机工反映主机滑油自清滤器进出口压差高报警,自清滤器驱动电机无法自行转动,滤器卡阻无法正常工作,须不停转动驱动电机维持临时运行。
同时,主机伺服油自清滤器频繁转缸和冲洗,不断出现压差高报警,滤器无法正常工作。
大管轮怀疑自清滤器脏堵,立即拆检滑油自清滤器和伺服油自清滤器,彻底清洗所有过滤元件,装复后故障依旧,滤器仍然无法正常工作。
在拆检和清洗滑油自清滤器过滤片时,发现过滤片上黏附的不是油漆皮、棉纱头等常见固体垃圾,而是黑色油泥,主机滑油呈现较深的黑色且手感滑腻。
由此判断重质燃油漏入主机滑油系统,导致主机滑油受到污染。
二、故障分析
充分了解和熟悉主机各部件构造、工作原理、理性分析问题是快速排查故障的关键。
主机在停用期间,燃油共轨及滑油共轨内部压力极低,燃油泵至喷油器之间的燃油处于低压且静止状态,基本可以排除这部分高压燃油漏入主机滑油系统的可能性,但是燃油供油单元至燃油泵之间管路仍然存在约 0.8MPa的压力,由此推断主机滑油系统中混入的燃油极有可能来自燃油泵。
燃油系统采用 2 组共 4 只无定时柱塞泵向燃油共轨管提供约 60MPa 的高压燃油。
柱塞泵通过主机曲轴的变速齿轮、三角凸轮和滚轮而上下运动,其内部结构与普通高压油泵无异。
燃油泵布置情况见图1。
▲图1 燃油泵布置
燃油泵内部各部件结构及工作原理见图2。
▲图2 燃油泵内部各部件结构
燃油泵使用主机系统滑油润滑,滑油通过供给单元壳体上的进油管 OE 进入燃油泵的下壳体,其中一部分滑油通过接触面、环形槽及导程活塞内的孔润滑导程活塞、浮动滚轮销和滚轮,流下的滑油继续润滑运行的凸轮表面,另一部分滑油经过上壳体和柱塞套筒上的润滑油孔润滑调节齿圈。
拆检燃油泵凸轮箱,凸轮箱内壁上出现明显的燃油泄漏的痕迹,见图3。
▲图 3 凸轮箱
查找燃油漏入滑油系统的途径,再进一步查找泄漏根本原因。
燃油泵柱塞与柱塞套筒之间由泄漏的燃油润滑,然后和调节齿圈处泄漏的燃油一起经过泄放孔流出。
泄漏的燃油经过泄放孔、燃油泵壳体上的螺纹接头和泄放管被引至燃油泄放柜。
拆检泄放管(见图4和5) ,发现泄放管内部完全被堵住,彻底疏通之后泄放管装复。
▲图 4 燃油泵壳体上的接头
▲图 5 泄放管
换用低硫燃油期间油温较低( 40℃ ) ,当在燃油泵套筒与柱塞之间起润滑作用然后被引出燃油泵壳体的燃油流经泄放管时,在泄放管 2 处直角拐弯处冷凝而导致泄放管堵塞。
燃油泵的燃油泄放孔上下 2 只密封圈因低温而收缩,加上之前长时间在高温环境下使用,密封圈老化且失去原有的密封性能。
泄漏的燃油在泄放管堵塞的情况下透过密封圈,沿着燃油泵与壳体之间的缝隙漏入凸轮箱,进而混入主机滑油系统。
这是导致燃油漏入主机滑油系统的根本原因。
三、故障处理
滑油对主机运动部件主要起到减磨、冷却、清洁、防止腐蚀、减轻噪声、传递动力等作用,其品质的好坏直接影响主机的正常运行,影响船舶的航行安全。
燃油漏入滑油系统会导致滑油黏度升高、闪点下降、流动阻力增大,影响主机性能和效率,甚至造成严重机损事故。
排查燃油漏入主机滑油系统的途径和根源后处理被污染的主机滑油,可采取如下措施:
(1) 拆检并彻底清通泄放管,装复后保持泄放管畅通。
(2) 开放燃油泵凸轮箱道门,仔细清洁凸轮箱内壁,并持续观察,再未见明显的燃油泄漏现象。
(3) 将主机循环油柜所有滑油全部驳至主机滑油沉淀柜。
(4) 从主机滑油储存柜泄放新油至主机滑油循环柜,启动主滑油泵,主机滑油自清滤器和伺服油自清滤器均运行正常,确保主机安全运行。
(5) 开航离开排放控制区后,燃油供油单元换回高硫燃油,恢复油温至 135 ℃,让泄放孔上下 2 只密封圈受热膨胀,使之恢复密封性能。
利用航行中短暂的停车时间打开凸轮箱检查,并至下一港口停泊期间持续观察,凸轮箱内壁均再未见燃油渗出。
(6) 使用滑油分油机将主机滑油沉淀柜储存的污染滑油连续循环分离 10 d,利用燃油与滑油不同油品的不相溶性,逐步分离出滑油中的黑色油泥,直至滑油颜色由深黑色慢慢变成黄褐色,然后取样净化后的滑油送检,各项指标( 见表1) 均在正常范围之内,确认这批约 16 000 L 主机滑油仍然可用。
四、结束语
(1) 瓦锡兰 RT-Flex 系列主机发生燃油漏入滑油系统而造成滑油污染的故障案例已非个例,尤其是在主机换用低硫燃油而燃油温度大幅变化时,有燃油漏入滑油系统的风险,务必引起轮机管理人员充分重视。
(2) 自 2020 年 1 月 1 日,国际航运船舶限硫令全面施行,实行更加严格的船舶废气排放控制,规定所有船舶用燃油硫质量分数不大于 0.5% ( 安装废气脱硫处理装置的船舶除外) ,船舶换油操作将更加频繁,应提高机器设备风险管控意识,防止故障扩大而造成机损事故。
(3) 轮机人员只有加强专业知识学习,熟悉主机各部件结构构造及工作原理,提高职业敏感性,面对主机故障保持理性思维,仔细观察故障现象,透过故障表象查找故障根源,才是解决机器设备故障的关键。
(4) 主机燃油泵泄放油管须注意日常检查,若油管表面变凉则可能堵塞,应立即拆检清通;
主机燃油泵凸轮箱须定期开放检查,既检查凸轮滚轮状况,又检查内壁是否存在燃油渗漏迹象;
主机燃油泵应严格按照主机说明书要求的检修周期进行维修保养,及时更换如密封圈等易损耗的零部件;
主机滑油系统须定期取样送检,化验结果如有异常,应做到早发现、早排查、早解决。
原创作者系:
上海福建国航远洋运输集团有限公司
杨胜利
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