大型ME電噴主機常見緊急停車故障排除策略

許韶華

（深圳海順海事服務(wù)有限公司，廣東深圳 518067）

0 引言

MANB&WME-C系列船用電噴柴油機憑借其穩(wěn)定、環(huán)保、經(jīng)濟等性能優(yōu)勢廣受市場歡迎，但其也存在一定的不足，使用過程中可能會遭遇操作或管理不當(dāng)?shù)葐栴}。有必要重點把握對應(yīng)的運維管理工作，以更好地排除停車故障。本文通過分析具體案例提出排除故障的基本流程方法，并給出2種預(yù)防故障發(fā)生的方法供參考。

1 HPS單元泵軸斷裂的故障

1.1 故障現(xiàn)象

FLH輪的航行安排為2020年11月5日自釜山開往美國裝貨港哥倫比亞河道的VANCOUVER港，并于2020年11月7日1625L（0605GMT）在日本海清津靠近海峽口附近（40°59'N，139°43.0'E），船舶主機遭遇故障，發(fā)出報警提示，船舶控制系統(tǒng)自動調(diào)整航速，實現(xiàn)降速。

1.2 故障原因與分析

經(jīng)檢驗分析發(fā)現(xiàn)，在主機停車和重啟過程中，電動壓泵運行液壓油壓力保持在安全運行范圍內(nèi)，主機緊急停車后，維修人員對310閥組的安全閥進(jìn)行拆除，檢查安全閥未出現(xiàn)異常，采用壓縮空氣對閥組進(jìn)行清理并安裝回去或重新更換310閥組電磁閥，主機停車故障保持不變，初步確定可能是機帶泵系統(tǒng)存在泄漏問題。進(jìn)而，立即將檢修情況反饋給機務(wù)，機務(wù)給予指導(dǎo)意見，開展啟車試驗，監(jiān)測液壓泵本體壓力接頭處的壓力，監(jiān)測數(shù)據(jù)表明1#、3#泵的排出壓力與吸入口的壓力差別不大，2#泵排出壓力與系統(tǒng)顯示壓力數(shù)值保持一致，繼而判斷1#、3#泵出現(xiàn)故障，無法正常開展工作，初步確定泵軸連接處存在故障。船員對1#、3#泵展開專業(yè)檢查，確定HPS單元泵軸斷裂，不能工作。

1.3 故障處理

更換損壞部件，故障消除。

2 排氣閥行程不正常的故障

2.1 故障現(xiàn)象

按照調(diào)查報告顯示，于2020年12月27日，F(xiàn)XH輪處于正常航行狀態(tài)，主體發(fā)出“ExhaustValveStrokeLow”報警提示，主機出現(xiàn)故障，自動降速。

2.2 故障原因及分析

MAN B&W ME-C主機排氣閥工作原理如圖1所示。

圖1 工作原理

由于ME主機排氣閥故障的較經(jīng)常碰到，對此需在分析排氣閥的工作原理的基礎(chǔ)上，探究出相應(yīng)措施來解決故障問題。

狀態(tài)1：排氣閥啟動行程

該情況主要是由FAVA閥供給給執(zhí)行器約23 MPa動力油壓所引起的，其具體原理為：當(dāng)一級柱塞已經(jīng)完成了所有動作后，二級柱塞就會被推動進(jìn)行（方向向上）；此時，位于壓縮高壓油管中的滑油會產(chǎn)生油壓，由此排氣閥上部活塞會受到該油壓的影響而向下進(jìn)行；排氣閥被頂開。

對于排氣閥啟動行程來說，主要有3個關(guān)鍵部位，分別為：

（1）可發(fā)揮出第一次緩沖效果的自調(diào)阻尼柱塞。原因是，該阻尼柱塞內(nèi)部安裝了阻尼彈簧。

（2）中部阻尼活塞。該阻尼活塞由于其油缸內(nèi)的滑油一直都處于充滿狀態(tài)，因此當(dāng)排氣閥桿開始向下運動時，該阻尼活塞也一起出現(xiàn)下行動作。

