預(yù)防柴油機(jī)拉缸的措施

摘 要： 柴油機(jī)拉缸是一種危害極大的船舶安全事故，可導(dǎo)致船舶失去動力，威脅船舶和人員的財(cái)產(chǎn)生命安全。避免柴油機(jī)拉缸的重點(diǎn)應(yīng)放在預(yù)防上. 本文從科學(xué)管理柴油機(jī)和預(yù)防柴油機(jī)拉缸方面出發(fā)，結(jié)合實(shí)際案例，對預(yù)防柴油機(jī)拉缸提出了可行性的建議。

關(guān)鍵詞：拉缸；原因；預(yù)防

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.034

1 拉缸故障簡介

柴油機(jī)氣缸的拉缸是由于活塞與缸套兩個(gè)摩擦面之間缺乏潤滑油膜，當(dāng)柴油機(jī)在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，燃燒室爆炸壓力過大，某些區(qū)域產(chǎn)生熱力凸起，該熱力凸起點(diǎn)會逐漸擴(kuò)展造成局部熔著、而熔著區(qū)域由于部件的相對運(yùn)動又被撕脫，造成接觸面產(chǎn)生硬化層，硬化層破裂產(chǎn)生的金屬磨粒會造成相對運(yùn)動的磨損，產(chǎn)生與氣缸中心線平行的高低不平的磨痕，這就是“拉缸”，接觸面嚴(yán)重的熔著磨損是造成拉缸的主要原因。

2 拉缸故障實(shí)例分析

某輪NO3發(fā)電機(jī)型號MANB&W-8L23/30H，1280kW，900RPM，廢氣渦輪增壓，當(dāng)柴油機(jī)工作1200h時(shí)NO1缸發(fā)生拉缸，該缸一進(jìn)氣閥桿斷裂，且閥盤碎裂掉入汽缸，造成活塞頭與缸套損壞嚴(yán)重，造成全船失電，嚴(yán)重拉缸事故。對該輪進(jìn)行了故障原因調(diào)查分析如下：通過查看輪機(jī)日志查看工作參數(shù)記錄時(shí)發(fā)現(xiàn)，該副機(jī)一直存在排煙溫度高的情況，且最高負(fù)荷只能達(dá)到額定功率50%。檢查脫落的氣閥殘片，發(fā)現(xiàn)有數(shù)條“貝紋線”，這是疲勞裂紋特征。拆檢柴油機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)空冷器冷卻水管部分阻塞；透平噴嘴環(huán)積碳嚴(yán)重。于是更換了空冷器，解體清潔了透平以后，排煙溫度平均降低了40--50℃，綜合上述排查可知：由于冷卻水管堵塞，導(dǎo)致掃氣溫度提高；渦輪增壓器效率降低。高的排煙溫度導(dǎo)致燃燒室組件受熱膨脹，氣閥間隙相應(yīng)變小，氣閥與閥座不能有效密封，高溫燃?xì)饣亓鳑_刷進(jìn)氣閥面和閥座，形成氣閥面腐蝕麻點(diǎn)，早期會在閥桿和閥盤形成熱疲勞裂紋，進(jìn)而造成閥盤碎裂，金屬碎塊會造成活塞頭與缸套的損壞，最終造成拉缸。

3 預(yù)防發(fā)生拉缸的措施

柴油機(jī)管理應(yīng)貫徹“預(yù)防為主”的原則。減少故障發(fā)生的幾率，降低機(jī)械故障率和經(jīng)濟(jì)損失，在使用上，應(yīng)嚴(yán)格按照柴油機(jī)操作說明和使用注意事項(xiàng)，拉缸故障是完全可以避免的。

3.1 注意運(yùn)行時(shí)的各狀態(tài)參數(shù)值

在柴油的正常海上航行時(shí)，各值班人員要密切注意柴油機(jī)的各工況參數(shù)與運(yùn)行狀態(tài)。

（1）汽缸油注油量指標(biāo)。相應(yīng)指標(biāo)應(yīng)符合說明書的要求。太大的注油率，不但浪費(fèi)汽缸油，增加運(yùn)營成本，使部件處沉積物增多，引起活塞環(huán)粘著，使氣口因積碳而變窄等，還將導(dǎo)致掃氣箱著火。注油率太小，很難形成完整的氣缸油膜，造成嚴(yán)重咬缸事故。保持活塞環(huán)最大清潔度與缸套最低的磨損量是衡量最佳的注油率的兩個(gè)指標(biāo)。[1]

（2）排溫指標(biāo)。各缸的排煙溫度是否處于正常范圍內(nèi)，一般偏差應(yīng)控制在平均值5%之內(nèi)，排煙溫度反應(yīng)燃燒室熱負(fù)荷與機(jī)械負(fù)荷參數(shù)。油頭滴油、高壓油泵故障、燃燒室密封不好等都會引起排煙溫度的異常。

