張久安，李鵬展

（中石化勝利油田分公司海洋石油船舶中心，山東 龍口 265725）

1 運(yùn)用狀態(tài)檢測手段發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障隱患

某輪兩臺主機(jī)為德國進(jìn)口MAK9M20 型船用增壓中冷中速柴油機(jī)， 2017 年下半年開始，經(jīng)潤滑油光譜分析，發(fā)現(xiàn)潤滑油內(nèi)金屬元素鐵和污染元素鈉明顯超標(biāo)，經(jīng)過換油排除滑油污染因素，又經(jīng)過多次取樣排除取樣污染偶發(fā)因素，檢查濾器也未發(fā)現(xiàn)明顯的金屬痕跡，多種措施排查異常元素來源，均未取得有效結(jié)果，且一年以來該現(xiàn)象沒有好轉(zhuǎn)。圖1 為兩主機(jī)2018 年12 月潤滑油狀態(tài)監(jiān)測報告，均顯示金屬元素鐵和污染元素鈉超標(biāo)。表1為兩主機(jī)潤滑油多次取樣檢測中鐵和鈉元素含量表。

通過查閱說明書和操作維護(hù)保養(yǎng)手冊，咨詢原設(shè)備廠家技術(shù)人員，分析研判異常元素鐵和鈉的來源，初步判斷：鐵元素來源主要集中在缸蓋、缸套、氣閥搖臂、凸輪軸等部位的異常磨損，鈉元素則最大可能就是有水進(jìn)入潤滑油。

根據(jù)以上分析，2019 年2 月份利用船舶塢修機(jī)會，對兩臺主機(jī)進(jìn)行拆檢，排查上述故障隱患。通過拆檢，確認(rèn)了缸蓋排氣閥座冷卻腔滲漏冷卻水，導(dǎo)致冷卻水漏入氣缸內(nèi)，并形成氧化鐵銹蝕，進(jìn)入潤滑油內(nèi)，最終導(dǎo)

致潤滑油鐵和鈉元素異常偏高的現(xiàn)象發(fā)生。

圖1 修復(fù)前兩主機(jī)潤滑油光譜檢測報告

表1 主機(jī)潤滑油光譜檢測元素含量表

2 排查故障原因

2.1 為徹底查清故障原因，首先對缸蓋及其附件、缸套、軸承等進(jìn)行拆檢檢查

（1）通過拆卸缸蓋發(fā)現(xiàn)左車1#、3#、6#、7#、8#、9#缸和右車2#、3#、4#、5#缸缸蓋下表面有明顯銹蝕，其它部件未見明顯異常，初步判定潤滑油內(nèi)的異常元素與該處漏水有關(guān)。圖2 為右主機(jī)5#缸缸蓋情況，兩臺主機(jī)其它漏水缸蓋情況亦類似。

圖2 缸蓋拆卸后銹蝕情況

圖3 缸蓋清洗之后

（2）通過檢查發(fā)現(xiàn)：燃燒室內(nèi)活塞頭頂部和缸蓋觸火面有明顯銹蝕現(xiàn)象，缸套下部內(nèi)壁無水痕和銹蝕，同時缸蓋檢漏孔也沒有水流出。對兩臺主機(jī)所有缸蓋進(jìn)行水壓試驗，發(fā)現(xiàn)所有有銹蝕缸蓋的排氣閥座和缸蓋配合面有水滲出。由此判定兩臺主機(jī)各缸蓋漏水是由排氣閥座與缸蓋配合面配合不好引起。

2.2 對缸蓋及附件進(jìn)行徹底清潔，檢查和判斷缸蓋及其附件的情況

（1）將所有缸蓋附件拆下并解體，包括：搖臂、閥橋、啟發(fā)彈簧、旋閥器、氣閥鎖片、進(jìn)排氣閥、噴油器、水套、進(jìn)排氣閥座圈。

（2）對缸蓋和附件進(jìn)行清洗。清洗過程是將缸蓋及附件用專用清洗液浸泡4 小時，浸泡過程加溫到90°。

（3）浸泡完成后用高壓水槍進(jìn)行清潔，對氣閥閥面等積碳嚴(yán)重且較難清潔的地方需要手工噴砂處理。圖3為缸蓋及附件清洗之后的情況。

2.3 檢查缸蓋漏水點情況并分析造成漏水的原因

（1）利用專用工具將排氣閥座拆離缸蓋，在拆卸過程中發(fā)現(xiàn)：有些排氣閥座圈中間有裂痕；

（2）測量缸蓋排氣閥座孔，從多個方向位置并多次進(jìn)行測量，準(zhǔn)確客觀反映缸蓋氣閥座孔真實狀態(tài)，通過測量發(fā)現(xiàn)漏水缸蓋的排氣閥座孔存在輕微變形。

