船舶主柴油機滑油系統(tǒng)海水乳化故障分析與應對措施

李 斌(青島遠洋船員職業(yè)學院，山東 青島 266071)

技術交流

船舶主柴油機滑油系統(tǒng)海水乳化故障分析與應對措施

李 斌
(青島遠洋船員職業(yè)學院，山東 青島 266071)

文章論述了一起實船事故，事故引起了大量海水進入主柴油機循環(huán)柜，導致主柴油機大量滑油嚴重乳化。文章從3個方面進行了故障分析，探究了故障原因。針對惡劣海況，給出加熱沉淀、分油機分離等應急應對滑油嚴重乳化的措施。針對故障機理，提出2種最終解決方案：在柴油機管理方面，進行定期檢查曲柄箱出口墊床，如有破損，及時更換；在設計制造方面，改進柴油機曲柄箱與循環(huán)柜的連接方案。文章總結經驗教訓，提出加強管理，避免機艙再次發(fā)生嚴重經濟損失的事故。

2沖程柴油機；滑油乳化；曲柄箱滑油出口

“水晶之星”船工作期間，發(fā)電柴油機冷卻海水的1只角閥閥殼突然破裂，在搶修過程中機艙艙底進水，主機機座與循環(huán)柜之間的空腔積水過多，造成主機系統(tǒng)滑油大量進海水，導致潤滑油嚴重乳化，從循環(huán)柜取出的油樣顏色從透明的黃色變成乳白色。該船主機型號為HYUNDAI-MAN Bamp;W 6S70MC，最大持續(xù)功率16 832 kW(MCR 22 900 BHP)，是遠洋船舶較常見的機型。

1 故障原因分析

搶修完發(fā)電柴油機后，發(fā)現(xiàn)主柴油機循環(huán)柜液位突漲,取出油樣，通過品嘗確認油中混入海水，處理完艙底積水后，循環(huán)柜液位停止增長，基本確定海水來源于艙底。根據上述現(xiàn)象進行分析，推測進水原因可能有以下3種：①機艙艙底艙壁損壞，外界海水首先漏入干隔艙，然后海水漏入循環(huán)柜；②主機機座周圍有連通循環(huán)柜的孔洞，主機滑油循環(huán)柜不能保持水密，從而導致艙底海水直接漏入循環(huán)柜；③主機機座與循環(huán)柜的連接法蘭處漏泄，導致艙底海水進入循環(huán)柜。根據分析情況，逐項落實、排查，查明故障原因。

1)船體外部海水漏泄。由于主機滑油循環(huán)柜是在機艙雙層底內部，周圍被干隔艙包圍。因此，檢查干隔艙是否有水，就能確認是否通過干隔艙漏入海水。將循環(huán)柜周圍的干隔艙道門打開，檢查確認，干隔艙內部干燥整潔，沒有漏水發(fā)生。

2)主機機座周圍連通循環(huán)柜的孔洞漏泄。查找主機機座周圍是否有漏水的孔洞，首先懷疑主機滑油循環(huán)柜的道門是否水密，經過檢查，主機滑油循環(huán)柜的道門在干隔艙內部，而且水密良好；然后，沿著主機機座四周，認真仔細地排查，沒有發(fā)現(xiàn)漏水漏油的痕跡，排除此項原因。

3)主機機座與循環(huán)柜的連接處漏泄。當時外界海況惡劣，風速很大，為保證航行安全不能進行停車檢查。待航行一段時間，船舶抵港后，組織人員進入主機曲柄箱檢查，發(fā)現(xiàn)主機曲柄箱與循環(huán)柜的連接法蘭處橡膠墊片有裂口，如圖1所示，確認漏水原因：海水由破裂的墊床處漏人主機循環(huán)柜。MAN Bamp;W 2沖程柴油機，曲柄箱通過圖2所示的2組滑油出口與機座下方的滑油循環(huán)柜連接，曲柄箱內滑油通過此出口返回循環(huán)柜，然后經過主滑油泵重新泵入系統(tǒng)進行循環(huán)。曲柄箱的滑油經過格柵2和環(huán)形壓蓋1進入循環(huán)柜；曲柄箱和循環(huán)柜的連接密封靠橡膠墊床4密封；曲柄箱的放油管路內徑較小，循環(huán)柜的接油管路內徑大于曲柄箱的管路，曲柄箱的管路插入到循環(huán)柜的管路內部，兩者形成一個環(huán)形空間，環(huán)形空間與外界的密封靠橡膠墊床，這樣設計相當于2個管路是彈性連接，這樣的連接有以下2個優(yōu)點：①避免了安裝主機時的定位困難；②主機工作時的前后左右振動不會影響到連接。但是，這樣的連接方案缺陷明顯，管路連接的密封完全依靠一張橡膠墊床(見圖1)，當橡膠墊床老化破裂后，艙底大量進水時，必然會導致艙底水漏入主機滑油循環(huán)柜。漏水路徑參見圖2中虛線所示。

