“DXH”號船主機機損事故分析及啟示

青島遠洋運輸有限公司 孟昭玉 孫玉忠

一、船況簡介

“DXH”號船2000年8月份建成出廠，總噸27176 MT，載重噸47787 MT，夏季吃水11.77 m。主機型號為MAN-B&W6S50MC，額定功率6877 kW，額定轉(zhuǎn)速102 r/min，額定轉(zhuǎn)速下航速 14.5 kn，發(fā)火次序1-5-3-4-2-6。

二、事故經(jīng)過

“DXH”號船V83 航次計劃為從鹿特丹港到挪威AAHEIM 港裝廢鋼，預(yù)計航行時間為1月25日至28日，航程673 n mile。

27日中午前航行區(qū)域天氣良好，主機95 r/min，船速12 kn 左右。27日下午天氣惡劣，大風(fēng)、巨浪、狂涌。下午1500時船舶采取保護措施，分兩次將主機油門格從70.6 格降到65 格，兩臺發(fā)電機并網(wǎng)運行，機艙改為有人值班。

27日2100時左右主機飛車，造成超速保護停車。2200 至2300時尾尖艙壓水352 m3，船舶繼續(xù)在降速情況下航行。28日0105時，主機No.2 缸排煙溫度過高而自動保護降速。隨即，輪機部對主機各缸檢查，發(fā)現(xiàn)No.5 缸處于不發(fā)火狀態(tài)。

由于風(fēng)浪太大且船舶離岸較近無法停車檢查，只能從外圍診斷，檢查發(fā)現(xiàn)No.5 缸示功閥有油氣冒出，但是壓力極低；對缸內(nèi)監(jiān)聽，排氣閥關(guān)閉聲音正常，沒有聽出其他雜音；排氣閥開度也正常，膨脹水柜水位正常，冷卻水壓力正常，滑油和活塞冷卻油壓力正常，冷卻介質(zhì)溫度無明顯變化，高壓油泵脈動正常。綜上，懷疑排氣閥出現(xiàn)故障。但由于海況惡劣不允許停車檢修，為防止燃油進入汽缸太多造成主機進一步損壞，決定封閉No.5 缸繼續(xù)航行至安全海域，同時將該缸高壓油泵上部的應(yīng)急停車控制空氣管拆下，用工具把氣動活塞壓下，使燃油回流而不進入汽缸。

28日0255時，駕駛臺根據(jù)海況尋到能短暫停車的時機，機艙人員馬上停車投入工作，0305時封缸完畢。因為船舶向岸邊漂移很快，左右搖擺27°左右，主機馬上又投入運行。但封缸后由于風(fēng)浪、排煙溫度的影響，主機只能維持運行在50 r/min，船舶無法保持航向而繼續(xù)向岸邊漂移。為防止船舶擱淺造成更大的損壞乃至污染事故，船長決定橫風(fēng)向外海航行。0640時按技部指示船舶掉頭南下順風(fēng)航行至指定避風(fēng)錨地拋錨檢修。船長隨即按指令南下并安排抵錨地后的錨泊和修理工作。船舶航行到當(dāng)日1845時，主機發(fā)出“咚”的聲音并停車，隨即各報警響起。船長立即并不斷呼叫VTS（挪威交管中心），請其派拖船協(xié)助。由于風(fēng)浪太大，拖船出航比較困難，直到2300時拖船才到達船邊，這時距主機停車已漂航3 h 15 min。

在拖船的牽引下，拋錨于STAVANGER 港北錨地（59°01′49N，05°42′58E，水深74 m）。錨泊后，對主機情況進行了初步檢查，發(fā)現(xiàn)主機損壞嚴(yán)重，已處于完全癱瘓狀態(tài)。經(jīng)檢查和測量，發(fā)現(xiàn)主機的曲軸和機架嚴(yán)重損壞，已無法采取臨時措施修復(fù)。根據(jù)主機廠家建議并綜合評估修理費用和修理時間，決定將該船拖往丹麥AALBOR 港修理。

三、主機部件主要損壞情況

1.曲軸紅套滑移，從No.5 缸后曲柄臂以后的曲軸需全部換新。

2.No.5 缸連桿彎曲，連桿大、小端軸瓦和壓蓋變形。如圖1 所示。

圖1 No.5缸連桿損壞情況

3.No.4、No.5、No.6 缸十字頭導(dǎo)板變形，A 型架下部需進廠修理。如圖2 所示。

圖2 No.4、No.5、No.6缸十字頭損壞情況

4.No.5 缸十字頭軸頸和導(dǎo)靴受損。

5.No.5 缸活塞桿變形。如圖3 所示。

圖3 No.5缸活塞桿損壞情況

6.No.5 缸活塞變形，環(huán)槽變形，活塞環(huán)全部斷裂。

7.No.5 缸排氣閥頭和閥座，嚴(yán)重受損。

四、事故原因分析

由于缸套和盤根箱已經(jīng)破損，而且大量破損件掉進缸底和曲拐箱內(nèi)，也有部分被運動的活塞破壞，從現(xiàn)場無法找到更多的證據(jù)，僅做以下分析：