通過全面拆檢和測量，基本查清了故障點和故障原因，為此需有針對性的維修方案，徹底消除故障隱患。

3 嚴(yán)格施工工藝，科學(xué)維修排除故障

（1）以測量數(shù)據(jù)為依據(jù)，對有問題的座孔進(jìn)行鏜孔處理并配以加大尺寸的閥座。在鏜孔處理過程中（圖4為氣閥座測量及鏜孔過程），若密封面有焊點必須要處理干凈，否則新氣閥座安裝后依然會存在漏水的風(fēng)險。閥座加大尺寸不得超過1.5mm，以免會造成缸蓋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低而影響使用。

（2）嚴(yán)格缸蓋維修工藝，專人負(fù)責(zé)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，并以此為技術(shù)參考。在對排氣閥座進(jìn)行鏜孔修理后，檢查進(jìn)氣閥座發(fā)現(xiàn)部分進(jìn)氣閥座存在下沉現(xiàn)象，主要是因為長期敲擊，導(dǎo)致應(yīng)力變形。因進(jìn)氣閥座無水冷卻腔，為此對此部分進(jìn)氣閥座進(jìn)行換新。

（3）嚴(yán)格缸蓋各部件組裝工作。

圖4 閥座測量及鏜孔修理

（4）排氣閥座的安裝。將缸蓋水平倒置于工作臺安裝氣閥座，閥座和氣閥導(dǎo)管需液氮冷裝。將閥座冷裝入閥孔后，壓住閥座并且靜置10 分鐘左右，防止閥座在恢復(fù)常溫過程中出現(xiàn)竄動而使兩者配合不良，從而影響閥座與座孔的密封。

（5）嚴(yán)格做好水腔密封的試驗與檢查。氣閥研磨完成后安裝噴油器冷卻水套，安裝時需對水套螺紋處打螺紋密封膠處理。之后進(jìn)行水壓試驗（壓力為8-10BAR，10分鐘），觀察排氣閥座孔處、水套處、檢漏孔及缸蓋堵頭處有無滲漏。水壓試驗完成后安裝進(jìn)排氣閥、旋閥器、啟閥彈簧等缸蓋附件。

（6）做好氣閥和閥座的研磨工作。由于閥座在冷裝過程中，可能會存在微不可查的形變，在氣閥研磨前，需對閥座和氣閥用專用工具修磨（本機(jī)型氣閥密封面錐角為30 度）。修磨后用細(xì)研磨砂進(jìn)行氣閥研磨，研磨至密封面外邊緣三分之一的寬度內(nèi)光亮且連續(xù)環(huán)帶即可（可用鉛筆劃線法檢查配合情況）。

（7）嚴(yán)格裝配工藝。在裝機(jī)之前首先要將缸蓋各腔室及附件用壓縮空氣吹凈，還要特別檢查缸蓋下沿與缸套配合位置的穴蝕情況。若穴蝕嚴(yán)重會產(chǎn)生毛刺，在裝配過程中可能會損壞缸蓋下表面O 型圈，造成缸蓋漏水的后果。須將缸蓋下沿穴蝕嚴(yán)重處涂膠處理，以保證O型圈在裝配過程中不會被損傷。

缸蓋安裝到機(jī)體后，貫穿螺栓用液壓拉伸器分兩次上緊，壓力分別為300BAR 和600BAR。再安裝閥橋、搖臂等附件。搖臂安裝過程中要注意搖臂上下兩組螺母需采用不同的預(yù)緊力。

所有缸蓋附件安裝完畢以及貫穿螺栓達(dá)到預(yù)緊力后，需要盤車調(diào)整氣閥間隙，盤車前對各配合部件進(jìn)行注油潤滑，防止盤車過程中各配合部件干磨而造成不必要的磨損。本船兩臺主機(jī)為9 缸直列柴油機(jī)，左主機(jī)發(fā)火順序為：1-2-4-6-8-9-7-5-3；右主機(jī)為：1-3-5-7-9-8-6-4-2。

