主機缸頭水套漏水故障分析

朱軍 秦皇島海事局北戴河海事處

王子華 中遠海運船員管理有限公司大連分公司

1.主機缸頭水套漏水情況

1.1 基本情況

S輪11年由SL船廠建造，主機型號為YMD-MAN B&W 6S35MC。17年主機出現(xiàn)缸頭水套漏水故障。航行中主機缸頭水套基本不漏水，漏水發(fā)生在主機停止運轉時。在J輪機長服務期間，采取措施是關閉主機缸套水進口閥（V4/15）、出口閥（V4/16）、去膨脹水柜閥（V4/17）。當缸套水泄漏到缸頭水套進口管水平面時，漏泄停止。由于缸頭水套一直漏水，淡水系統(tǒng)也不怎么投藥了。不采取提高暖缸水溫度來減緩漏水原因是暖缸電加熱不足（實際原因是高溫暖缸水泄漏到低溫冷卻水系統(tǒng)），停航時主機暖缸溫度只能加到六十多度，依然漏水，于是干脆就停止暖缸了。主機缸頭水套O令一次次地更換，但使用一個多月，就又漏水了。缸頭水套也換新過，但沒有解決問題。關閥臨時解決漏水措施成了常態(tài)。主機淡水系統(tǒng)長期藥物（ROCOR NB LIQUID）濃度不足，系統(tǒng)腐蝕越來越嚴重。

2019年7月廠修期間，主機N0.1～NO.6缸缸頭水套O令全部換新,主機暖缸水加熱器更新為電、熱油兩用加熱器，熱交換量增加了一倍以上。19年底，S輪抵中東拋錨裝貨。由于短時間沒有靠泊計劃，停熱油鍋爐。單純靠電加熱，主機缸套水溫只能加到六十多攝氏度，水套漏水嚴重。

1.2 暖缸加熱不足原因查找

1.2.1 S輪有三種暖缸方式如下：

圖1

（1）單獨暖缸泵暖缸：主機缸套水出口閥（V4/16）-暖缸泵進口閥（V6/1）-暖缸泵-加熱器-加熱器出口閥（V5/1）-主機缸套水進口閥（V4/15）-主機。

（2）副機缸套水暖主機：副機淡水出口閥（V9/4）-聯(lián)通閥（V4/14）-缸套水進口閥（V4/15）-主機-缸套水出口閥（V4/16）-連通閥（V4/18）-中央冷卻淡水泵-副機淡水進口閥（V4/1）。同時需要關閉連通閥（V4/13）。

（3）缸套水泵和暖缸泵并聯(lián)運轉暖缸（4.9bar），此方案為最佳方案。原因在于缸套水泵（4.7bar）一直在運轉，淡水壓波動不大，缸套水溫相對穩(wěn)定，

降低水套因溫度聚變而發(fā)生裂紋風險。

1.2.2 分析暖缸水溫加不上來原因是：暖缸水泄漏，導致循環(huán)進入主機的熱量不足?？赡苄孤c為：

（1）缸套水泵出口閥V16/3&V16/4泄漏，熱水進入主機外淡水管線，淡水冷卻器等。

（2）去膨脹水柜閥V4/17開的太大，暖缸水進入主機外淡水管線。

（3）高溫淡水系統(tǒng)和低溫淡水系統(tǒng)存在竄水。

1.2.3 單獨暖缸泵暖缸

經(jīng)過初步排查確認2號缸套水泵出口閥V16/3漏泄，關閉進口閥V4/3后缸套水溫明顯上升。關小去膨脹水柜閥V4/16后，主機淡水溫度升到82℃以上，調節(jié)去膨脹水柜閥V4/17開度，可以控制主機暖缸水溫度穩(wěn)定在81℃左右。主機缸套水溫度加上來后，缸頭水套基本不漏水。

1.2.4 是否存熱水泄漏

會不會還有熱水泄漏呢？這時當值機工反饋一個重要信息：高溫膨脹水柜從來不補水，主機缸頭水套漏水時，低溫膨脹水柜液位先降低。這說明低溫淡水系統(tǒng)和高溫淡水系統(tǒng)存在竄水。可能漏點為（1）連通閥V4/14，連通閥V4/18關閉不嚴。（2）主機缸套水冷卻器內漏（3）低溫膨脹水柜放殘閥V12/9，高溫膨脹水柜放殘閥V12/10關閉不嚴，同時去艙底管線存在盲板。逐一排查原因：

（1）排查后確認缸套水冷卻器沒有內漏。

（2）低溫膨脹水柜放殘閥V12/9，高溫膨脹水柜放殘閥V12/10之間連通管路熱：說明閥有泄漏，至艙底管路存在盲板1。再插盲板2切斷高低溫系統(tǒng)水路聯(lián)通。

