基于疏浚船舶主機(jī)缸頭漏水故障實(shí)例分析

郭香寧

【摘??要】本文主以國(guó)內(nèi)進(jìn)行做業(yè)的疏浚拋錨船舶進(jìn)行分析，研究主機(jī)缸頭的漏水故障。首先對(duì)該主機(jī)的冷卻水的系統(tǒng)進(jìn)行分析，然后通過(guò)對(duì)其各個(gè)部位進(jìn)行詳細(xì)的排查，最后決定對(duì)故障的位置進(jìn)行分析定位。最終在更換氣缸頭后，主機(jī)可以正常運(yùn)行，并且各項(xiàng)參數(shù)均為正常，由此漏水故障予以排除。

【關(guān)鍵詞】疏浚船舶;主機(jī)缸頭;故障分析;漏水

1、實(shí)例簡(jiǎn)介

本次主要分析在國(guó)內(nèi)進(jìn)行做業(yè)的疏浚拋錨船舶，其主機(jī)的最高功率達(dá)到8700KW，具體型號(hào)：瓦錫蘭12V38B。由于其在工作中突然拋錨，因此對(duì)其曲軸箱道門(mén)進(jìn)行檢查，檢查機(jī)器內(nèi)部運(yùn)動(dòng)和固定的部件。而檢查盤(pán)車(chē)過(guò)程中清晰的看到SB5缸的內(nèi)壁位置出現(xiàn)水珠連續(xù)漏出，并且可以看到缸套壁泛黃。最后決定對(duì)故障的位置進(jìn)行排查并分析定位。

2、12V38B型主機(jī)內(nèi)部的冷卻水系統(tǒng)

本次排查故障的主機(jī)運(yùn)用封閉式的淡水冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)有高溫與低溫的水冷系統(tǒng)加以組成，通過(guò)將海水利用兩個(gè)中央冷卻器加以冷卻而制成冷卻水。主機(jī)使用的冷卻水系統(tǒng)有不同且獨(dú)立的兩個(gè)回路：高溫水的回路主要對(duì)氣缸和氣缸頭以及空氣冷卻器的高溫側(cè)（初級(jí)）加以冷卻;而低溫水的回路則對(duì)增壓空氣冷卻器的低溫側(cè)（次級(jí)）加以冷卻。通過(guò)外部的冷卻水進(jìn)入高溫水泵的吸入口，并和發(fā)動(dòng)機(jī)的出口管道經(jīng)過(guò)調(diào)溫閥的旁通回路回來(lái)和溫度高的出水加以混合。冷卻水經(jīng)過(guò)相應(yīng)的調(diào)節(jié)后再送入主機(jī)的機(jī)身內(nèi)通道之中，然后分別流向不同的氣缸內(nèi)。冷卻水通過(guò)缸套內(nèi)的凹槽流向缸套上方的中心孔而繼續(xù)向上流動(dòng)，由此對(duì)缸套的頂部加以冷卻;而氣缸頭的冷卻水則是通過(guò)缸蓋的最底部位置流入，并對(duì)氣缸頭的底部位置以及噴油器的套筒加以冷卻，然后冷卻水會(huì)流進(jìn)排氣閥座中;在氣缸頭的排氣位置流出的冷卻水流向冷卻水出口位置聚集;最后，由主機(jī)內(nèi)的空冷器高溫側(cè)后將冷卻水加以流出機(jī)體內(nèi)并流向高溫水板式的冷卻器再次加以冷卻。而機(jī)身的低溫水通過(guò)中央冷卻系統(tǒng)再經(jīng)過(guò)主機(jī)內(nèi)的空冷器低溫側(cè)流向機(jī)體。

3、故障分析與排查

船舶在損壞前處于正常工作的狀態(tài)，并且在運(yùn)行過(guò)程中未出現(xiàn)高溫水以及低溫水的相關(guān)異常。通過(guò)之后對(duì)主機(jī)的曲軸箱進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)缸套內(nèi)壁出現(xiàn)水珠，因此可以確定缸套的O形水套密封圈完好。與此同時(shí)，出現(xiàn)事故前正常工作，所以缸套產(chǎn)生裂紋的機(jī)率低，但也需要考慮是否損壞。

