CCS青島分社 張驍馳

FIVA閥是電噴主機(jī)中最重要的部件之一，其運(yùn)行是否安全穩(wěn)定，對(duì)船舶的安全航行至關(guān)重要。有一次，本人在對(duì)某船試航檢驗(yàn)過(guò)程中遇到的電噴主機(jī)爆缸問(wèn)題，至今記憶猶新，在此，把當(dāng)時(shí)的事件還原，希望能給予業(yè)界以思考和啟示。

當(dāng)時(shí)，我在對(duì)某船進(jìn)行試航主機(jī)耐久試驗(yàn)時(shí)，在主機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速工況后約20分鐘，系統(tǒng)發(fā)出成組報(bào)警：Group：Illegal ELFI/FIVA Position (CCU4) (Slowdown)，引發(fā)主機(jī)自動(dòng)降速，增壓器喘振，遂手動(dòng)控制主機(jī)停車(chē)。

隨后，我們進(jìn)行初步查找和排查原因，主機(jī)服務(wù)商對(duì)4缸CCU進(jìn)行循環(huán)測(cè)試，4缸排氣閥反饋信號(hào)顯示排氣閥沒(méi)有關(guān)閉，各方初步認(rèn)為可能是4缸FIVA閥卡滯故障。由于試航時(shí)檢測(cè)條件相對(duì)較差，因此各方商議決定直接用備件對(duì)4缸FIVA閥總成進(jìn)行更換。

更換完成重新開(kāi)始試驗(yàn)，在主機(jī)低速試車(chē)及CSR等工況下，主機(jī)正常運(yùn)行。在主機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速工況約30分鐘后，系統(tǒng)再次發(fā)出成組報(bào)警：Group：Illegal ELFI/FIVA Position(CCU4)(Slowdown)，并引發(fā)主機(jī)爆缸，4缸缸蓋橡膠墊片損壞，主機(jī)自動(dòng)降速，手動(dòng)控制主機(jī)停車(chē)。

張驍馳 畢業(yè)于大連海事大學(xué)，碩士學(xué)位，現(xiàn)為中國(guó)船級(jí)社青島分社建造處驗(yàn)船師。具有多年船用產(chǎn)品檢驗(yàn)和建造船舶檢驗(yàn)經(jīng)歷。其所在的外籍油輪項(xiàng)目組因零缺陷通過(guò)國(guó)際大型石油公司檢查而多次贏得業(yè)界的好評(píng)。

于是，我們?cè)俅尾檎以颍鶕?jù)兩次現(xiàn)象初步分析，主機(jī)服務(wù)商判斷可能是4缸CCU處理系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，用備件對(duì)4缸CCU進(jìn)行更換。

重新開(kāi)始試驗(yàn)后，在主機(jī)低速試車(chē)及CSR等工況下，主機(jī)正常運(yùn)行。在主機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速工況后約20分鐘，系統(tǒng)再次發(fā)出同樣的報(bào)警。為防止再次出現(xiàn)爆缸等現(xiàn)象，造成船舶更大危險(xiǎn)，試驗(yàn)終止，等待拖輪補(bǔ)充備件。

接下來(lái)，繼續(xù)分析、查找原因。我們考慮到，低速主機(jī)MOP系統(tǒng)除對(duì)FIVA閥控制系統(tǒng)基本情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控外，在系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，對(duì)錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)間的前后總計(jì)5秒內(nèi)所有監(jiān)控點(diǎn)的電信號(hào)形成HCU Events曲線圖予以記錄，通過(guò)此曲線圖，可全面了解當(dāng)前故障情況下，各個(gè)部件前后共計(jì)5秒時(shí)間段內(nèi)的具體位置，供維護(hù)人員進(jìn)行分析參考。

將一個(gè)完整沖程曲線圖放大，可以精確地反映出CCU發(fā)出控制信號(hào)后，F(xiàn)IVA閥、噴油泵柱塞、排氣閥三者對(duì)于控制信號(hào)的反應(yīng)情況，即按照FIVA閥預(yù)設(shè)值設(shè)定，CCU發(fā)出指令電流，F(xiàn)IVA閥位置反饋信號(hào)顯示按照預(yù)設(shè)值進(jìn)行動(dòng)作，同時(shí)，由于FIVA閥的動(dòng)作，導(dǎo)致排氣閥和噴油泵柱塞隨FIVA閥控制進(jìn)行動(dòng)作，并將位置反饋信號(hào)送回CCU，完成負(fù)反饋閉環(huán)自動(dòng)控制。

在停機(jī)查找原因過(guò)程中，本人將三次事件的HCU Events曲線進(jìn)行了比較和分析，發(fā)現(xiàn)第一次事故和第三次事故發(fā)生時(shí)各個(gè)信號(hào)曲線完全一致，第二次事故在發(fā)生前的各個(gè)信號(hào)曲線與其他兩次完全一致。可以判定，三次事故在發(fā)生時(shí)遇到的問(wèn)題是相同的。

