一次主机排气阀打开故障修复过程

0 前言

最近看到公司某轮主机排气阀敲缸故障,船上花52个钟头连续奋战解决问题的报道,觉得跟我当年在富裕星轮上工作碰到的问题有基本相同,都走了不少弯路.如果我早就把我当年的经验写下来,碰巧他们中有人看到,也许能有所帮助,少走许多弯路.

富裕星轮主机前苏联生产,型号：MAN B&W 6LGFCA,主机功率8100kw,排气阀是由液压机构打开,六对弹簧关闭那种.

1.事件在无征兆中发生

富裕星轮从天津出发,经过二十几天远航,于当地时间9日1950 抵达英国IMMINGHAM锚地等待进港,11日1430备车进港,一切正常,但当主机运行11分钟后排气阀传来敲击声,28分钟后,第五缸排气阀不能完全打开,停车拆出液压缸旁通阀和安全阀检查,发现安全阀橡皮令老化变硬,更换橡皮令后续航正常,5分钟后第六缸排气阀出现同样故障,经同样检修,但仍不能解决,继之该缸排气阀彻底不能动作,这时,引水员上船,本来计划单缸封缸进港,但15分钟后第五缸排气阀也不能打开.考虑到航道较长,进船闸用车频繁,主机相邻两个缸同时长时间不发火可能损伤曲轴和影响主机启动,为安全起见,避免出现更大险情,经和引水员商量并报告港口控制中心（VTS）,回锚地检修.

2.走过的弯路

回到锚地,便进行对排气阀修理工作：

1）第5,6缸排气阀更换备用；

2）解体第5,6缸排气阀液压驱动机构,未发现故障点,换新活塞令；

3）打开第5,6缸排气阀液压驱动机构安全阀,检查并清洁阀芯,未发现故障点,换新密封垫片装复；

4）换新第5,6缸排气阀液压驱动机构液压油调节螺丝及其密封令；

5）拆出第5,6缸排气阀液压驱动机构供油单向阀清洁,检查正常.换新密封令,加紫铜床装复；

6）检查清通供油管路,没有发现管路堵塞漏泄迹象；

7）拆出供油总管到排气阀机构阀门检查,没有发现任何疑点,调大供油量.

在完成上述工作后,开启凸轮轴油泵,转动盘车机运转1小时,第1-6缸排气阀都能正常打开、关闭,脱开盘车机启动主机正倒车短时间运转,工作正常.于是申请VTS同意,起锚试车,在最初25分钟一切正常,但随后第五,六缸排气阀便开始出现敲击声,紧接着排气阀开度减小,5分钟后彻底不动作,经调节螺杆对供油量作任何调节仍没有任何效果,检查排气阀漏油情况,没发现任何异常.大约停车30分钟后,重新启动主机回锚地,同样地,在最初一段时间内,两排气阀平稳运转,经一段时间后,开始出现毛病,但这次第五缸经油量调整后,无故障直到抛锚,但第六缸不管怎么调都不行.

船抵锚地完车后,继续进行如下工作：

1）拆出第六缸排气阀液压驱动机构,拉出油缸检查油缸橡皮令并换新橡皮令和油缸；

2）吊出第六缸凸轮从动机构,检查滚轮,从动机构导向槽及导向块有无卡阻现象,弹簧等；

3）用2mm铜板自制内外径吻合高压油管接触面垫床并退火处理,然后夹在在第五,六缸高压油管两端接触面上紧,防止漏油；

4）堵塞至凸轮油箱油管部分供油孔,以期提高排气阀机构供油量；

5）清洗检查凸轮轴油滤器；

6）检查凸轮轴油泵轴封,封死吸入真空表管路；

7）检查凸轮轴油柜透气管；全开供油总管到排气阀机构阀门（原来只开一半）；

8）解体一个刚换下来排气阀,检查阀杆及阀体导管积炭程度,正常；

9）检查排气阀上下运动布司润滑情况,布司磨擦面,活塞令,正常；

10）解体阀体油缸,检查缸套,活塞令,放气考克,正常；

在完成上述工作后,开启凸轮轴油泵,转动盘车机运转1小时,第1-6缸排气阀都能正常开闭,脱开盘车机启动主机正倒车短时间运转,工作正常,再次申请VTS同意,起锚试车,毛病依然.换用另外一台凸轮轴油泵,毛病依然,两台凸轮轴油泵同时投入工作,情况没有得到改善.

3.求助

江郎才尽,故障根源仍然不能确认,而且每次试车都要申请VTS同意,为尽快解决故障,申请公司安排专业人员上船支援.

从丹麦过来的MAN B&W工程师上船后,一听完情况介绍后,非常肯定的说“that’s air in the system!”,并告知他曾经解决过一个类似案例,故障出在调速器放大器压缩空气漏到凸轮轴油系统,我们立即解体调速器放大器,换新密封X-令,并在排气阀放气考克排除空气.起锚试车,但情况没有一点好转,反而多了第三缸排气阀出现相同故障.返回锚地完成已经近凌晨3点钟.

