◎ 宓保敬 交通運(yùn)輸部煙臺(tái)打撈局

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D.MEI輪副機(jī)停車啟動(dòng)故障原因分析

◎ 宓保敬 交通運(yùn)輸部煙臺(tái)打撈局

摘 要：介紹D.MEI輪在南海某半潛式鉆井平臺(tái)作業(yè)時(shí)發(fā)生全船失電故障的應(yīng)急處理，結(jié)合該輪PMS系統(tǒng)及NO.1號(hào)副機(jī)的工作原理，查找分析副機(jī)自動(dòng)停車、啟動(dòng)故障的原因及，詳細(xì)描述故障的修復(fù)過程，從輪機(jī)管理的角度做出經(jīng)驗(yàn)總結(jié)并提出工作建議。

關(guān)鍵詞：發(fā)電柴油機(jī) 電子調(diào)速器 執(zhí)行器 電磁線圈 絕緣

D.MEI輪是一艘ATHS多功能拖輪，具有DP2功能，AUTO-0，用于海上救助打撈、溢油監(jiān)測(cè)與回收、海上石油平臺(tái)供應(yīng)、散液貨供應(yīng)、半潛式鉆井平臺(tái)的拋起錨作業(yè)、遠(yuǎn)洋拖帶、ROV支持船等。船舶電站包括兩臺(tái)發(fā)電柴油機(jī)（1號(hào)：caterpillar 3512 功率 1170KW；2號(hào)：caterpillar 3406B 功率320kw）、兩臺(tái)軸帶發(fā)電機(jī)（2?1940kw），電站具有PMS功能，通過隔離開關(guān)將主配電板分為三個(gè)區(qū)域，分別為主電網(wǎng)、AQUAMASTER 和powerpack等大負(fù)載電動(dòng)機(jī)、艏推和艉推分區(qū)供電。并能根據(jù)負(fù)載情況進(jìn)行發(fā)電柴油機(jī)的自動(dòng)啟動(dòng)、并車、卸載，柴發(fā)和軸發(fā)的并車、隔離等。

1.故障發(fā)生經(jīng)過和應(yīng)急處理

2015年11月18日，D.MEI輪在南海某深水工地以DP狀態(tài)靠某半潛式鉆井平臺(tái)進(jìn)行供油、水、散貨、甲板貨作業(yè)，PMS采用split mode2模式，即1號(hào)副機(jī)供主電網(wǎng)用電，左軸發(fā)供伸縮槳及power pack用電，右軸發(fā)供艏、艉側(cè)推用電，2號(hào)副機(jī)備用。

00∶32，1號(hào)副機(jī)突然無報(bào)警先兆自動(dòng)停車，主電網(wǎng)斷電，右主機(jī)自動(dòng)停車，四臺(tái)舵機(jī)停止，艏艉推AQUAMASTER停。短時(shí)間后，2號(hào)備用柴發(fā)自動(dòng)啟動(dòng)并入主電網(wǎng)?，F(xiàn)場輪機(jī)長立即將發(fā)生的情況告知駕駛臺(tái)，采取應(yīng)急措施，防止與平臺(tái)發(fā)生碰撞，駕駛臺(tái)立即與海洋石油981聯(lián)系得其允許后，停止供油水作業(yè)，拆掉管線，恢復(fù)舵機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，操縱左主機(jī)逐漸駛離平臺(tái)。短暫分析右主機(jī)是離合器潤滑油失壓壓保護(hù)停車（右主機(jī)離合器齒輪箱機(jī)帶滑油泵損壞，因備件未到，使用備用油泵，由主電網(wǎng)供電，斷電時(shí)，油泵失電停止運(yùn)行，導(dǎo)致失壓保護(hù)），安排二管輪備車啟動(dòng)右主機(jī)。右主機(jī)啟動(dòng)成功并檢查無誤后，PMS轉(zhuǎn)至split mode1，即左軸發(fā)供主電網(wǎng)和powerpack等大功率負(fù)載、右軸發(fā)供艏艉側(cè)推。

