注意!这起主机缸套快速磨损事件(轮机长及时发现止损),赶紧关注下你家的......

前段时间,一轮机长给我提供了一个主机缸套快速磨损的案例,想让我分享给大家,引起警惕。看完确实感觉不多见,今日稍作整理与大家分享,感谢这位兄弟的无私分享。

我前段时间遇到一起主机缸套异常磨损故障,该故障原因从业界现有资料来看,很少被提及,现小结出来与业界同仁分享,不足之处请指正。

本轮船龄28年,即将安排退役,主机型号MAN B&W 7S50MC-C。

3个月前依照保养周期对主机第7缸进行正常吊缸保养,吊缸前该缸各项运行参数均正常,航行中汽缸油残余铁质化验也都正常。保养时更换了相关消耗型备件(活塞环换新),活塞、填料函、清洁环、缸头、排气阀、油头等均使用上一次吊缸换下清洁整理好的备品。吊缸时测量过缸径值、活塞环天地间隙等均在正常范围。保养完将该缸汽缸油注油率调大3圈以利磨合,试车及开航后各运行参数均显示正常。

海上航行第二天(定速航行20小时)第七缸化验残余气缸油铁质160ppm,属于正常磨合状态,调小该缸注油率1/4圈。第三天残余汽缸油铁质化验100ppm,也属正常,继续保持该注油率。晚上靠码头后开扫气箱检查活塞环、缸套及活塞顶部均正常,但扫气箱油渣量较多,且油渣呈较大颗粒状。此后靠离码头比较频繁,海上时间都比较短,故没有化验残余汽缸油铁质。三天后从蛇口港离港海上航行时化验残余汽缸油铁质时发现该缸铁质陡然上升到600ppm,其他缸正常。排除燃油或扫气空气等整体因素,问题只出现在单缸,于是调大该缸注油率1圈,再次化验铁质上升到1200ppm,此后又取样化验两次也没见下降趋势。

为防止缸内异常导致拉缸严重事故,于是向船长报告申请短暂停车检查,打开扫气箱检查缸套内壁未出现明显异常,活塞环接触面检查也没有发现竖向拉痕或脱落现象,活塞环槽没有异常积碳,活塞环上下活动正常,活塞环及环带区域干净湿润且没有过量的残余,只是第一道活塞环上方至活塞顶部积碳较厚,扫气箱内油渣量较多且呈疏松颗粒状。保证船期的情况下,清洁该缸扫气箱后再次启动主机运行。运转3小时后化验铁质460ppm,排温正常,测量爆压及压缩压力也都与其他缸基本一致,决定保持运行至半夜靠港。

期间我和大管轮针对以上症状逐一分析,活塞环表面状况正常,活塞环槽没有异常积碳,活塞环及环带状况也正常,汽缸油注油率应该是合适的;根据现场检查活塞环状况,扫气温度、压缩压力及爆发压力分析不存在燃气窜气现象。但扫气箱内疏松呈颗粒状的油渣从哪里来?还有第一道活塞环至活塞顶部的积碳是怎么一回事?大管提出是否可能是某个汽缸油注油嘴故障,但我认为这与实际观察到的现象没有太大的关联,没有找到原因的情况下决定靠好码头后打开扫气箱及扫气总管做详细检查,并检查注油嘴状况。

靠港完车后逐个拆下汽缸油注油嘴检查均正常,又通过检查扫气箱和扫气总管,发现和之前差不多,不过第一道活塞环表面发现轻微的竖向拉痕印记(拉痕为活塞环上部到1/3活塞环厚度位置),另外在扫气总管侧检查时发现活塞头部积碳严重,在吊活塞时专用工具放置的沟槽处发现两处积碳表面发亮,说明该处出现与缸套接触磨损。

检查到这里我心里大概知道问题所在了,第一道活塞环上部到活塞头部积碳过厚,导致积碳与缸套表面直接接触,发生磨粒磨损导致铁质化验异常升高,同时产生疏松的碳渣并沉积在扫气箱内。那么这些积碳是怎么产生的呢?这里就要讲到清洁环的作用了,清洁环能与活塞头部配合形成一定气封,以避免大量燃气下窜破坏汽缸油油膜,同时起到清洁的作用,正常清洁环的内径要比缸套内径小,当气缸内燃油燃烧后会形成部分碳渣沉积在活塞头部,活塞下行时活塞头部积碳会被清洁环刮掉后随燃气经排气阀排出。综上分析,本轮此次故障可能是因为清洁环磨损超限导致清洁环内径大于缸套内径,失去了清洁作用,导致活塞头部结碳过厚而与缸套接触发生摩擦,进而产生颗粒磨损。如此故障现象就可以解释通了。

因该港靠港时间比较短,无法执行吊缸作业,距离下个码头航行时间也就6个小时左右,且下个码头靠港时间有12个小时。因此先将活塞头部积碳进行简单清洁后,使其坚持到下个码头时再吊出缸头处理。

开航后3个小时再次取样化验该缸铁质180ppm,在预料之中还能接受。

等船靠码头完车后,机舱人员将该缸缸头吊出,检查清洁环发现右舷45°圆周范围内径较缸套内表面稍微偏大,观察在该段范围内清洁环内表面没有刮碳的痕迹,该段位置正好对应之前检查活塞头部积碳表面发亮的位置。而其他位置较缸套内表面小,其清洁环内表面明显刮碳的痕迹,取出清洁环测量,厚度最小位置36.60mm,最大位置37.80mm,而测量新的清洁环厚度为38.40mm。盘车将活塞盘到上止点,清除活塞头部的结碳,安装新的清洁环,缸头装复。扫气箱清洁,检查活塞环状况,发现其竖向磨痕印记较之前略明显(第一道环和第二道环上部到1/3活塞环厚度位置能看到拉痕)。

开航后观察各参数正常,航行3小时后化验第7缸汽缸残油铁质160ppm,4小时后化验铁质110ppm,8小时后化验80ppm,后续逐步调小汽缸油注油率到正常位置并化验汽缸残油铁质均正常且逐步降低到20ppm以内。打开扫气箱检查活塞环及缸套均正常,活塞环表面光滑,之前的竖向磨痕印记已经消失,活塞头部没有发现异常结碳,扫气箱油泥也恢复正常状况。确定此异常状况已经解决。

本次异常磨损事件,主要原因在于平时保养不够细致,安装过程中检查不够充分,旧的清洁环是从其他缸拆下来的,安装到第7缸时与该缸缸套不能正常匹配而导致活塞头积碳不能清除,从而导致缸套快速磨损。幸运的是及时发现并解决了问题,及时止损。

作者:北京华洋海事中心 张伟轮机长

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