3.1主機(jī)氣缸頭與氣缸套密封圈的排查

此次出現(xiàn)故障的主機(jī)，其氣缸套則是利用合金鑄鐵加以離心澆鑄加式制成，并且于凸肩內(nèi)部加工冷卻孔，由此冷卻主機(jī)氣缸套的上部區(qū)域。對(duì)冷卻水腔的密封則主要利用機(jī)體和氣缸套之間的O形圈以及密封膠，而氣缸套的最底部利用凸緣予以支承，對(duì)于腔體內(nèi)沒(méi)有相應(yīng)的冷卻措施，但可以經(jīng)過(guò)氣缸套下平側(cè)面和曲軸箱加以相連。

通過(guò)翻看維修保養(yǎng)指導(dǎo)書(shū)發(fā)現(xiàn)，氣缸頭的墊片對(duì)氣缸燃?xì)夂蜌飧滋椎母邷乩鋮s水進(jìn)行密封，并且對(duì)壓縮比同樣可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)該位置出現(xiàn)損傷時(shí)，冷卻水則會(huì)流進(jìn)氣缸的內(nèi)部以及活塞中，所以在盤(pán)車(chē)過(guò)程中，冷卻水通過(guò)氣缸套的內(nèi)壁和活塞間出現(xiàn)的間隙而流進(jìn)曲軸箱。主機(jī)的氣缸頭O形密封圈主要對(duì)氣缸套的冷卻水進(jìn)行密封，避免出現(xiàn)外漏的情況。

將主機(jī)高低溫水的進(jìn)口與出口閥門(mén)關(guān)閉，然后等到內(nèi)部的冷卻水完全排出將氣缸頭拆出，通過(guò)查看明確氣缸套、活塞等位置出現(xiàn)積水，而氣缸套的壁面和活塞以及氣缸燃?xì)饷婢霈F(xiàn)了生銹的情況，對(duì)主機(jī)氣缸頭使用的墊片進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)無(wú)破損。而當(dāng)鋼墊出現(xiàn)密封不嚴(yán)時(shí)會(huì)致使燃?xì)庀蛲饬鲃?dòng)，由此則會(huì)導(dǎo)致墊片和缸套間的接觸位置顯現(xiàn)燃?xì)夂圹E，并且高溫水的壓力出現(xiàn)不正常的上下浮動(dòng)，另外，在氣缸頭上的密封O形圈同樣沒(méi)有出現(xiàn)破損和變形。因此表明鋼墊屬于正常狀態(tài)。

3.2主機(jī)氣缸頭的噴油器套筒排查

高溫的燃?xì)夂蛧娪推鞯念^部位置進(jìn)行最直接的接觸，因此噴油器的工作環(huán)境特別惡劣。此主機(jī)噴油器沒(méi)有使用單獨(dú)的冷卻系統(tǒng)，而是運(yùn)用高溫水對(duì)噴油器進(jìn)行冷卻。高溫水緊緊圍繞著噴油器的套筒外部腔室，由此可能出現(xiàn)缸內(nèi)出現(xiàn)滲漏的情況，所以對(duì)噴油器的套筒應(yīng)當(dāng)進(jìn)行相應(yīng)的排查。

通過(guò)對(duì)噴油器進(jìn)行拆出進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，并沒(méi)有滲水的現(xiàn)象。查看說(shuō)明書(shū)可以確定噴油器套筒的經(jīng)過(guò)冷套過(guò)盈的配合，因此，一般情況下不會(huì)造成問(wèn)題的發(fā)生。而為明確故障的位置，因此對(duì)使用缸頭泵壓開(kāi)展實(shí)驗(yàn)進(jìn)行排查。

3.3排氣閥的閥座排查

冷卻氣缸頭與排氣閥閥座主要使用高溫冷卻水：氣缸頭主要利用氣缸凸肩孔以及氣缸頭底水孔將冷卻水流入缸內(nèi);冷卻之后利用氣缸頭頂?shù)某隹谠倭魅敫邷乩鋮s水的水管之中。閥座與其底面屬于燃燒室的一小部分，并受高溫的作用。由于高溫而造成排氣閥在惡劣的環(huán)境下開(kāi)展工作，所以為確保工作的正常運(yùn)行，因此需要使用高溫冷卻水對(duì)其進(jìn)行冷卻處理。而為確保排氣閥的封閉性，在閥座裝配O形密封圈，如下圖1所示。