（3）連通閥V4/14發(fā)現(xiàn)泄漏，閥后插盲板3盲死。

（4）觸摸連通閥V4/18閥前和閥后管路，管路熱說明高溫管線往低溫管線竄水。管線再插盲板 4。經(jīng)過以上操作后，高低溫水不在聯(lián)通。缸套水泵和暖缸泵同時運轉時，主機缸套水溫度可以加到78℃，水壓增大后反而不漏了（水壓壓縮O令變形擠滿缸套和水套之間間隙，因而不漏）。

圖2

圖3

2.徹底解決缸頭水套漏水

2.1 基本情況

雖然S輪缸頭水套不漏水了，但沒有從根本上解決問題。缸頭水套漏水的根本原因是令質量不過關。S輪庫存缸頭水套O令2種：

令（1）直徑8.5mm、周長136mm令較軟，彈性好，新件。

令（2）直徑8.2mm、周長144mm、令較硬。

查找資料，備件可能尺寸為直徑8.40mm，周長為3.14＊41.9=131.6mm?，F(xiàn)場測量舊缸頭：環(huán)槽深度7.0mm、寬度10.0 mm。直徑8.5mm O 令裝到缸頭后，測量高度高出環(huán)槽1.15 mm，缸頭與缸套間隙0.4 mm。令壓縮率量8.5-｛7.0+（1.15-0.4）｝=0.75 mm，壓縮率為8.8%。根據(jù)參考資料，推薦使用令的壓縮率為25%-8%，令（1）滿足要求。同時令（1）是新供備件，彈性好。綜合分析決定本次NO.2 缸水套首選直徑8.5mm O 令。

2.2 主機NO.2缸頭水套換O令（2254hs）

NO.2缸缸頭吊出后徹底清潔令槽內的床膠，測量缸頭水套內徑為48mm（廠修時換新）。直徑8.5 mm O令根本安裝不上去。換另一個內徑為48.3mm新水套，O令涂洗手液潤滑，水套順利安裝到位。缸頭裝復回機體，管路復位，起動缸套水泵，水壓4.7bar，NO.2缸缸頭水套無泄漏。

3.O令老化情況分析

圖2、3 NO.2缸換下O令。

正常情況下舊O 令的形狀是扁圓，無飛邊，有彈性。從圖2中可見舊O令塞滿令槽，無自由活動空間。舊O令非常硬，已失去彈性。兩道O令中靠近燃燒室O令老化嚴重。新O令截面積S1=3.14×（8/2）2=50mm2,令槽截面積S2=70mm2，令老化后體積增大了遠不止40%（O令擠壓出飛邊）。盲目增加O令尺寸是不可取的,有缸頭水套撐裂故障案例報道。令槽纏生料帶，O令纏生料帶，令槽涂床膠都是錯誤但一直都在做的錯誤做法。密封是靠O令彈性密封的，密封面是條線而不是一個面。O令不能塞滿令槽，令在環(huán)槽要有自由伸縮空間。

B&W密封O令都是氟橡膠，氟橡膠耐高溫，抗老化。市場上氟橡膠種類有幾十種,性能不同，價錢各異。這給了不同廠家充分發(fā)揮的空間，船東的選擇也多了。誰家的O令性價比高，確實很難抉擇。技術在進步，B&W廠家O令升級后，密封O令尺寸會通知了配套廠。出于技術保密原因，相應氟橡膠成分不提供，這可能導致即使YMD廠生產的O令也不能滿足老舊機器使用（缸頭，水套因腐蝕而間隙變大）。

減緩O令老化的措施。橡膠老化的內部因素是橡膠大分子中存在若鍵以至于很容易受到氧的侵襲，從而破壞原橡膠的結構；而外界因素是機械應力，熱，光等物理因素影響。這些因素會使橡膠變軟發(fā)粘，或變硬發(fā)脆，龜裂，物性降低。

缸頭，缸套、水套在使用過程中“冷態(tài)”、“熱態(tài)”變化，二者之間的間隙交替變化導致O令受力交替變化，缸套水壓力交替變化，這都加速O令老化速度。保持缸套水溫度恒定，缸套水壓力變化不大對減緩O令老化非常重要。

冷卻水處理劑的主要作用是減緩水垢形成，減少對金屬的腐蝕。它還有一個作用容易被忽視：那就是它降低水中的溶解氧，從而減緩O令的老化速度。

4.總結

S輪停泊時，副機回水熱量不足以暖主機。造船缺陷給日后工作帶來困擾。主機暖缸溫度加不上來的原因并不復雜。船舶主管人員安于現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)高低溫系統(tǒng)竄水而沒有深究竄水所帶來的后果。船上人員職業(yè)素養(yǎng)參差不齊且流動性強，環(huán)境又復雜多變，這都延緩了問題的解決。

NO.2缸水套O令使用兩個月后又漏水了。后經(jīng)多方了解，BEK(膠圈廠)公司有成功解決6S35MC主機缸頭水套漏水經(jīng)驗，滬東也曾從BEK采購過O令，價格較貴。船東下大力氣，從BEK公司訂購高品質O令（需測量實物尺寸），供船安裝后主機缸頭水套漏水問題得到徹底解決。