（3）與自調(diào)阻尼柱塞作用類似，也可以達(dá)到緩沖目的的位于空氣彈簧腔室內(nèi)部的空氣活塞。

狀態(tài)2：排氣閥關(guān)閉行程

該情況主要是因為排氣閥系統(tǒng)所設(shè)定的開啟時間已結(jié)束；此時，排氣閥就會自動關(guān)閉行程，具體流程為：在排氣閥關(guān)閉行程的同時執(zhí)行器會釋放下部油壓，因此排氣閥能夠在空氣彈簧作用下除了克服閥桿自身重力外，還可以克服上部高壓油管內(nèi)的油壓，向上運動完成行程的關(guān)閉。

值得注意的是，在該情況下，由空氣活塞、補充空氣的單向止回閥、腔室下部的閥桿導(dǎo)套密封令組件等構(gòu)成的空氣彈簧組件是最重要部件，必須要在排氣閥關(guān)閉行程的瞬間可以保證其腔室內(nèi)要具備高夠高的空氣壓力來推動空氣活塞可以進(jìn)行上行動作。

情況1：關(guān)于空氣單向補給閥

一些老式的MAN&BNW主機此處是用節(jié)流閥替代的，其之所以安裝了止回閥，主要是為了避免空氣活塞在下行過程中會導(dǎo)致彈簧空氣出現(xiàn)壓縮而倒流進(jìn)入補氣管路；由此，活塞在下行時就能夠壓縮掉空氣彈簧氣缸內(nèi)的空氣，從而完成對較高壓力的增加，以更好地助力于排排氣閥關(guān)閉時所需要的動力值。

情況2：排氣閥的特殊設(shè)計

ME-C主機排氣閥相比早期機型，其閥座的設(shè)計方案為W形，為了大幅提高密封性、延長檢修周期和使用壽命，ME-C主機排氣閥采用雙重密封設(shè)計。除此之外，其在另一層面的設(shè)計特殊主要體現(xiàn)于對排氣閥桿密封油控制單元的引進(jìn)[1]。

2.3 故障處理

船員對排氣閥與安全閥進(jìn)行檢查，檢測空氣壓力為0.65～0.75 MPa，空氣止回閥處于正常工作狀態(tài)。調(diào)整檢修排氣閥，報警仍未消除。嘗試更換整個排氣閥，報警消除。

2.4 避免故障的措施

（1）定期檢查排氣閥，對執(zhí)行機構(gòu)補油管路的兩個止回閥進(jìn)行維護，保證系統(tǒng)工作正常運行。

（2）養(yǎng)護液壓油缸，定期對油缸頂部的放氣螺栓進(jìn)行放氣。

（3）對空氣缸密封圈實施密封性試驗，判斷是否存在老化漏氣情況。

（4）定期檢修空氣彈簧進(jìn)口止閥，清楚堵塞雜物，預(yù)防安全閥泄漏問題。

3 主機活塞桿螺栓斷裂的故障

3.1 故障現(xiàn)象

在2020年05月07日0359L，F(xiàn)MH輪正處于新加坡加油錨地備車航行過程中，在航行過程中主機掃氣相泄放柜發(fā)出高位警報?？紤]到船舶處于航行狀態(tài)，無法中止停車對主機進(jìn)行檢修，故只能對主機工況狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控，以便后續(xù)對故障進(jìn)行排除與處理。船舶在新加坡加油錨地停下后，船員將主機NO.3活塞缸掃氣箱打開，做好與船長的溝通協(xié)調(diào)工作，獲得進(jìn)入掃氣箱檢查的許可，并確保測氧儀監(jiān)測符合作業(yè)條件后，檢修人員進(jìn)入NO.3活塞缸掃氣箱進(jìn)行檢查。根據(jù)反饋檢測情況來看，固定活塞與活塞缸的螺栓松脫缺失了，滑油從孔洞泄漏，影響了主機正常工作。

3.2 故障原因及分析

導(dǎo)致緊固失效故障的原因主要有以下3種：

（1）產(chǎn)品質(zhì)量不達(dá)標(biāo)：起固定作用的螺栓產(chǎn)品質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)，可以對斷裂的螺栓材料進(jìn)行質(zhì)量檢測，確定其內(nèi)部的金屬成分、強度性能以及制作工藝是否達(dá)到了使用標(biāo)準(zhǔn)。

