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三菱分油機(jī)故障分析

更新時(shí)間：2023-08-01點(diǎn)擊次數(shù)：1882

分油機(jī)是船舶動(dòng)力系統(tǒng)中的輔助設(shè)備，關(guān)乎動(dòng)力裝置的可靠運(yùn)行和使用壽命。本文從實(shí)船案例出發(fā)，詳細(xì)分析分油機(jī)水路動(dòng)作原理，解釋發(fā)生故障時(shí)出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，并針對(duì)該故障設(shè)備部件進(jìn)行些許改進(jìn)，以供同行參考。

1 故障概況


某新造VLOC船離港后，主滑油分油機(jī)(型號(hào)SJ60HH)總是不定期報(bào)警停機(jī)，警報(bào)顯示為泄漏報(bào)警。復(fù)位重啟后，分油正常。新分油機(jī)報(bào)警沒(méi)有持續(xù)性，報(bào)警時(shí)間點(diǎn)不固定，一時(shí)不知從何處著手解決。


2 初步分析故障


如圖1和圖2所示，泄漏報(bào)警的原因可能有以下幾點(diǎn)：1)主密封圈1有損傷，密封不嚴(yán)；2)與主密封圈配合的活動(dòng)底盤密封面2有傷痕，密封不嚴(yán)；3)活動(dòng)底盤周向密封圈3老化，破損或傷痕，關(guān)盤工作水(以下簡(jiǎn)稱“關(guān)盤水")(驅(qū)動(dòng)活動(dòng)底盤關(guān)閉的壓力水)泄漏；4)引導(dǎo)閥外圓周面密封圈4老化，破損或傷痕，關(guān)盤水從引導(dǎo)閥外部泄漏；5)與引導(dǎo)閥閥芯配合的墊圈5錐面有傷痕，關(guān)盤水從引導(dǎo)閥內(nèi)部泄漏；6)泄放塞6臟堵，開(kāi)盤排渣水(以下簡(jiǎn)稱“開(kāi)盤水")泄放不及時(shí)，引導(dǎo)閥延時(shí)關(guān)閉，關(guān)盤水未充滿下部空間，活動(dòng)底盤未關(guān)閉；7)給水裝置密封圈7老化，破損或有傷痕，給水泄漏；8)給水裝置噴孔8臟堵，給水量不夠，活動(dòng)底盤未關(guān)閉；9)活動(dòng)底盤與分離筒匹配不佳，上下動(dòng)作時(shí)有卡阻；10)引導(dǎo)閥臟污，開(kāi)關(guān)時(shí)偶爾卡阻。若泄漏報(bào)警原因?yàn)榈?)～9)點(diǎn)，一旦出現(xiàn)泄漏報(bào)警，復(fù)位后仍會(huì)報(bào)警；第10)點(diǎn)存在偶然性，與故障現(xiàn)象類似。


3 初步排除故障


帶著疑問(wèn)，筆者拆裝了分油機(jī)，仔細(xì)檢查上述每一點(diǎn)可能造成故障報(bào)警的原因。


1)檢查活動(dòng)底盤的外邊緣立面和與之配合的分離筒圓周部分、活動(dòng)底盤的內(nèi)邊緣立面和與之配合的分離筒中心部分，各配合面光滑無(wú)毛刺、無(wú)摩擦痕跡，且上下動(dòng)作非常順暢，排除第9)點(diǎn)原因；


2)檢查上述每一道密封圈，發(fā)現(xiàn)主密封圈無(wú)損傷，3、4、7處密封圈彈性良好，無(wú)損傷，故障原因不在第1)、3)、4)、7)點(diǎn)；
3)檢查與主密封圈配合的活動(dòng)底盤密封面2和引導(dǎo)閥墊圈5錐面，均無(wú)傷痕，第2)、5)點(diǎn)原因可以排除；
4)拆下泄放塞6,發(fā)現(xiàn)噴孔上部有泥巴堆積，孔道內(nèi)有少許泥巴沉積；
5)拆開(kāi)給水裝置，里面有大量泥巴沉積。拆檢給水總濾器，濾器比較臟。清潔所有給水部件和通道，裝復(fù)分油機(jī)，試運(yùn)轉(zhuǎn)，分油正常，一天都沒(méi)有出現(xiàn)報(bào)警。
綜合上述檢查過(guò)程，懷疑故障與某船廠加注的淡水有關(guān)。