1.硬質(zhì)異物進入汽缸內(nèi)。硬質(zhì)異物可能是破碎的活塞環(huán)（由于飛車和船舶搖晃，活塞環(huán)在掃氣口造成損壞，碎片在氣流作用下進入汽缸），也可能是由于船舶搖晃導(dǎo)致沒有固定好的零件脫落進入汽缸。這些硬質(zhì)異物在活塞運動和燃氣作用下，在排氣閥關(guān)閉時墊在排氣閥頭和閥座上，造成閥頭和閥座之間受力不均而變形和破損，破損的碎塊進一步加劇了排氣閥頭損壞，形成惡性循環(huán)使閥頭損壞越發(fā)嚴(yán)重。在船舶劇烈晃動情況下，破碎的排氣閥頭隨活塞形成不規(guī)則運動，撞擊活塞頭、缸套、缸頭、排氣閥座。由于運動的不規(guī)則性，碎塊卡在掃氣口上，在上行活塞的作用下，把掃氣口逐漸損壞，造成缸套下部脫落，活塞在缸套下部失去了導(dǎo)向，使活塞上行時頂在缸套底部支架上，而這時No.6 缸恰好剛過上止點處于發(fā)火狀態(tài)，致使No.5缸活塞強制上行，導(dǎo)致該缸活塞桿、連桿彎曲，盤根箱在彎曲的活塞桿作用下破碎，曲軸紅套滑移等一系列的損壞。

根據(jù)發(fā)火順序，在No.5 缸活塞開始上行而且經(jīng)過掃氣口，處在掃氣階段時，No.6 缸尚處在發(fā)火狀態(tài)，No.5缸突然停止運動，在No.6 缸的強力作用下，導(dǎo)致No.5 缸后、No.6 缸前曲柄臂在主軸頸上滑移。如圖4 所示。

圖4 汽缸損壞分析圖

2.排氣閥閥頭直接破損。排氣閥頭破損后，碎片在缸體內(nèi)做不規(guī)則運動，隨機撞擊缸頭、缸套、活塞頭、排氣閥頭、缸套底部掃氣口，造成排氣閥頭進一步損壞，碎塊撞擊掃氣口，把掃氣口撞碎或者卡在掃氣口上，在上行活塞的作用下使掃氣口破損。在多次撞擊和破壞下，致使缸套下部的掃氣帶全部脫落，活塞的運動失去導(dǎo)向，在活塞上行時頂在缸套底部機架上，同樣是在No.6 缸發(fā)火的強力作用下，強制No.5 缸活塞上行，致使活塞桿彎曲、連桿彎曲、曲軸紅套滑移，十字頭導(dǎo)板和導(dǎo)靴在側(cè)推力的作用下變形損壞。

排氣閥損壞的原因可能有：排氣閥材料有問題；排氣閥在翻新過程中工藝有問題；排氣閥在運輸或者儲存過程中受過傷害，表面受到撞擊、高溫、深劃痕等；裝配過程中閥面受到重敲擊；排氣閥座本身裝配時有些變形，造成閥面在使用過程中受力不均，長期運行后發(fā)生變形和脫落。如圖5 所示。

圖5 排氣閥損壞情況

3.惡劣的天氣是造成損壞加大的重要原因。異物或排氣閥頭本身導(dǎo)致閥頭損壞，又進一步損壞到其他部件，惡劣天氣導(dǎo)致船舶無法及時拋錨、停車進行主機檢修，進一步加劇了主機損壞。一般情況下，主機在運行中出現(xiàn)突發(fā)性單缸不發(fā)火，多是由油頭、排氣閥、缸頭和缸套裂紋、活塞環(huán)斷裂等原因造成的，在問題不明了時，一定會停車進行檢查。雖然輪機部對所有外因進行了排查，鎖定了排氣閥問題，船長也積極采取措施尋找有利時機停車檢修，岸基部門隨時跟蹤并指導(dǎo)船上進行檢修，但當(dāng)時水深 200 m 左右，涌浪很大，風(fēng)力8 級左右，離岸近且在風(fēng)力作用下向岸漂移，為防止船舶擱淺造成更大的損失和污染事故，同時為了防止大量的燃油進入汽缸導(dǎo)致排煙管著火、掃氣箱爆炸導(dǎo)致主機嚴(yán)重損壞停車的情況，從28日0105時發(fā)現(xiàn)No.5 缸不發(fā)火到1845時主機嚴(yán)重損壞，主機在存在問題的情況下仍堅持運行17.5 h，如果在這段時間內(nèi)能有2～3 h 的停車時間，那么就不會發(fā)生如此嚴(yán)重的損壞事故。

五、經(jīng)驗教訓(xùn)