（3）滑油指標(biāo)。目前的活塞冷卻都是利用套管式的主機(jī)系統(tǒng)油冷卻，檢查其回油的流量與溫度，如果回油流量小且溫度高表示活塞冷卻不良，不良的冷卻會導(dǎo)致活塞頭過熱，進(jìn)而導(dǎo)致拉缸。

（4）測示功圖。運(yùn)行中要經(jīng)常測取柴油機(jī)的P-V示功圖與P-Q功率圖，分析各缸的工作狀態(tài)和內(nèi)部工況，及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)是十分必要的。如果P-V示功圖中若某缸壓縮壓力明顯比其他缸低，則表示燃燒室密封不良，可能是排氣閥燒蝕漏氣；如果P-Q功率圖中某缸圖形面積小，則表示此缸做功小，可能是油頭或高壓油泵故障；如果某缸爆壓太高，則需要對單缸油門或者VIT進(jìn)行調(diào)節(jié)。

（5）掃氣箱檢查。每個(gè)月對柴油機(jī)掃氣箱進(jìn)行檢查，檢查各道活塞的工作表面是否光亮，磨損指標(biāo)是否正常是；活塞令是否有卡死；活塞頭積碳多少，是否有不正常的磨損；缸套的掃氣口是否有倒角和凸臺等；活塞下部空間是否有金屬及斷令等。通過柴油機(jī)的運(yùn)行時(shí)的實(shí)時(shí)監(jiān)控結(jié)合每個(gè)月的定期掃氣箱活塞與缸套的檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種異常情況，發(fā)現(xiàn)問題提前解決。

3.2 燃油方面

燃油的凈化是重要環(huán)節(jié)，應(yīng)注意檢查燃油系統(tǒng)中的粗、細(xì)濾器。燃油離心分離是凈化燃油最有效的手段，正確選擇比重環(huán)的尺寸，油溫的加熱時(shí)間和最佳排油量（30%-50%），可以兩臺分油機(jī)并聯(lián)使用以保證油的質(zhì)量。在燃油加裝時(shí)避免不同牌號的燃油混艙，根據(jù)加裝燃油的硫分選擇合適的汽缸油的。為改善低質(zhì)燃油的性能，添加燃油添加劑。

3.3 良好的磨合

理想的磨合是關(guān)系到拉缸與否的重要因素。磨合時(shí)使用的滑油品質(zhì)和數(shù)量也是磨合的關(guān)鍵因素之一。初期磨合是拉缸的高發(fā)期，因此，在磨合期的負(fù)荷應(yīng)由小到大，轉(zhuǎn)速由低到高，科學(xué)合理的分配時(shí)間 ，不要急于加大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。氣缸的注油率正常值在1.0--1.4G/KWH之間。

3.4 選擇合適的氣缸潤滑油

柴油機(jī)氣缸油的選擇主要考慮含硫量、柴油機(jī)的換氣類型等，根據(jù)實(shí)際機(jī)型選擇合適堿值和粘度指數(shù)的潤滑油。

3.5 加強(qiáng)冷卻系統(tǒng)維護(hù)

柴油機(jī)運(yùn)行中要多檢查冷卻水的溫度和壓力，檢查各缸冷卻水的流動情況，水溫保持在要求的范圍內(nèi)，大的溫差變化會加速橡皮圈的老化，還會使部件產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。定期對缸套水進(jìn)行化驗(yàn)處理和清洗冷卻系統(tǒng)水垢，避免柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)異常高溫。柴油機(jī)停機(jī)要利用鍋爐的蒸汽或者電加熱對缸套、活塞頭等部位進(jìn)行暖缸是十分必要的（65℃），暖缸有利于缸內(nèi)發(fā)火，易于啟動，還可以使滑油均勻分布，避免缸套嚴(yán)重磨損，減少壁缸的熱應(yīng)力。[3]

4 總結(jié)

在柴油機(jī)的管理使用過程中，還要通過現(xiàn)代的科技手段監(jiān)控缸套、活塞環(huán)等摩擦部件的微小磨損變化；定期對系統(tǒng)滑油和掃氣箱泄放殘油進(jìn)行分析化驗(yàn)，通過化驗(yàn)油中金屬顆粒的含量等提前對拉缸進(jìn)行預(yù)警。只要用科學(xué)的方法管理與使用柴油機(jī)，用科學(xué)的手段及時(shí)發(fā)現(xiàn)柴油機(jī)拉缸的各種隱患。就能避免拉缸的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳義廣.柴油發(fā)動機(jī)的拉缸檢查和預(yù)防[J].煤炭技術(shù)，2007，26（10）：1.

[2]杜榮銘，錢天祉.船舶柴油機(jī)[M].大連：大連海運(yùn)學(xué)院出版社，1988：65-69.

[3]趙宗雄，何文山.船舶柴油機(jī)[M].大連：大連海事大學(xué)出版社，2001：125-136.

作者簡介：王建濤（1974-），男，山東濰坊人，本科，中級職稱，船舶輪機(jī)長，研究方向：輪機(jī)管理與自動化。