我們放大第三次信號(hào)曲線發(fā)生故障時(shí)的曲線圖，并與主機(jī)正常狀態(tài)下的曲線圖進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，在主機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，F(xiàn)IVA閥位置反饋信號(hào)與FIVA閥理論設(shè)定位置信號(hào)曲線基本保持一致。但在故障曲線圖中，橫坐標(biāo)約2.11秒的位置，F(xiàn)IVA閥位置反饋信號(hào)陡然上升，脫離理論設(shè)定位置信號(hào)曲線。從噴油泵柱塞位置曲線和排氣閥位置曲線可以看出，噴油泵開(kāi)始開(kāi)啟，排氣閥開(kāi)始關(guān)閉，說(shuō)明FIVA閥反饋信號(hào)實(shí)際地反應(yīng)了FIVA閥確實(shí)在高位，并控制噴油泵和排氣閥按照預(yù)先的設(shè)置進(jìn)行動(dòng)作，因此FIVA閥的反饋信號(hào)并沒(méi)有發(fā)生錯(cuò)誤，F(xiàn)IVA閥確實(shí)卡阻在頂部。

關(guān)注點(diǎn)主要集中在導(dǎo)致FIVA閥閥芯始終在上部的原因。并初步認(rèn)定，F(xiàn)IVA閥是由于下部腔室壓力較大，導(dǎo)致FIVA閥無(wú)法下落?？紤]到下部腔室壓力較大是先導(dǎo)閥始終處在下位，而先導(dǎo)閥位置主要由CCU給出的控制電流進(jìn)行控制。因此，故障的關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了先導(dǎo)閥和CCU給出的控制電流上。

由于先導(dǎo)閥也是FIVA閥組的一部分，同樣考慮到不同新產(chǎn)品發(fā)生完全一樣機(jī)械故障的可能性較低，因此關(guān)注點(diǎn)集中在了控制信號(hào)的動(dòng)作上。

通過(guò)觀察故障圖，我們發(fā)現(xiàn)，在FIVA閥位置反饋信號(hào)發(fā)生陡然上升的過(guò)程中，CCU給出的控制電流根據(jù)位置反饋信號(hào)相應(yīng)給出了減小控制電流，使先導(dǎo)閥電磁線圈磁力減小動(dòng)作，但動(dòng)作并沒(méi)有實(shí)際發(fā)生，因此隨著電磁力持續(xù)不變，導(dǎo)致先導(dǎo)閥始終在下位，液壓油始終充滿主閥下控制腔。主閥按理論設(shè)置位置，本應(yīng)由下位到中位持續(xù)一段時(shí)間。充滿液壓油的下控制腔由于持續(xù)的壓力導(dǎo)致主閥從下位快速直接升到了上位并保持不動(dòng)，隨后發(fā)生了一系列故障。因此，故障關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)移到是什么原因?qū)е铝薈CU給出的控制電流信號(hào)沒(méi)有控制先導(dǎo)閥電磁線圈動(dòng)作上。

此時(shí)，又將關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)移到與另兩次故障有所不同的第二次故障上。我們分析，與第一次故障和第三次故障相比，本次故障發(fā)生后，F(xiàn)IVA閥芯快速升到上位后始終保持不動(dòng)，而第一次和第三次很快回到了下位。這個(gè)區(qū)別直接導(dǎo)致了本次故障發(fā)生后，噴油泵柱塞始終在高位，而排氣閥始終關(guān)閉，導(dǎo)致了爆缸。這次與眾不同的爆缸現(xiàn)象也啟發(fā)了本人考慮一個(gè)問(wèn)題：如果周?chē)h(huán)境條件完全相同的情況下，是什么原因?qū)е掠械臅r(shí)候FIVA閥芯保持不動(dòng)，有的時(shí)候FIVA閥芯回到下位？

將兩個(gè)問(wèn)題結(jié)合起來(lái)，我猜想，CCU的控制電流接線可能出現(xiàn)了虛接的情況?；仡櫱皟纱伟l(fā)生故障后相關(guān)備件的更換情況，第一次更換了4缸FIVA閥組并對(duì)閥組進(jìn)行重新接線，第二次更換了缸蓋橡膠墊片和4缸CCU，并對(duì)CCU進(jìn)行重新接線?？紤]到重新接線發(fā)生相同故障的可能性較低，排除了CCU和FIVA閥組兩端接線出現(xiàn)了問(wèn)題。對(duì)CCU FIVA接線圖上相關(guān)接線情況分析后，最終，焦點(diǎn)集中在連接CCU和FIVA閥組的端子排上。

由于端子排產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致接線發(fā)生虛接情況，考慮到環(huán)境振動(dòng)影響，端子排接線會(huì)導(dǎo)致一定頻率的震動(dòng)情況下導(dǎo)致斷路；或者也會(huì)導(dǎo)致信號(hào)時(shí)斷時(shí)續(xù)，甚至完全斷開(kāi)。

備件到貨，保證主機(jī)和船舶安全可靠性后，經(jīng)各方商定，對(duì)整個(gè)4缸電控系統(tǒng)進(jìn)行重新接線。將端子排進(jìn)行更換，并著重將端子排接線端子線路虛接進(jìn)行逐個(gè)排查。在重新接線后，進(jìn)行基本檢測(cè)無(wú)問(wèn)題，重新進(jìn)行主機(jī)耐久試驗(yàn)，主機(jī)運(yùn)行良好，在隨后的試航過(guò)程中再?zèng)]有出現(xiàn)相關(guān)問(wèn)題，順利完成余下全部試航試驗(yàn)。通過(guò)完成試驗(yàn)的情況，可以證明端子排接線虛接是本次主機(jī)爆缸問(wèn)題的發(fā)生的誘因。

本次事故的發(fā)生，體現(xiàn)了隨著電噴技術(shù)的提高，主機(jī)電氣部分接線的可靠性變得尤其重要，在船廠生產(chǎn)制造過(guò)程中，也要對(duì)接線部分慎之又慎，將此類(lèi)問(wèn)題發(fā)生的幾率降到最小。