1.船長對航行的海況估計不足，存在僥幸心理。由于航程只有673 n mile，兩天多點的航行時間，船上既要備倉，又要安排PSC 迎檢事宜，如果清完No.3 貨艙后進行壓水，需要停航或者慢車航行將近一天，這樣就直接影響船期。船長覺得僅僅兩天多航程且天氣很好，便沒有對No.3 貨艙和尾尖艙壓水，造成船舶受大風(fēng)和涌浪的影響致使主機飛車，船舶搖晃嚴(yán)重。

2.輪機長對事故發(fā)生的原因和導(dǎo)致的后果沒有把握，經(jīng)驗不足。在主機出現(xiàn)No.2 缸高溫報警，同時發(fā)現(xiàn)No.5缸不發(fā)火且?guī)缀鯚o壓力出現(xiàn)后，主機維持低速運行，對主機反復(fù)傾聽但卻沒有聽出雜音，所以對No.5 缸不發(fā)火是由于排氣閥破損導(dǎo)致的這個原因沒能分析出來，對所致的后果也就無法判斷。在吊起No.5 缸缸頭后發(fā)現(xiàn)缸套內(nèi)有3塊較大排氣閥碎塊，一塊0.5 kg，一塊2.4 kg，還有一 塊1.6 kg。盡管主機轉(zhuǎn)速低，且在風(fēng)浪影響下轉(zhuǎn)速波動較大，但如此三大塊金屬在缸內(nèi)作不規(guī)則運動，總會產(chǎn)生不規(guī)則的金屬撞擊聲，但是輪機長和輪機員反復(fù)傾聽也沒有聽出缸內(nèi)有雜音。

3.翻新件在使用中不可靠。該船主機No.5 缸在更換翻新排氣閥運行約1000 h 后即發(fā)生事故，有理由懷疑本次事故源于翻新的排氣閥問題。現(xiàn)在許多船公司都在使用翻新件，目的是為了降低成本。但是翻新的舊件畢竟是經(jīng)過處理后恢復(fù)原狀的，在處理過程中的工藝、材料未必能完全達到原廠家要求的水準(zhǔn)。若一個部件經(jīng)過多次翻新，也就經(jīng)過多次熱處理、冷處理，內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)也會發(fā)生變化?，F(xiàn)在的主機特別是燃燒室對零部件要求都是比較高的，而且處在非常惡劣的工況下，翻新過程中任一要素達不到要求都會導(dǎo)致部件的損壞。

六、事故預(yù)防措施

排氣閥頭損壞導(dǎo)致主機癱瘓，損失極大，且需耗費很長的修理時間（約350 萬美元的修費、4個多月的修期），這樣的事故在國內(nèi)航運企業(yè)中可能沒有發(fā)生過。一般情況下，即使出現(xiàn)排氣閥頭損壞，造成的損失也不會如此巨大。為避免類似事故再次發(fā)生，應(yīng)從以下幾方面進行預(yù)防：

1.開航前對航線天氣情況和航線周圍情況應(yīng)充分了解，提前做好預(yù)防工作。船長應(yīng)提前了解未來幾天天氣情況，對航線區(qū)域的水深、設(shè)施、島嶼等做到心中有數(shù)，在天氣可能有變的情況下，提前做好壓水、固定活動物件、關(guān)閉水密門等措施，并提前通知機艙做好設(shè)備管理工作，保證船舶在航行中螺旋槳不露出水面，主機不發(fā)生飛車。

2.航行安全不能存在任何僥幸心理。要從根本上意識航行安全始終是第一位的，不能因為航線短、工作忙等因素而忽視，更不能按照習(xí)慣做法而為之。任何時候都要從實際出發(fā)，根據(jù)所處的位置和環(huán)境做好必要的防范措施，不能存在僥幸心理。

3.干部船員應(yīng)加強業(yè)務(wù)知識的學(xué)習(xí)，提高分析、判斷問題的能力。任何事故的出現(xiàn)都是有原因的，而這個原因可能是多方面的，如何能迅速分析、判斷出問題的真正原因是避免事故進一步擴大的關(guān)鍵，而能迅速做出這樣的判斷需要有較多的經(jīng)驗積累和較強的業(yè)務(wù)知識。輪機長、輪機員包括駕駛員都應(yīng)不斷加強業(yè)務(wù)知識的學(xué)習(xí)，平時多學(xué)習(xí)一些事故分析報告，把別人的教訓(xùn)作為自己的經(jīng)驗。

4.嚴(yán)格控制翻新件、非原廠備件上船。雖然使用翻新件和非原廠備件在成本控制方面有利，但是他們的工藝、材料等無法控制。一旦存在隱患的備件上船，在使用過程中出現(xiàn)問題，會產(chǎn)生連帶損失，因此所產(chǎn)生的費用要比使用原廠家備件的費用更高。如果翻新件廠家沒有獲得原廠家的授權(quán)及船級社的認可，一旦在航行使用中出現(xiàn)問題，船級社和保險人便不會認可，將造成在保險理賠方面出現(xiàn)被動局面。