圖1 破裂墊床示意圖

1-壓蓋；2-格柵；3-保護罩；4-橡膠墊床；5-循環(huán)柜進口法蘭；6-墊床破損處。圖2 MAN Bamp;W柴油機曲軸箱與循環(huán)柜的連接說明圖

2 故障對策

上述故障發(fā)生后，有2方面的問題急需解決：一是滑油大量乳化，如何處理，才能將船舶主機的損壞與船東的經濟損失程度降到最低；二是將泄漏處修復，防止此類事故再次發(fā)生。

2.1滑油乳化后的對策

發(fā)生漏水事故后，值班人員檢查確認，循環(huán)柜進入海水約8 m3。系統(tǒng)油顏色從幾乎透明的黃色變成乳白色，潤滑油已經嚴重乳化。當時船舶航行于大洋，海況惡劣，風浪很大，不允許停車更換潤滑油。但是潤滑油已經乳化嚴重，繼續(xù)航行，可能會對主柴油機造成不可逆轉的嚴重損失，船舶的損失將更加巨大。如何處理這些乳化的潤滑油(加上漏人的海水，總量在25 m3以上)，成為擺在我們面前一個嚴峻的課題。聯(lián)系公司機務管理人員，尋求岸基支持，公司多方確認，沒有先例，也沒有可供參考的應急措施；同時，潤滑油廠家為穩(wěn)妥起見，建議馬上更換潤滑油。但是停車更換潤滑油，需要停車、冷卻、循環(huán)柜通風，人員進入曲軸箱和循環(huán)柜徹底清潔等環(huán)節(jié)，以上各個環(huán)節(jié)需要大量的時間保證，但是海況惡劣，長時間停車可能危及到全船的安全。為了保證安全，輪機人員檢查確認主機潤滑油壓力基本正常，軸承溫度、活塞冷卻溫度等關鍵參數(shù)還能保持正常，因此在請示了船東后，權衡考慮，決定暫時不停止柴油機運轉，而是根據船舶實際情況，密切監(jiān)視柴油機各項運轉參數(shù)，同時采取下列應對措施。

2.1.1 沉淀分離凈化

潤滑油嚴重乳化后，由于油水充分混合，用潤滑油分油機已經不能有效地將油水分離，分油機跑油嚴重，因此，離心分離方式不可用，在保持循環(huán)柜內部潤滑油處于低位可用狀態(tài)的前提下，將循環(huán)柜內部多余的乳化油駁入潤滑油沉淀柜，在沉淀柜進行重力初步分離。為提高重力分離效果，將沉淀柜油溫加熱至80 ℃左右。首先，駁出15 m3的乳化油，沉淀分離1 d后從放殘閥放出約3 m3的海水，然后將剩余的油放回循環(huán)柜；第二次再駁出10 m3乳化油至沉淀柜，分離出約1.5 m3的水放回循環(huán)柜。如此反復操作，一共分離出約7 m3的海水，在此過程中，乳化潤滑油的顏色逐漸變深，由乳白色變成灰色，然后變成有點渾濁的灰黃色。

2.1.2 分油機離心分離凈化

大量海水放出后，剩下的少量海水通過沉淀的方式凈化，速度慢，且分離效果不佳，輪機人員選用分油機凈化分離，將分油溫度調至90 ℃，分油量調整至正常分油量的1/2左右，進行不間斷分離凈化。同時在航行過程中，定期打開系統(tǒng)檢查閥門，泄放少量系統(tǒng)潤滑油，用船舶自帶潤滑油監(jiān)測儀器進行檢查；同時觀察泄放的潤滑油顏色，發(fā)現(xiàn)潤滑油顏色逐漸恢復正常，柴油機各項運轉參數(shù)也沒發(fā)現(xiàn)異常，此時，盡管天氣已經好轉，考慮到船舶將要靠泊，因此，請示船東后，沒有馬上更換潤滑油。

2.1.3 更換新油

目前遠洋船舶主柴油機系統(tǒng)油一般采用定期化驗，監(jiān)測油液質量，采樣化驗周期一般為3個月[1]?；炛笜酥饕ǎ憾ㄆ诓蓸訖z測在用油的黏度、閃點、水分、堿值、不溶物、某些金屬和非金屬含量等[2]。船舶抵港，靠好碼頭后，經過取樣化驗，具體指標數(shù)值參見表1(乳化后化驗數(shù)據)中的數(shù)據，從中可以得出以下信息：潤滑油的黏度明顯升高，顯示油質惡化；水分含量和鈉的含量比較高，尚有海水進入；總堿值下降；銅的含量增加，軸承有輕微磨損的跡象。