（8）嚴(yán)格氣閥間隙調(diào)整，確保間隙控制在規(guī)定區(qū)間內(nèi)。氣閥間隙的調(diào)整尤為重要，這項工作關(guān)系到今后柴油機(jī)運(yùn)行中進(jìn)、排氣量的控制，直接影響柴油機(jī)的燃燒，從而影響柴油機(jī)的熱工狀態(tài)。

冷態(tài)氣閥間隙：即安裝完成后第一次起車前的氣閥間隙。進(jìn)氣閥冷態(tài)氣閥間隙為0.6mm，排氣閥冷態(tài)氣閥間隙0.65mm。

熱態(tài)氣閥間隙：只能在柴油機(jī)溫?zé)釙r進(jìn)行測量，一般在柴油機(jī)停車后15 分鐘進(jìn)行，進(jìn)氣閥熱態(tài)間隙為：0.6mm；排氣閥熱態(tài)間隙為：0.8mm。熱態(tài)氣閥間隙為柴油機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的所需的最終間隙。

4 故障排除后設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)

兩臺主機(jī)組裝完畢后經(jīng)碼頭系泊試驗、航行試驗，均未發(fā)現(xiàn)明顯異常。截至目前，已平穩(wěn)運(yùn)行近700h，通過日常的運(yùn)行狀態(tài)檢查和潤滑油光譜檢測（見圖5），熱工參數(shù)、潤滑油質(zhì)量均未發(fā)現(xiàn)明顯異常。至此可以認(rèn)為此次主機(jī)故障隱患的發(fā)現(xiàn)和排查處理取得了較好的效果，得益于隱患發(fā)現(xiàn)及時，故障原因分析方向正確，維修施工工藝科學(xué)合理，裝配調(diào)試嚴(yán)謹(jǐn)有序，也體現(xiàn)了船舶設(shè)備管理人員細(xì)致認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)、積極負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和敬業(yè)精神。

圖5 修復(fù)后運(yùn)轉(zhuǎn)700 多小時兩主機(jī)潤滑油檢測報告

5 結(jié)語

該輪兩臺主機(jī)上一次大修是在2007 年，10 多年來運(yùn)行一直比較穩(wěn)定，此次出現(xiàn)的氣閥座漏水故障如果不能夠及時發(fā)現(xiàn)和處理，將會導(dǎo)致柴油機(jī)拉缸、頂缸、活塞組件損壞、機(jī)體損傷等重大設(shè)備事故。經(jīng)初步分析，該故障是設(shè)備部件老化、長期運(yùn)行導(dǎo)致閥座應(yīng)力變形、冷卻水添加質(zhì)量缺陷等諸多因素導(dǎo)致的累積型故障，故障隱患的發(fā)現(xiàn)得益于我們長期堅持的精大稀關(guān)設(shè)備潤滑油狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)手段，故障的排除得益于采取了科學(xué)專業(yè)的檢維修方法，將設(shè)備事故隱患消滅在萌芽狀態(tài)，避免了更大的設(shè)備故障和事故的發(fā)生，保證了船舶主要動力設(shè)備持續(xù)穩(wěn)定高效的運(yùn)行。同時，通過該主機(jī)故障從發(fā)現(xiàn)到排查到處理的整個過程，也為其他同類設(shè)備管理工作提供有益的借鑒和參考，體會到無論是設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測，還是設(shè)備故障的排查與維修，都要秉承科學(xué)、細(xì)致、認(rèn)真的工作態(tài)度，尤其是我們油田精大稀關(guān)設(shè)備的管理，是一項技術(shù)含量高、管理難度大、涵蓋范圍廣的工作，工作過程中需要有認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，還需要專業(yè)扎實的功底。作為設(shè)備管理人員，掌握專業(yè)的管理知識和科學(xué)的技術(shù)手段，提升設(shè)備高質(zhì)量運(yùn)行意識，合理運(yùn)用精細(xì)管理措施，是實現(xiàn)設(shè)備管理質(zhì)量水平提升的重要條件，也是確保設(shè)備本質(zhì)安全化水平的重要途徑。