4 故障反復(fù)


5天后，主滑油分油機(jī)泄漏警報(bào)響起，復(fù)位操作后仍有泄漏報(bào)警且跑油。再次拆檢分油機(jī)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何異常。檢查2個(gè)引導(dǎo)閥閥芯，開(kāi)關(guān)順暢，說(shuō)明此故障并非由引導(dǎo)閥閥芯卡阻造成。打開(kāi)給水裝置，發(fā)現(xiàn)又有少許泥巴積存。于是放空淡水艙，清洗后重新造水，并拆洗淡水壓力水柜和分油機(jī)給水總濾器，消除該船廠淡水的影響。此后，分油機(jī)一直正常運(yùn)轉(zhuǎn)。然而10天后，分油機(jī)泄漏報(bào)警再次響起。


5 進(jìn)一步探究故障


船抵達(dá)巴西錨地，主機(jī)停車，機(jī)艙比此前安靜。筆者立刻來(lái)到主滑油分油機(jī)旁，觀察分油機(jī)的動(dòng)作。分油機(jī)突然“鐺"地響了一聲，查看各參數(shù)，均正常?？紤]非排渣時(shí)段，分油機(jī)為何會(huì)有這種響聲出現(xiàn)，而且此聲音與排渣聲音不同，排渣響聲應(yīng)是“鐺……",聲音較長(zhǎng)且大，但此聲音卻短且小。手動(dòng)按“手動(dòng)排渣"鍵，分油機(jī)正常排渣。隨后，分油機(jī)“鐺，鐺"響了兩聲。查看時(shí)序，分油機(jī)此時(shí)正處于進(jìn)關(guān)盤水階段，關(guān)盤水電磁閥(Solenoid Valve, SV)2得電。沒(méi)有供應(yīng)開(kāi)盤水，卻有類似排渣的聲音，而且泄水漏斗一直有水流出，這種現(xiàn)象無(wú)法解釋(在排渣后進(jìn)關(guān)盤水這個(gè)階段)。
進(jìn)入分油時(shí)序后，為了能夠更好地觀察現(xiàn)象，筆者調(diào)出分油機(jī)控制時(shí)序表?！拌K"的聲音再次響起，SV2關(guān)盤水電磁閥正開(kāi)啟，此時(shí)處于每15 min補(bǔ)關(guān)盤水5 s的時(shí)段。查看泄水漏斗，同樣有水流出，說(shuō)明這個(gè)聲音的形成來(lái)源于關(guān)盤水。


6 理論研究


為找出上述現(xiàn)象發(fā)生的原因，筆者便重新研究分油機(jī)的水路工作原理。分油機(jī)排完渣后，引導(dǎo)閥閥芯在離心力的作用下被甩出貼緊后面墊圈形成錐面密封。SV2電磁閥得電，關(guān)盤水開(kāi)始供應(yīng)。
當(dāng)分離時(shí)間結(jié)束，到達(dá)排渣時(shí)序時(shí)，SV1排渣電磁閥得電，排渣水開(kāi)始供應(yīng)，經(jīng)過(guò)如圖4所示的路線1→2→3→4,到達(dá)引導(dǎo)閥閥芯后部，推動(dòng)引導(dǎo)閥閥芯向分離筒中心運(yùn)動(dòng)，錐面密封被打開(kāi)，活動(dòng)底盤下部的水按D→E→F路線排出。排渣結(jié)束時(shí)，SV1排渣電磁閥失電，開(kāi)盤水停止供應(yīng)。開(kāi)盤水通道里殘存的開(kāi)盤水，經(jīng)泄放塞排出，引導(dǎo)閥閥芯在離心力的作用下，重新被甩出貼住后部墊圈形成錐面密封。