圖1閥座O形密封圈

主機(jī)工作時(shí)，氣閥與閥座在工作時(shí)受到高溫、摩擦、腐蝕的作用。進(jìn)氣閥和排氣閥的閥座進(jìn)行周期性的開(kāi)啟與關(guān)閉，由此導(dǎo)致閥座的端面和氣缸頭下部的閥座產(chǎn)生碰擊。而為了降低撞擊，則在閥座的底盤(pán)周?chē)O(shè)計(jì)為倒角的形式，以此保證處于正常的磨損。由于安裝閥座時(shí)運(yùn)用冷縮的方法加以安裝，所以其承受了較大的張力，如受到?jīng)_擊長(zhǎng)期的撞擊，則會(huì)產(chǎn)生較大的磨損出現(xiàn)，由此同樣會(huì)產(chǎn)生滲水的情況。

經(jīng)過(guò)查看說(shuō)明書(shū)，安裝排氣閥的閥座均有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，而由于各方面的原因，所以不能直接進(jìn)行拆檢。

4、故障定位分析

采取肉眼觀察的方式無(wú)法對(duì)故障進(jìn)行有效的定位，因此對(duì)氣缸頭的燃燒面進(jìn)行相應(yīng)的探傷檢查，結(jié)果顯示出現(xiàn)裂紋的情況，如下圖5所示。由此決定運(yùn)用泵壓氣缸頭進(jìn)行檢查，先將滲水點(diǎn)找出，首先把氣缸頭出現(xiàn)的銹蝕加以整理，然后把水漬吹凈。在船舶上利用尼龍棒加工制做楔形的堵塞棒，然后將其堵住氣缸頭下冷卻水的孔;吊起氣缸頭并在其上部冷卻水出口位置，將泵壓的接口以及壓力表的法蘭予以安裝;最后再檢查各個(gè)通道并開(kāi)展試驗(yàn)。根據(jù)泵壓的要求為0.5MPa，加壓后顯示，排氣閥無(wú)水漬出現(xiàn)，噴油器同樣無(wú)水漬出現(xiàn)。

最后通過(guò)綜合分析，決定對(duì)氣缸頭進(jìn)行更換，在更換完成之后，對(duì)主機(jī)進(jìn)行高溫水的加注工作，然后等待一會(huì)再開(kāi)啟高溫水泵，并詳細(xì)查看主機(jī)的氣缸頭以及缸套是否產(chǎn)生滲水的情況;當(dāng)充分的進(jìn)行暖缸之后，而高溫水已經(jīng)達(dá)到80℃左右，再一次的開(kāi)啟高溫水泵，此時(shí)同樣未出現(xiàn)滲水的情況;而在氣缸頭更換后的幾天，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的程序沖車(chē)，并檢查發(fā)現(xiàn)缸內(nèi)無(wú)水霧且各項(xiàng)運(yùn)行均為正常的狀態(tài)。由此表明，主機(jī)缸頭的漏水現(xiàn)象已經(jīng)解決。

5、結(jié)束語(yǔ)

本次氣缸頭產(chǎn)生的故障，并不是非突發(fā)性而導(dǎo)致的，事先應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)一定的征兆現(xiàn)象。而監(jiān)視系統(tǒng)未及時(shí)報(bào)警，可能是由于主機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，排氣閥的閥座出現(xiàn)的滲水對(duì)缸內(nèi)燃燒的作用不大而導(dǎo)致。本次檢查的故障主要在于氣缸的內(nèi)部中，因此不易被發(fā)現(xiàn)，所以在平時(shí)一定要仔細(xì)的對(duì)主機(jī)排煙的顏色予以觀察，并及時(shí)的找出隱患所在。只有定時(shí)對(duì)機(jī)器進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)，并且對(duì)運(yùn)行的各項(xiàng)參數(shù)發(fā)生的變化有效的掌握，才能在檢查故障時(shí)提高檢查的精確度。

參考文獻(xiàn)：

[1]熊兵，顧含，董慶豐，等.某遠(yuǎn)洋船舶主機(jī)缸頭漏水故障分析與排除[J].航海技術(shù)，2017（2）：55-57.

（作者單位：中交天航濱海環(huán)?？：焦こ逃邢薰荆?/p>