（2）裝配工藝不合格：裝配構(gòu)件時存在預(yù)緊力大小設(shè)置不科學(xué)，預(yù)緊方法與順序存在失誤等情況。

（3）活塞桿法蘭上端和活塞頭的接觸面平整度不足?；钊麠U法蘭上端和活塞頭的接觸面主要是通過060墊床進(jìn)行密封的，這種密封方式不能使得活塞桿法蘭上端和活塞頭緊密連接，加上后期活塞在長時間工作狀態(tài)下會受到往復(fù)慣性力與運轉(zhuǎn)作用的影響，原來平整度剛好或未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的接觸面會變得更加凹凸不平，平整度不斷降低，進(jìn)而造成活塞桿連接螺栓松動脫落。

3.3 故障處理

經(jīng)檢查，檢修人員在掃氣箱內(nèi)部找回了松動掉落的固定螺栓。按裝配要求重新安裝，故障消除。

3.4 避免故障的措施

采購原廠建活塞桿螺栓構(gòu)件，并對其內(nèi)金屬質(zhì)量與制作工藝進(jìn)行檢驗；嚴(yán)格遵守裝配規(guī)范的指導(dǎo)，安排業(yè)務(wù)水平較高的人員進(jìn)行活塞桿安裝作業(yè)；檢查活塞桿法蘭上端和活塞頭的接觸面平整度，預(yù)防在鎖緊活塞桿螺栓的前提下出現(xiàn)螺栓斷裂故障。

4 處理與預(yù)防排氣閥關(guān)閉過慢“敲擊”的方法

（1）通常來說，當(dāng)某缸排氣閥在大型ME電噴主機常態(tài)運轉(zhuǎn)時因關(guān)閉速度過慢而引發(fā)報警系統(tǒng)時（嚴(yán)重時會發(fā)生敲擊現(xiàn)象），第一步要確認(rèn)的是該情況下的控制空氣壓力（約7.5 bar為最佳）；若空氣壓力低于7.5 bar，則需根據(jù)實際情況來對應(yīng)地將空氣壓力值調(diào)高。完成上述步驟后，如果報警依然存在，可將大型ME電噴主機排氣閥下部密封油單回閥拆開（正常運行中可拆開），觀察是否存在空氣漏出現(xiàn)象。若確定為該原因，就可以在到達(dá)合適港口后對排氣閥下部密封油單回閥進(jìn)行更換處理。

（2）航行中經(jīng)常拆開檢查密封油管是否有油滴出（每滴間隔應(yīng)大于4.5 s），通道是否暢通。若無油滴出，需擇機拆檢密封油單元查找原因所在。

5 預(yù)防控制單元故障的方法

根據(jù)當(dāng)前市場上常見的兩種不同的ME電噴主機MPC的不同適用范圍與功能，即MPC與MPC10，選擇符合船舶主機類型的控制單元，并嚴(yán)格按照安裝規(guī)范與防護等級要求進(jìn)行安裝作業(yè)。對此，可采取的控制措施有：

（1）在船舶建造的過程中，應(yīng)將控制單元的安裝放在重要位置，加強對電纜敷設(shè)作業(yè)的質(zhì)量控制，將MPC安裝在密封電氣控制柜中，再將控制柜安裝在主機旁控制側(cè)的機械架子上。

（2）嚴(yán)格安裝設(shè)計單位的船舶建造圖紙開展電纜敷設(shè)作業(yè)，電纜綁扎松緊適度，并做好標(biāo)識。

（3）在船輪機長應(yīng)采用小型真空吸塵器幫助作業(yè)，按照每月一次的檢查頻率對密封電氣柜的接線進(jìn)行檢查與清理，預(yù)防控制單元因灰塵污染而產(chǎn)生短路情況的出現(xiàn)。

6 結(jié)語

船舶航行環(huán)境變化較大，而主機內(nèi)部又較為復(fù)雜，加上受到船舶振動、灰塵積累等因素的影響，船舶主機設(shè)備易出現(xiàn)故障?；诖?，應(yīng)加強船舶主機的運維管理，提升船舶設(shè)備管理的質(zhì)量。輪機管理人員應(yīng)樹立學(xué)習(xí)態(tài)度，加強對船舶主機設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)、構(gòu)件組成與維護知識的學(xué)習(xí)，編制應(yīng)急處理方案，預(yù)防運行故障。