1)排渣結(jié)束后，供給關(guān)盤水，經(jīng)過(guò)A→B→C→D→E,到達(dá)活動(dòng)底盤下部，活動(dòng)底盤上行。因?yàn)殡x心力的作用，水的流向會(huì)遵循“先外后里"的原則。當(dāng)活動(dòng)底盤下部充滿后，水就會(huì)慢慢往中心移動(dòng)。當(dāng)水空心半徑小于a時(shí)，水就會(huì)按照B→C′→3→4路線到達(dá)引導(dǎo)閥閥芯后部。與此同時(shí)，水從泄放塞排出，導(dǎo)致外部的泄放漏斗處持續(xù)有水流出(供應(yīng)開(kāi)盤水時(shí)，泄放塞也是一直在泄水，但這股水夾雜在排放的關(guān)盤水里面，不容易區(qū)分開(kāi)來(lái))。


2)如果泄放塞可以把流入開(kāi)盤水通道的水及時(shí)排掉，分油機(jī)就不會(huì)排渣。若無(wú)法及時(shí)排出，多余的水就會(huì)推動(dòng)引導(dǎo)閥閥芯向分離筒中心運(yùn)動(dòng)，打開(kāi)錐面密封，關(guān)盤水排出，出現(xiàn)排渣現(xiàn)象。當(dāng)關(guān)盤水漏泄一部分后，新供應(yīng)進(jìn)來(lái)的關(guān)盤水又會(huì)按照“先外后里"的原則進(jìn)入到活動(dòng)底盤下部(此時(shí)，進(jìn)入排渣通道的水被中斷)。開(kāi)盤水通道的水被泄放塞泄放完后，錐面密封又會(huì)重新形成，活動(dòng)底盤就會(huì)被重新托起。待活動(dòng)底盤下部腔室被再次充滿后，水又會(huì)進(jìn)入到開(kāi)盤水通道，形成排渣。所以出現(xiàn)了“鐺，鐺"的間歇聲響，直到關(guān)盤水供應(yīng)停止。
3)上述出現(xiàn)的泄漏警報(bào)，可能是分油機(jī)分油過(guò)程中間歇補(bǔ)水或是排渣結(jié)束后進(jìn)關(guān)盤水時(shí)，活動(dòng)底盤打開(kāi)后，補(bǔ)水剛好停止或是剩余時(shí)間的補(bǔ)水量不夠，沒(méi)能把活動(dòng)底盤頂回去，分油機(jī)跑油導(dǎo)致出口壓力低而報(bào)警(在不同水域、不同時(shí)間點(diǎn)，分油機(jī)溫度不同，關(guān)盤水流失[1]不一樣，且淡水壓力水柜水壓波動(dòng)大，造成分油機(jī)進(jìn)關(guān)盤水時(shí)的情況有差別)。此情況具備偶然性，所以泄漏報(bào)警時(shí)間周期不固定。
4)前面拆洗分油機(jī)后可以運(yùn)行一段時(shí)間無(wú)警報(bào)，是因?yàn)樾狗湃妆容^干凈或是泄放塞孔上部無(wú)泥巴堆積。運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，泄放塞孔道臟污，孔上部有泥巴沉積，就會(huì)出現(xiàn)不能及時(shí)把關(guān)盤水排掉的情況，造成非正常排渣。若泄放塞孔徑過(guò)大，正常排渣時(shí)開(kāi)盤水全部漏泄，排渣又會(huì)失敗。因此，泄放塞的孔徑設(shè)計(jì)要非常合適：既能及時(shí)把多余的關(guān)盤水排掉，又不能影響正常的排渣。
5)泄放塞孔徑的設(shè)計(jì)可能過(guò)于理想化，設(shè)計(jì)裕度不夠。要根本解決問(wèn)題，需要增加泄放塞排水速率或降低關(guān)盤水給水速率。


7 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與改進(jìn)


