主机单缸不发火,搞完一波又一波。。。。。。
众所周知,柴油机高压油泵、喷油器、高压油管等组成的供油系统作为柴油机最核心的部件,其各个组成部件功能的可靠性直接影响到柴油机的工况,进而直接影响到船舶的安全营运和船期。
一,故障概况
DPW轮主机型号为:WARTSILA 8L32
V284航次于2月3日早上从香港开出前往新加坡途中,出现主机NO.6缸排温异常,低于平均温度50℃,而且一直往下降,尝试将该缸单缸油门调大,发现调大油门排温不升反降,经用手触摸该缸高压油管,发现该缸高压油管脉冲很弱,而与该缸相邻的NO.5缸排温相应逐渐上升,直至NO.6缸排温低于平均温度80℃时,螺距开始自动SLOW DOWN了,随即报告公司停车漂航检修。
二、故障查找
1.NO.6缸正常航行中单缸排温逐渐下降,首先考虑是以不耽误船期以最短的时间排除故障恢复航行,考虑该缸油头可能结碳喷孔堵塞导致喷油量不足,更换一个油头最多20分钟。当拆开高压油管保护套接头后内外二段都没有见到套管内有漏油,但更换带新喷油嘴的备用油头后,启动主机发现NO.6缸不发火,打开示功考克没有燃油喷出。测量压缩压力跟其他缸一样,由此确定NO.6缸燃烧室气密性良好,问题应在供油系统上。
2.将换下的油头上试验台试压,发现启阀压力和雾化情况均正常,油嘴也没有结碳。那么问题就只可能出现在该缸高压油泵或滚轮驱动机构上。经拆下NO.6缸高压油泵整体后,顺便检查高压油泵底部滚轮驱动机构正常。其中在拆卸完高压油管与油泵连接的接头时,发现高压油泵出油阀卡在常开位置,大量燃油往外喷出。于是关掉燃油进口阀,将带有新的出油阀的备用高压油泵整体换上,装复高压油管后,启动主机,这时发现高压油泵有泵油,高压油管有跟其他缸一样的脉冲,但是还是不发火。
3.故障排查至此,油头和高压油泵都换新了,按理应该可以解决问题了。可偏偏还是没有喷油进气缸不发火,经分析:该缸供油系统油头更换过,高压油泵及出油阀更换过,高压油管与高压油泵连接管也换新过,滚轮顶升机构检查能正常上下运动,高压油管也拆出来过,就差高压油管保护套管没有拆出来了,就在拆出高压油管时,高压油管外表的一些重油引起了我的注意,于是我判断在缸头内部高压油管与喷油器连接处锥面应该没有上到位,导致高压油泵泵送的高压燃油经高压油管锥面漏泄至高压油管与保护套管之间的空间,从而导致高压燃油泄压低于喷油器的启阀压力,油头就不喷油发火。
4.循着这思路再检查缸头内的油头保护套管内部,发现高压油管与保护套管之间有四道钢质锥面密封圈,其中有二道钢质密封圈断裂在保护套内。断裂的钢质碎片卡住了高压油管,虽然外面高压油管压盖螺丝已按规定力矩上紧了,但是里面高压油管锥面由于密封圈碎片卡滞阻碍不能完全拧进油头孔里,从而导致泄压。经清洁保护套管换新内部损坏的二道钢质锥面密封圈后,装复试车,至此该缸才最终恢复正常工作。
三、原因分析
1.此次出现主机NO.6缸航行中排温逐渐下降至不喷油发火的根本原因是:该缸高压油泵出油阀和回油阀密封面严重磨损,尤其是出油阀阀芯,新的阀芯头部是平而光滑的,使用中的出油阀阀芯外环密封面已经磨损得比中间低将近2mm了,见下图,
这样出油阀阀芯频繁高速开关,只要某次弹簧稍微偏一点点,出油阀就会被中间未磨损的突出部位顶住阀座而关不死,高压油管就会泄压,油压低于喷油器启阀压力不喷油。从第一次拆开高压油管连接管,大量燃油从柱塞顶部通过出油阀(正常停机状态出油阀是关闭的)从出油孔喷出验证了该缸出油阀关不死。