7月14日,工程师不再坚持系统有空气,转向检查主机第1,6缸排气定时,发现排气定时（凸轮升程）跟说明书相差3.8mm,于是他认为是定时引起故障,要求打开链条箱顶部大盖检查换向机构,链轮布司.而我认为如果凸轮轴定时变化引起影响应该是整机的,不单单5、6两个缸.安排人员按照工程师要求打开链条箱顶部大盖进行检查.另一方面安排人员清洁凸轮轴油柜,换新凸轮轴油、检查凸轮轴油泵吸口管系,无发现异常.

4.乱拳打死老师傅

在不明确气源的情况下,经分析,到排气阀驱动机构供油管在凸轮轴油总管上部上行,因耗油量少容易积聚气泡,到凸轮箱的润滑油管在凸轮轴油总管下部下行,且管径比到排气阀驱动机构供油管大,两管接头在总管上下部,相隔不远.凸轮轴油系统如果存在空气,就容易在上部积聚,从上行的油管进入排气阀驱动液压传动器,于是决定调换这两更油管进口位置,让到排气阀驱动机构供油管先由总管下部下行,而到凸轮箱由总管上部上行.这样,即使系统有空气,也不会从油管下部进入气阀液压传动器,而是通过这样的改变引导到凸轮箱,少量气泡到凸轮箱并不影响凸轮的润滑.

经过检查,工程师确定定时不影响排气阀工作,这时改管工作也已完成.申请海上试验,主机各系统运转正常,故障暂时解决.申请安排靠码头. 5 后续修理

因为还没有找到确切的漏气源头,靠好码头后,解体凸轮轴油泵,发现油泵机械密封橡皮圈弹性不佳,已有老化迹象,换新机械轴封.拆检另一台油泵,情形一致.这时候,可以清楚得知,空气就是从凸轮轴油泵的机械轴封漏进去的.一个小小的橡皮圈,阻挡着一条万吨巨轮前进!

6.教训（下转第45页）

（上接第25页）经过最后解决故障途径来看,问题的根源还是出在凸轮轴油泵轴封漏泄,而且是两台油泵同时都有轻微轴封漏气.两台油泵都能够供油,油压无明显变化迷惑了我们.由于抱着头痛医头脚痛医脚的教条,故障发生后,所有工作都是围着第5、6两个排气阀及其周围结构寻找原因.忽略了作为提供动力油的供应源头――凸轮轴油泵,排除故障没有从易到难的顺序进行,着急去换排气阀、拆检液压驱动机构和凸轮从动机构等等,浪费了大量时间.虽然有在提高排气阀补油供给油量,但未考虑到空气密度小,补油只有在系统漏泄后补充很小的油量.

7.经验总结

MAN B&W船用主机排气阀是采用液压气阀传动机构,这个机构在气阀、顶头的上部设置液压传动器,两者通过油管连接.当凸轮转动,抬起顶头,同时驱动液压传动器（actuator）上部液压油,通过连接油管传到气阀上部油缸,由于液压油的不可压缩性,油压通过相关部件驱动排气阀下行打开排气.为保证排气阀的工作过程安全可靠,液压传动机构系统中设置了安全阀、补油阀、油量调节螺杆、放气阀等.

排气阀打开故障除了极少情形下是由于气阀本身机械故障引起外,大体情况还是由液压机构由于各种各样原因造成的油量不足和系统有可压缩的气体掺入引起.由于中间环节太多,如果缺乏足够的经验判断,往往会走很多弯路.

在正常情况下,排气阀开启故障先兆都伴敲击声.敲击声往往就是缺油或者进气引起的.产生缺油故障的部位有安全阀密封令老化、高压油管接头压偏漏油较为多见,也有止回阀或者放气阀由于频繁动作,阀座、钢珠有可能出现磨损,再有就是油量调节螺杆的调节深度不准确,等等.

系统进空气大体发生在油泵进口滤器、进口真空压力表接头、油泵轴封等,另外一个就是从调速放大器过来,它利用0.7Mpa控制空气和凸轮轴油作为动力,把调速器微小的动作放大,驱动油门杆.

虽然阀杆和套管间隙很小,但排气中部分烟灰还是会在间隙中沉积,造成卡住阀杆运动的情况发生.所以,每次解体排气阀,套管中的积碳必须彻底清除干净.

一个小小的橡圈会使万吨巨轮动弹不得,一个小小的疏忽会对船舶安全航行构成极大的威胁,使船舶陷于紧迫局面.只有不断探索,提高设备的管理水平,改进管理方法,增强业务技能,才能茫茫大海中确保安全.

[责任编辑：陈双芹]