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0 引言
引发轮机设备的原因各种各样,而不认真研讨说明书,理清设备结构和工作原理,依照保养操作程序进行拆检,仅凭经验或操作方便盲目拆检引发的故障也占相当的比例,这种操作造成设备损坏的原因往往比较隐蔽,不易察觉。本文以编者经历的一起副机个别缸不发火的故障排查为例,阐明机舱检修工作理论与实践相结合,科学维护保养轮机设备的重要性。
1 故障描述
某日,笔者所在的BT 轮NO.4 副机NO.1、NO.2 两个缸不发火,推动油门齿条,显得比较活络,未发现卡死,依然没有发火迹象;松开高压油泵放气螺钉放气后上紧,低负荷时能够发火燃烧,但随着负荷增大又出现不发火的情况,不得不停下副机进行检修工作。
2 故障排查
该轮为3900 TEU 的集装箱船,配有四台副机,NO.4副机型号为 WARTSILA8 L20C3,其它三台为WARTSILA 8 L20。因本航次冷箱数量较多发电机负荷较大,采用三台副机并网运行。出现故障时两外两台副机工况正常,基本可以排除因副机供油单元等其它公共因素引发故障的可能性,所以我们把故障排查范围缩小至围绕NO.4副机本身进行。
2.1 进排气阀的检查
停机后打开缸头端盖检查进排气阀,没有发现卡死,经测量气阀间隙也都正常,排除工作过程中因进排气阀卡死或气阀间隙不当造成压缩压力过低无法发火的可能性。
2.2 压缩压力的测量
重新启动NO.4 副机,用爆压表测量NO1和NO.2 两缸的压缩压力,并与其它各缸比较,没有发现明显的偏差,都在正常范围之内,也进一步验证了上述2.1 中进排气阀工况正常的判断,同时说明两缸的活塞环没有发生断裂。
2.3燃烧设备的检查
导致副机个别缸不发火的原因总体而言是油路与气路两大方面,既然能够判断进排气阀与活塞环工况正常,我们就按由简到难的原则开始对燃烧设备进行排查工作。
2.3.1喷油器的拆检更换
首先我们拆检了NO.1 和NO.2 两缸的喷油器,结果发现两个喷油器的弹簧都发生断裂,如图一所示。在更换弹簧、检查清洁针阀偶件并调节启阀压力,雾化试验正常后装复,重新启动副机,开始两缸均能发火,但随着负荷的增大再次出现不发火的现象。
图一两根断裂的喷油器弹簧
图二喷油泵柱塞(左侧为正常,右侧为尾部断裂)
2.3.2喷油泵的拆检
一般进行如上的排查工作后副机应该恢复正常运行,但该轮副机却依然出现两个缸同时不能发火的情况,而且是在油门齿条活络无卡阻的前提下,显得问题比较蹊跷。是喷油泵内漏还是喷油定时出现异常而引起的呢?
我们首先拆检了NO.1 缸喷油泵,拆检后发现喷油泵柱塞尾部丁字支架两侧同时断裂,如图二所示。再拆检NO.2 缸喷油泵,竟然发现出现同样的毛病。换新两个喷油泵的柱塞套筒偶件并装复试车,NO.1和NO.2 两缸都能正常发火,加大负荷也没有再次出现以前的情况,至此故障得到排除。
3.故障原因分析
3.1直接原因
该型副机喷油泵外观及具体结构分别如图三和图四所示。从拆检两缸喷油器及喷油泵的情况来看,引起两缸不发火的直接原因都是因为喷油泵柱塞PLUNGER(图四14)尾部从与之配合的滚轮支架TAPPET(图四2)沟槽中脱离,在燃油凸轮驱动滚轮上下运行从而带动柱塞上下运动时,柱塞尾部丁字支架两端不断与TAPPET沟槽顶端两侧碰撞敲击,造成柱塞尾部丁字支架断裂。
同时因柱塞尾部从TAPPET沟槽脱离后,随着向上运动,其有效行程提高,喷油压力提高,造成喷油器弹簧断裂。
在较高负荷的情况下两个缸不发火工作,也是因为随柱塞尾部丁字支架断裂,随副机负荷变化,柱塞在套筒中旋转,当柱塞螺旋槽完全对准喷油泵回油口时,喷油泵不再向喷油器供油,于是两个缸均不能发火燃烧。
图三喷油泵外观
图四喷油泵结构
3.2根本原因
为什么两缸不发火工作都是出自相同的原因?作为轮机长,笔者试图从咨询主管轮机员二管轮开始找到一丝线索。据二管轮反应,NO.4 副机NO.1 和NO.2 两个缸的喷油器和喷油泵近期刚做过维护保养工作,时间还没有超过三周,换新了喷油泵与喷油器O-RING 等密封件,喷油器启阀压力也依据说明书的要求做了调整,似乎一切都是按照操作规范完成,看不出什么不符合要求的地方,但轮机长仍怀疑还有某些未被发现的原因,推断这起故障的根源和上次的维护保养有必然的关联,因为如果备件质量符合标准的话,NO.1和NO.2 两缸不可能在维修保养这么短的时间内出现完全相同的故障。
在与大管轮进行交流探讨时,无意间大管轮透露了一条非常有价值的线索。据大管轮交代,上次二管轮在拆解检修NO.4副机的两台喷油泵时,装配程序似乎不合常理,是先将喷油泵下方的弹簧、滚轮等部件装妥,然后再安装喷油泵上方出油阀及柱塞等。经与二管轮核实,其承认确实按照这样的次序进行了拆装,理由是如果不采取这种方式则齿条和齿圈很难对准到位。笔者找到说明书相关部分进行研读,并结合喷油泵实物,依据说明书给出的正常安装程序,即先装好上端出油阀与喷油泵端盖、套筒部分,接下来再安装滚轮及柱塞,并在安装时注意柱塞上两道丁字支架与齿圈(图四15)及下方滚轮支架沟槽的位置关系,结果很顺利地就完成了组装工作,并通过现场演示的方式,向二管轮讲解了说明书给出的安装程序的正确性及这次故障发生的根源。因当时故障发生后更换的两个燃油泵也是按照错误方法组装的,笔者要求二管轮立即停掉运行的NO.4副机,将NO.1 和NO.2 两缸的喷油泵再次拆下,重新按照正确方法拆检装复,以后再也没有发生类似的事故。
其实,二管轮装配错误导致柱塞尾部断裂的关键点在于,当安装顺序先从喷油泵下方开始时,喷油泵弹簧尚未安装上紧,即使柱塞中部及下方的丁字支架在安装时已经分别对好齿圈和凸轮支架凹槽,但在之后上紧端盖和出油阀时,因没有弹簧预紧力的时候只有柱塞中部丁字架与齿圈啮合,但下方丁字架难免会因人为拉动齿条而变得凹槽平行,并在副机运行中随着滚轮的上下运动难免从凹槽中脱离出来,当负荷发生变化柱塞被带动发生转动而改变喷油量时,柱塞下方丁字支架就会和滚轮支架凹槽两端发生碰撞敲击,以致断裂。正确安装方法则能很好的克服由此可能带来的后果。
4 结束语
轮机设备的维护保养必须本着科学严谨的态度完成,必须做好充分准备,对操作中的要点做到心中有数,先想后做,绝不能抱着无所谓或想当然的想法,否则会给设备的安全可靠运行带来很多意想不到的风险与隐患。同时分析排除故障要有大胆怀疑精神,文中大管轮细心观察并提供有利线索,为故障的最终排除解决起了十分重要的作用,值得大家学习借鉴。
(完)
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