表1 潤滑油化驗數(shù)據結果

判斷潤滑油惡化主要從基礎油的衰化、油品污染和添加劑損耗等3方面進行[3]。由表1分析，基礎油黏度上升；水的含量和鈉的含量急劇升高，顯示外界污染物侵入；總堿值下降嚴重，潤滑油添加劑損耗殆盡。因此，從化驗結果可知，本船潤滑油上述各項指標已經全面惡化，必然導致潤滑油性能下降和設備磨損，總體上判斷此潤滑油已經不能長期使用，在征得船東同意后，在港口將系統(tǒng)潤滑油全部駁出，清潔曲柄箱、循環(huán)柜，將全部潤滑油換新。大概更換潤滑油17 m3，損失人民幣估算25萬元以上，損失嚴重。

必須說明的是，更換潤滑油后，船舶半年后進廠修理，經過對主柴油機全面、仔細地檢查，如檢查軸瓦、軸系等運動部件，沒有發(fā)現(xiàn)異常磨損，這充分說明當時緊急應對措施是可行的，如再發(fā)生類似緊急情況是可以借鑒的。

2.2管理上避免滑油循環(huán)柜進水的對策

事故損失巨大，在柴油機管理上必須引起重視。由于實船柴油機已經安裝，因此，結構上已經不能改變，只有從管理上加以重視，才能避免此類事故再次發(fā)生，主要措施有2點：①曲柄箱內部潤滑油連接管路的密封橡膠墊床，必須定期檢查，必要時2～3年更換一次橡膠墊床，防止墊床老化造成漏泄，建議每次進廠修船期間必須檢查確認密封墊床是否完好無損；②必須重視艙底污水的處理，只要條件許可，機艙艙底污水必須盡早處理，不能出現(xiàn)各個污水井污水溢出、漫過艙底的現(xiàn)象，以免造成不必要的事故。

2.3柴油機設計制造方面的改進建議

此型柴油機曲柄箱和循環(huán)柜的連接設計制造上有不合理之處，應用現(xiàn)有的技術將他們的連接方式進行改進，2個管路的連接可以采用波紋管或膨脹接頭連接等工藝，既能達到柴油機安裝定位的要求，也可避免連接裝置密封困難，造成意外漏水事故的發(fā)生，因此，建議廠家加以改進；此外，如果在結構方面不進行改進，那么密封墊床應該采用壽命長、可靠性高的材料制造，提高循環(huán)柜的密封性能。

3 結束語

“水晶之星”船舶事故教訓是深刻的，筆者結合多年輪機管理經驗，多方面探究原因，管理上，應當定期檢查曲柄箱放油連接裝置的密封墊床，同時避免艙底水漫過艙底；設計制造上，筆者希望改進連接裝置及其密封裝置，提高循環(huán)柜的水密性；對柴油機出現(xiàn)潤滑油乳化時，情況不允許馬上更換滑油時，提出了處理方案，確保航行安全?？傊?，通過本次事故及其處理過程，筆者一方面希望輪機員總結經驗教訓，加強學習與交流，提高輪機管理水平，加強管理，對曲柄箱的密封問題引起重視，避免此類事故再次發(fā)生；同時，希望我對乳化潤滑油的處理對同行有一定的借鑒作用。

[1] 李斌. 船舶柴油機[M].大連：大連海事大學出版社，2008.

[2] 楊慧青，侯仲淼，鄭金花，等. 從一起船舶主機拉缸故障談柴油機潤滑油的選用 [J]. 航海技術，2012(1):63-66.

[3] 石新發(fā)，劉東風，周志才，等. 船舶柴油機潤滑油衰變監(jiān)測信息關聯(lián)性分析 [J]. 內燃機學報，2013(3):281-287.

In this paper,a real ship accident is discussed caused by emulsified lubricating oil from sea water,which was leaked into the main engine sump tank.The failure is analyzed from three asepcts.According to rough sea condition at that time,emergency measures are given including settling down by heating and purification by separators to deal with serious emulsified oil.According to the failure mechanism,two final solutions are drawn，for the engine management,regular checks should be conducted on crankcase outlet sealing gasket and replaced promptly if damaged.For the design and manufacturing,connection solutions should be improved between diesel engine crankcase and sump tank.Finally,an idea is proposed to strengthen management to the engine room in order to avoid serious economic damage accident.

two-stroke diesel engine;emulsion of lubricating oil;crankcase oil outlet pipe

U664.121.1

10.13352/j.issn.1001-8328.2015.02.004

李斌(1973-)，男，山東日照人，輪機長，講師，碩士，研究方向為現(xiàn)代輪機管理技術。

2014-10-15