2.至于为什么更换了带新出油阀的备用高压油泵后,又出现喷油器不喷油故障,究其原因是第一次更换油头时拆卸高压油管过程中次生出来的新故障。正常高压油管与保护套管之间的四道钢质锥面密封是二个一对,全部压紧在高压油管外表面和保护套管内表面的,高压油管外端靠二个固定螺栓压紧法兰固定。该缸油头从上次检修拆卸高压油管已经正常运行了862小时。正常运行中这四个钢质密封圈是不会碎裂的,只要固定油头的螺栓没有松,高压油管锥面就不会漏油泄压,经分析应该是第一次拆换油头时拧开高压油管过程中将这几道钢质密封圈扭碎了。而更换油头,重新安装高压油管时忽视了检查高压油管保护套里面的四道锥形钢质密封,导致碎片在安装高压油管时被推到油头孔处阻碍了高压油管的锥面密封。新的密封圈和碎裂密封圈见下图。
四、经验小结
1.本次针对主机正常运行中单缸出现不喷油故障排查总体思路基本是对的。引起单缸不发火的原因有很多,首先船在海上航行,作为轮机管理人员首要考虑的是以最短的时间排除故障恢复正常航行,先做最简单的工作:检查高压油管和高压油泵漏油情况(没有明显漏油);更换油头(故障没有消除,但拆卸高压油管连接管发现出油阀关不死);更换高压油泵出油阀,顺便检查滚轮驱动机构。
2.需要吸取的教训:在排查和处理机械故障过程中,一定要防止解决了一个根本性问题,同时又滋生出另一个新问题。因此轮机管理人员在进行机械的故障排查和维修保养过程中,一定要谨小慎微,于无疑处有疑,方可尽快解决问题。
3.最后分享下WARTSILA 8L32柴油机供油系统实际维护中个人亲历的三个容易被人忽视,但极大地影响主机工况的部件检修注意事项:
(1)就是上面提到的高压油管保护套里面四道钢质锥形密封圈(备件号:167060),以前很少有人注意到它的磨损情况,只要高压油管能拔出来,能装进去一般都不拆下来检查更换,由于高压油管和保护套之间的密封就是靠这个钢质锥形密封圈二面硬接触压紧密封的,每次更换油头拆装高压油管这个密封圈都会受压变形,所以磨损存在必然,并且有时受到不平衡挤压有可能扭碎,碎片残留在套管孔阻碍高压油管正确安装。因此每次检修缸头附件,拆换油头,不能忽视这四道钢质锥形密封圈的检查,同时该部件必须要有一定的备用库存,DPW轮在检修油头时已经几次发现该密封圈有损坏的。
(2)我们检修高压油泵时一定要注意高压油泵顶部的回油阀,在检修安装该回油阀时一定要确保不要将阀芯装反,个人刚上船时发现主机NO.2缸单缸油门比其他缸要大10格,后经拆解该缸高压油泵,发现高压油泵出油阀旁边的回油阀芯装反了,直接导致出油阀泵出的高压燃油有一部分又返回到柱塞上部,所以喷油量不足。经正确安装回油阀阀芯后,该缸排温恢复正常,油门也跟其他缸差不多。
(3)高压油泵柱塞下部的漏泄油管不能封堵只能疏通。由于造船设计原因,DPW的主机高压油泵漏泄总管与供油单元自冲滤器冲洗放残管连通在一起,不知何时有人可能担心自冲滤器冲洗会影响到主机高压油泵柱塞底部的泄放,直接将高压油泵漏油总管上的法兰给封住,从此问题就来了,主机各缸高压油泵柱塞偶件的漏泄油再也无处泄放,尤其更换低硫重油低速运行时漏泄加大,漏泄油就全部从各缸油门齿条处随着柱塞的往复运动喷出大量油雾,由于之前封堵漏油管者没有就此事交班,导致后面几任接班人误以为是高压油泵柱塞磨损引起漏泄很大,频繁地拆检各缸高压油泵,浪费大量人力物力。我们循着漏油管一路排查才发现漏油总管一法兰不知何时被人为封死。后将高压油泵漏油总管改装单独引入泄放柜后,主机各缸齿条处再也没有油雾喷出来,油泵周围干干净净。
以上是本人在管理WARTSILA 8L32柴油机供油系统时所遇到的非常规故障及处理方法,谨以此与同行交流分享,不妥之处请指正。