2.故障排查和原因分析

在一號(hào)副機(jī)停車以后集控室控制面板報(bào)警欄內(nèi)SPEED SENSOR FA I LU R E、JAC K ET WAT E R PRESS，LOW以及停車欄內(nèi)LUB.OIL PRESS.LOW報(bào)警燈閃爍，狀態(tài)欄指示啟動(dòng)故障。對(duì)該輔機(jī)進(jìn)行打開道門進(jìn)行盤車檢查無誤，燃油、滑油、啟動(dòng)空氣和冷卻系統(tǒng)檢查正常，報(bào)警復(fù)位可以消除，對(duì)該副機(jī)在遙控和在機(jī)旁進(jìn)行啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)，觀察滑油、燃油、高溫水等參數(shù)均正常，但啟動(dòng)均失敗。控制面板停車欄的報(bào)警指示為滑油低壓報(bào)警（滑油壓力正常值4.8bar，低壓報(bào)警值3.2bar，超低壓停車保護(hù)壓力2.5bar）。查修理記錄，該副機(jī)曾經(jīng)發(fā)生過滑油低壓停車壓力控制器誤動(dòng)作而停車的現(xiàn)象，所以我們懷疑仍是其誤動(dòng)作導(dǎo)致的停車。更換該壓力控制器并調(diào)整動(dòng)作值后再次啟動(dòng)成功，觀察機(jī)旁轉(zhuǎn)速、燃油、冷卻水以及滑油等壓力溫度參數(shù)均正常，電壓、頻率正常?？蛰d運(yùn)轉(zhuǎn)2分鐘左右再次發(fā)生停車，控制面板狀態(tài)報(bào)警情況與第一次一樣，（該副機(jī)在發(fā)生非正常停車時(shí)滑油低壓停車都會(huì)報(bào)警），故排除壓力控制器誤動(dòng)作的原因。

機(jī)旁再次啟動(dòng)觀察，達(dá)到發(fā)火轉(zhuǎn)速后，但副機(jī)并不發(fā)火，懷疑其可能是因?yàn)楣┯筒蛔銓?dǎo)致的停車。檢查燃油管路的各壓力正常，沒有阻塞現(xiàn)象發(fā)生。更換燃油粗細(xì)濾器后再次啟動(dòng)，成功。一切參數(shù)正常，仔細(xì)觀察機(jī)旁燃油壓力4.5bar，且無任何波動(dòng)。5分鐘左右，發(fā)電機(jī)再次停車，且在機(jī)旁發(fā)現(xiàn)是轉(zhuǎn)速出現(xiàn)下降后燃油壓力才開始下降，而不是燃油壓力波動(dòng)后轉(zhuǎn)速下降，故可以排除燃油系統(tǒng)故障導(dǎo)致停車可能。在查找引起停車原因的過程中，我們發(fā)現(xiàn)了該發(fā)電機(jī)每間隔一段時(shí)間就可以成功啟動(dòng)，但運(yùn)轉(zhuǎn)兩分鐘左右就自動(dòng)停車，再次啟動(dòng)時(shí)失敗的故障規(guī)律。

