WARTSILA RT-flex50-B主机排气故障原因查找及处理

主要内容：本文主要通过介绍一例WARTSILA  RT-flex50-B主机排气阀卡阻故障查找及处理过程，以对其它同类故障达到举一反三效果。

1.前言

  2017年2月，个人被派往我司TX轮工作，在同前任轮机长交接班的过程中提到本轮主机在回航途中，多次出现第二缸排气阀关闭过快及过慢报警现象，通常停车复位后再次启动就好了。更换过排气阀位置传感器，排除位置传感器故障。怀疑是该缸FC-20控制板故障，刚刚更换了一个控制板，工作一段时间以来正常。如果该故障不会再出现的话，就确定是控制板的问题。

2．初次遭遇故障

2017年4月，在从地中海返航回中国途中，接到值班轮机员报告，说主机发生第二缸排气阀故障，主机已自动降速。个人迅速下到机舱集控室，调出报警例表。如下二图所示：出现有主机第二缸位置传感器故障；主机第二缸排气阀故障；主机自动降速预警；主机遥控故障减速；主机第二缸排烟温差报警等一系列报警。主机控制监测屏也有出现主机第二缸排气阀故障报警。

检查主机控制系统参数，发现主机第2缸VCU和ICU在自动锁定状态，该缸已不喷油，排气阀也不工作。随即请求驾驶台停车进行故障排查。

3.故障排查

3.1初次排查处理：检查排气阀位置传感器相关接线柱及固定螺钉，无异常发现；联想到该缸前不久刚更换过控制板，是否因为内部线柱松动引发的突然故障，打开箱盖对所有线柱进行了检查和紧固；考虑到回航时所在航区温度较高，会否因为控制箱散热不良导致控制板死机。随即打开控制箱盖，使用移动式风机进行强制降温冷却。采取完上述措施后，断电重启控制板，解除锁定。重新启动主机试运转，但在加速时仍然出现相同故障现象，遂再次停车排查。

3.2再次排查：拆检VCU相关滤器，无异常发现；拆检排气阀空气弹簧进口止回阀，无异常发现；考虑到控制板是刚换新不久的备件，将VCU列为重点怀疑对象。为了确认故障点，启动主机，等到出现故障时，立即让电机员测量第2缸VCU上控制电磁阀脉冲电压大小，并与其它缸比较，发现VCU控制电磁阀电压大小正常，当即确认非控制板故障。故障点应在VCU本身或排气阀本身。当时到早餐时间，考虑早餐后首先整体更换VCU备品尝试。在早餐过程中，一直在思考这个问题。脑海里突然闪过，在主机监测屏上的VCU相关参数中，停车后的排气阀位置传感器所反馈的电流大小和其它缸不一样。理论上说，停车后，所有气缸排气阀应当在空气弹簧作用下，全部处于关闭位置，其位置传感器所反馈的电流大小应大体一致，是否第二缸排气阀阀杆卡阻。为了确认这一想法，用餐完后，马上下到机舱。让大管轮停掉主机机油泵，将所有气缸空气弹簧控制空气全部关闭。等一段时间后，发现其它各缸排气阀阀头可自由落下，位置传感器反馈的电流大小全部改变，且基本一致。唯独第二缸所反馈电流仍然无变化，至此确认第二缸排气阀卡阻无误。

3.3拆检排气阀确认卡阻位：就地拆检排气阀，吊开上部驱动头发现，驱动头活塞和空气弹簧活塞无卡阻现象，确认排气阀阀杆与导套发生卡阻。由于当时船期较紧，决定采取就地活络后装复措施。往空气弹簧气缸内注入少许滑油，利用锤击和反复开启和关闭空气弹簧空气措施，经约半小时的反复敲击活络，阀杆基本活络无卡阻现象。装复后起车开航，恢复正常状态。

3.4 故障的再次出现：自4月份对故障处理后很长一段时间，该缸未发生排气阀卡阻故障。2017年6月8日晨，在从国内开往南美途中，值班轮机员电话告知主机发生自动降速，同时出现主机第二缸排烟温差报警。个人立即下到机舱查阅相关参数及警报确认，主机第二缸排气阀阀杆卡阻，引发主机自动降速。这次决定更换该缸排气阀，深度查找卡阻原因。

3.5拆检故障排气阀查找卡阻原因

从上述二张拆检后的图片可看出：造成阀杆卡阻的根本原因在于，下部阀杆和导套配合面积碳过多。

3.6 积碳原因分析

3.6.1排气阀杆润滑机理：通常从设计因素出发，阀杆和导套应当设计给予适当的润滑。其目的一则减小阀杆和导套的磨损，促进密封，并延长阀杆密封令使用寿命。二则适当的润滑有助于去除阀杆和导套内的积碳和杂质。MAN B&W  ME-C主机为此专门设计了一条密封油管通往阀杆和导套。WARTSILA  RT-flex50-B主机也有类似举措（说明书未明确表述）

3.6.2 WARTSILA  RT-flex50-B主机润滑机理：如上图1所示：在空气弹簧气缸下部空间通常会积聚少许来自空气系统的滑油（来自空压机曲轴箱），滑油通过导套与排气阀壳体之间的间隙（图1中红色箭头所指）,沿图2中的内六角螺钉螺牙渗透(其安装于图3导套侧面，螺钉中部有钻孔)，再沿导套上的钻孔进入导套，润滑导套和阀杆。

3.6.3结碳卡阻原因分析：上图4为原有设计润滑机理图，如图中红色箭头标示：润滑油沿内六角节流螺钉第一道螺牙渗透进螺钉中部，再沿中部钻孔进入阀杆表面。问题在于，润滑液仅仅靠螺钉和导套的螺牙接触面渗透，渗透能力如何？量是否足够？我想造机厂家也没有数。可能各缸有差异，渗透能力差的缸就有可能造成卡阻。此事个人曾与主机厂家售后服务工程师交流过，说他们设计部门也意识到有问题。

4．预防纠正措施

4.1办法一：如图二中的螺钉所示，在第一道螺牙处锉一道深度约1-1.5毫米的沟槽，确保适量的空气或滑油进入，适量的空气进入有助于清洁阀杆上的垃圾及布油。这种办法比较简单。但注意槽不可开的过大，否则造成弹簧空气过度泄漏。

4.2 办法二：如图五所示，在螺钉中部钻一个约1-1.5毫米的节流孔。如果有条件，最后在导套对应位置加工一道布油槽，这是最好的方式。但目前船上的车床很难做到（MAN B&W MEC主机在此处设计了一道布油槽）。

4.3.平时多注意查看实时示工图，加强气缸内燃烧状况监控。定期更换油头，保持良好燃烧。有助于防止阀杆处结碳。

结束语:电喷主机故障查找相对麻烦一点，判断故障时要有相对清晰的思路，充分利用用排除法。同时利用既有故障信息和监测参数，由简到繁，灵活多变，有助于迅速解决问题。

中远海运船员管理有限公司 高级轮机长：张玉龙