根據(jù)上述分析，在分油機(jī)正常分油過(guò)程中，手動(dòng)打開(kāi)關(guān)盤水電磁閥SV2,分油機(jī)馬上出現(xiàn)“鐺，鐺"的間歇聲響。在聲響響起的同一時(shí)刻，關(guān)閉電磁閥SV2,分油機(jī)出口壓力急速降低，立馬呈現(xiàn)泄漏報(bào)警，故理論分析正確。
如果調(diào)小關(guān)盤水的補(bǔ)水時(shí)間T100,少供應(yīng)關(guān)盤水，使排渣通道沒(méi)有關(guān)盤水流入，可否根本解決問(wèn)題?經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察，排渣結(jié)束后供應(yīng)關(guān)盤水，大概8 s左右就會(huì)出現(xiàn)“鐺，鐺"聲響。系統(tǒng)設(shè)定T100時(shí)間重復(fù)供給1次，便需要將其調(diào)節(jié)到3 s(廠家服務(wù)工程師設(shè)定是15 s)。但是，分油機(jī)初次啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，會(huì)先供應(yīng)一次關(guān)盤水，此時(shí)只供應(yīng)一次T100補(bǔ)水時(shí)間，若只供應(yīng)3 s, 活動(dòng)底盤無(wú)法關(guān)閉。所以，將供應(yīng)關(guān)盤水的時(shí)間調(diào)到足夠低，使排渣通道沒(méi)有關(guān)盤水流入的想法違背分油機(jī)的設(shè)計(jì)初衷。要想解決根本問(wèn)題，就必須使泄放塞的排水速率大于SV2電磁閥補(bǔ)水速率。不管補(bǔ)水時(shí)間T100多大，進(jìn)入排渣通道的水都會(huì)被泄放塞及時(shí)排掉，永遠(yuǎn)無(wú)法推動(dòng)引導(dǎo)閥動(dòng)作，且保證活動(dòng)底盤在補(bǔ)水結(jié)束時(shí)的絕對(duì)關(guān)閉狀態(tài)。
為了避免再次拆裝設(shè)備，筆者考慮降低關(guān)盤水的補(bǔ)水速率，將總給水壓由3.0 bar(1 bar=0.1 MPa, 廠家值)降至2.8 bar, 但手動(dòng)開(kāi)啟SV2后，“鐺，鐺"聲依舊，于是繼續(xù)降低水壓至2.6 bar, 結(jié)果仍舊有“鐺，鐺"聲……經(jīng)過(guò)幾番測(cè)試，最后在2.0 bar時(shí)，“鐺，鐺"聲消失。測(cè)試排渣，功能正常。此舉會(huì)降低排渣前置換水的量，使排渣時(shí)的滑油損失變大；若調(diào)大置換水時(shí)間設(shè)定，又擔(dān)心設(shè)置不合理導(dǎo)致置換水進(jìn)入主機(jī)油底殼，造成滑油乳化。


考慮到SJ60HH型機(jī)孔徑為0.6 mm, SJ110HH型機(jī)孔徑為0.7 mm, 且船上沒(méi)有這么小的鉆頭，故使用通針均勻摩擦孔徑圓周(通針帶出少許銅粉即可),使孔徑稍稍變大一點(diǎn)。然后裝復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)，手動(dòng)打開(kāi)SV2電磁閥測(cè)試，無(wú)“鐺，鐺"聲產(chǎn)生。至此，分油機(jī)故障終于解決。詢問(wèn)其他姊妹船，也存在類似情況，采用同樣方法，問(wèn)題立刻迎刃而解。

8 總 結(jié)


當(dāng)工作中遇到非常見(jiàn)設(shè)備故障時(shí)，我們不能盲目地反復(fù)拆裝，更換備件。一些現(xiàn)象無(wú)法理解或解釋不通時(shí)，需要重新研讀設(shè)備圖紙，認(rèn)真觀察故障的每個(gè)細(xì)節(jié)，從理論上進(jìn)一步疏通設(shè)備工作原理，找到可能的根本原因，再通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，驗(yàn)證理論的正確性，然后綜合考慮設(shè)備各系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性，最終確定的解決方案，方能從根本上解決問(wèn)題，且不帶來(lái)其他失誤。