檢查調(diào)速器執(zhí)行器的動(dòng)作情況，發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)失敗情況時(shí)執(zhí)行器輸出軸與油門桿動(dòng)作無明顯加油動(dòng)作。由于該發(fā)電機(jī)采用的為電子調(diào)速器（型號(hào)woodward 2301A），其通過調(diào)速器控制單元Speed Control輸出24V電壓到調(diào)速器執(zhí)行器進(jìn)而調(diào)節(jié)油門大小，從而達(dá)到控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。分析在Speed Control輸入和輸出信號(hào)突然中斷的情況下，發(fā)電機(jī)也會(huì)停車。首先測(cè)量Speed Control電源輸入發(fā)現(xiàn)無論起或停其24V電壓均正常。然后測(cè)量Speed Control輸出，發(fā)現(xiàn)在停車和啟動(dòng)發(fā)電機(jī)失敗時(shí)，Speed Control輸出沒有輸出電壓，但在運(yùn)轉(zhuǎn)的兩分鐘和停車過程中其輸出電壓正常。為了對(duì)Speed Control輸出信號(hào)進(jìn)一步測(cè)量，脫開調(diào)速器控制單元Speed Control和執(zhí)行器的接線，在控制面板按啟動(dòng)按鈕，測(cè)量Speed Control輸出有電壓信號(hào)。經(jīng)過多次測(cè)量發(fā)現(xiàn)輸出信號(hào)一直存在且正常，說明調(diào)速器控制單元Speed Control正常。測(cè)量機(jī)旁控制箱內(nèi)接線排電壓信號(hào)也正常，排除線路故障，故障應(yīng)該在調(diào)速器執(zhí)行器上。

拆下執(zhí)行器本體，測(cè)量執(zhí)行器線圈接線，阻值不穩(wěn)定，在24Ω-9000kΩ之間，說明內(nèi)部有接觸不良現(xiàn)象，對(duì)執(zhí)行器進(jìn)行拆解檢查。拆檢發(fā)現(xiàn)執(zhí)行器吸油導(dǎo)管脫落，被齒輪卡住并擠壓電磁線圈導(dǎo)線。移開導(dǎo)油管看到接線鼻已經(jīng)破損且有銅線露出，接線鼻其塑料絕緣層已完全成為碎塊。故斷定接線鼻的破損導(dǎo)致絕緣低，并且在運(yùn)行中由于震動(dòng)原因使其間歇性的接地是造成這次事故的原因。將脫落的油管修整裝復(fù)，對(duì)該接線鼻進(jìn)行更換，導(dǎo)線破損處絕緣處理，并檢查確認(rèn)正常后，重新裝機(jī)試驗(yàn)，測(cè)量絕緣正常，啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，再無停車現(xiàn)象發(fā)生，并入電網(wǎng)后連續(xù)運(yùn)行10小時(shí)正常。

第二天靠平臺(tái)作業(yè)前進(jìn)行設(shè)備檢查，備車啟動(dòng)1號(hào)副機(jī)并準(zhǔn)備并電時(shí)，該副機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)兩分鐘后再次出現(xiàn)自動(dòng)停車，故障停車后重新啟動(dòng)時(shí)又失敗，其故障現(xiàn)象和調(diào)速器執(zhí)行器維修前相同。

由于作業(yè)需要，無法返航維修，在隨后的停車檢查中發(fā)現(xiàn)線路電阻依然存在波動(dòng)現(xiàn)象，拆下后對(duì)線路電阻進(jìn)行測(cè)量，阻值為24～98Ω，變化波動(dòng)比較大，查閱說明書得知執(zhí)行器線圈阻值正常為35Ω。用萬用表測(cè)量線路對(duì)地電阻，一端接線電阻為0，另一端24～98Ω，斷定仍然有一線路接地故懷疑是執(zhí)行器絕緣線圈老化進(jìn)而導(dǎo)致的絕緣低。拆解執(zhí)行器進(jìn)行檢查，外觀并無異常，分析認(rèn)為是執(zhí)行器內(nèi)的電磁線圈內(nèi)部絕緣差導(dǎo)致電源信號(hào)丟失以致停車。返航后聯(lián)系專業(yè)修理商對(duì)執(zhí)行器電磁線圈進(jìn)行更換且對(duì)調(diào)速器進(jìn)行重新效驗(yàn)，返船裝機(jī)后啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，執(zhí)行器絕緣測(cè)量正常，該副機(jī)自動(dòng)停車、無法啟動(dòng)的故障修復(fù)。

3.故障總結(jié)及預(yù)防

這次的故障是由調(diào)速器執(zhí)行器內(nèi)部的電磁線圈絕緣低引起，執(zhí)行器的潤滑油來自系統(tǒng)，電磁線圈在運(yùn)行時(shí)浸在油中，潤滑油中的添加劑具有導(dǎo)電性，電磁線圈的低絕緣造成接地，給2301A一個(gè)假的停車信號(hào)，副機(jī)自動(dòng)停車，停車后短時(shí)間內(nèi)執(zhí)行器內(nèi)電磁線圈仍然浸在油中，所以無法啟動(dòng)。一旦執(zhí)行器內(nèi)的潤滑油回流至系統(tǒng)到低油位，電磁線圈絕緣恢復(fù)，一旦發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，便可以啟動(dòng)成功。這次副機(jī)停車故障引起的全船失電，雖然有其偶發(fā)性，但也能看出輪機(jī)管理中的一些缺陷和不足。

首先是UMAS報(bào)警處理不到位：近期集控室24V絕緣檢測(cè)顯示低絕緣，由于24v大都為控制用電，在航行中查找絕緣低的原因時(shí)考慮到影響船舶操縱安全，未能徹底查找，接地故障也未完全消除。正是由于對(duì)其他報(bào)警沒有及時(shí)的處理，在該副機(jī)執(zhí)行器線圈絕緣低情況時(shí)，覆蓋了該故障，從而掩蓋了本次故障的真實(shí)原因，使大家在故障的排查過程中走了不少彎路，浪費(fèi)了許多的時(shí)間和精力。其次是設(shè)備修理不及時(shí)，右主機(jī)離合器齒輪箱油泵傳動(dòng)齒輪損壞后，一直由備用潤滑油泵提供潤滑和液壓用油，即便是備件到船后由于工期原因也未裝復(fù)，船舶一直帶病作業(yè)，備用泵電源來自主電網(wǎng)，在失電時(shí)發(fā)生主機(jī)停車保護(hù)，引發(fā)艏艉推進(jìn)器停止，動(dòng)力不能滿足DP作業(yè)，引發(fā)險(xiǎn)情。再次是維護(hù)保養(yǎng)不全面：由于調(diào)速器不到修理周期，船舶沒有專門的試驗(yàn)臺(tái)，在定期的維護(hù)保養(yǎng)中，忽視了執(zhí)行器各內(nèi)部部件的檢查，未及時(shí)發(fā)現(xiàn)吸油管脫落、線路破損、絕緣低，以致發(fā)生停車停電和啟動(dòng)故障。設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)是安全運(yùn)行的重要保障，與安全息息相關(guān)，只有對(duì)設(shè)備及時(shí)進(jìn)行定期以及科學(xué)的維護(hù)保養(yǎng)，才能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和消除隱患，避免設(shè)備故障的發(fā)生，變事后修理為事前預(yù)控。從而保證良好的設(shè)備狀態(tài)。

雖然本次的副機(jī)故障沒有造成重大機(jī)損和海損事故，但是這對(duì)在海上需要頻繁靠離平臺(tái)機(jī)動(dòng)操作的AHTS多功能船舶來講，這種突發(fā)性的故障對(duì)船舶安全產(chǎn)生的危害更大，小故障就會(huì)導(dǎo)致機(jī)損、海損甚至人員傷亡事故。作為輪機(jī)管理人員在日常的管理中要保持高度責(zé)任心，從嚴(yán)管理，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，杜絕馬虎和敷衍。輪機(jī)值班人員在操作中每一個(gè)步驟都要認(rèn)真、專業(yè)，以確保萬無一失，不允許出現(xiàn)“可能”、“應(yīng)該”的模糊處理。都要有極強(qiáng)的安全意識(shí)和風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，對(duì)突發(fā)性的故障一定要沉著冷靜、采取合理的應(yīng)對(duì)措施，以降低船舶損失和確保船舶安全。