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淺談ME主機的液壓排氣閥故障和管理

時間:2018/4/12 10:31:53 點擊:

  內容提示:本文以MAN B&W 12K98ME機型為例,來探討主機液壓排氣閥故障及維護管理...
本文以MAN B&W 12K98ME機型為例,就液壓排氣閥故障認知及維護管理中,我所取得的點滴粗淺認識,起到拋磚引玉的作用,供大家參考,來一起探索如何更好地提升新機型的管理工作。不妥之處盡請見諒!

1 ME機型主機液壓排氣閥功能特點
 1.1 基本特點
MAN B&W 12K98ME機型與傳統機型液壓排氣閥比較有以下幾個特點:
1) 外形相似,取消了凸軸驅動機構,改成液壓驅動系統。
2) 排氣閥提升器底部改成與液壓活塞相匹配,便于傳遞動力。
3)液壓動力油經FIVA(Fuel Injection Valve Activation)驅動排氣閥提升器的液壓活塞,從而驅動排氣閥液壓活塞。
4) FIVA是ME機型液壓驅動系統的核心部件。
5)排氣閥內部結構也作了相應改進(詳見圖1和2)
圖1,ME-C與MAN B&W MC-C型排氣閥系統的比較
淺談ME主機的液壓排氣閥故障和管理

圖2 ,ME-C與MANB&W MC-C機型排氣閥結構比較
淺談ME主機的液壓排氣閥故障和管理
 1.2 液壓排氣閥內部改進
1)排氣閥桿頂部用錐型液壓螺帽代替原來的兩只“HALF”塊,用來定位和固定排氣閥桿。
2以4只小液壓螺帽代替原來的多只普通螺帽,用來將排氣閥上部的油缸和氣缸與排氣閥殼體緊固成一體。
3)在排氣閥油缸上方增加了一個密封油控制裝置,用來控制排氣閥氣缸內的密封油。
4)在排氣閥油缸下部增加了一個檢測排氣閥行程開度的位置傳感器,如果排氣閥開度不足則會發出警報,主機控制系統會自動停止該缸FIVA動作即停止該缸供油,和關閉排氣閥,但該缸汽缸油注油器仍然工作。
5)在空氣活塞上方增加了一套阻尼活塞裝置,用來減緩排氣閥關閉時的撞擊。
6)排氣閥座上的密封面有兩道環槽,稱為“W”型密封面,能更好的儲存垃圾和空氣,起到清潔和冷卻排氣閥座的作用。
7)排氣閥座的厚度減少了一半,另一半和排氣閥殼連成一體,便于拆卸和檢修。

2 典型故障及原因
 2.1排氣閥位置傳感器故障
某萬箱船在印度洋航行途中,主機No.9缸排氣閥發生“位置傳感器”故障,Aconis 立即記錄下了該報警的內容,即“No.9 Cyl Exh. Deivation H/L”,查看MOP計算機上“Maintenance \ SYSTEM VIEW I/O TEST”界面第34號通道電流值:僅在5.1mA-11.5mA之間變化(正常值應該是在7.0 mA-17mA之間)。機艙值班人員立即向輪機長作了匯報,30分鐘后,主機完車,便進行了排氣閥位置傳感器的更換工作。   
其更換過程如下:                                           
1)正常修復(有傳感器備件)

 圖3主機排氣閥位置傳感器 

淺談ME主機的液壓排氣閥故障和管理

主機完車后,停止主滑油泵和電動動力油泵的工作。關閉排氣閥進油管路上的手動截止閥;拔掉位置傳感器電源線并擰松排氣閥位置傳感器上的緊固螺栓;拔出故障的位置傳感器(圖3)并將新備件換上,裝復后,一切復位。動車后,再次從MOP計算機上的“Maintenance \ SYSTEM VIEW I/O TEST”界面,對第34號通道的電流值進行檢查,若電流值在7.0 mA-17.0mA之間變化,排氣閥位置傳感器工作正常。
                                                              
2)應急處理(無備件時)
(1)主機處在停車狀態。                                              
(2)在MOP上完成:
Chieflevel ——>Maintenance——> System View T/O Test ——>           NO.XXCCU ——> Channel34——> Process Value ——> Invaid       “ProcessValue”的顏色由灰變黃, “Electric Value” 的顏色由灰變紅,按 × 退出便告完成 。
 執行上述操作后,存在的風險是:如主機排氣閥故障,系統將不會再有切斷燃油的保護,故值班人員要嚴密監視排氣溫度和掃氣溫度的變化,必要時適當降低單缸油門。要定時測量該缸PMI,及時把握缸內的真實工況,同時機艙應改為有人機艙值班。鑒于排氣閥位置傳感器故障時有發生的現象,建議每條船至少有3只庫存備件,以防不測。

 2.2 液壓伺服系統故障
 ME機型FIVA是液壓驅動系統的核心部件,它的故障會引起主機排氣閥動作和燃油供給出現異常,從而導致“單缸不發火”。
某輪主機型號MAN B&W 12K98ME,曾經屢次出現在靠泊過程或“DEAD SLOW”,25 r/min運轉時,值班人員發現集控室操縱臺上“主機扭震監控顯示器”顯示的第一項“自由端震動總值”超出正常值許多,但未到報警值。這就意味著主機可能有某只缸在低速時沒有發火,增加了曲軸自由端的震角。即查看“ACONIS-2000監控報警系統”有關顯示“主機工況參數”的界面,發現主機No.4缸排煙溫度偏低,較其他缸低出30°C左右,顯然該缸在低速狀態下沒有發火。但當駕駛臺車鐘推至“SLOW”時,排煙溫度即上升至正常,“自由端震動總值”也隨之降低。這種現象周而復始,很有規律。抵港后,立即組織人員進行排查,先后更換了燃油升壓器上的吸入閥和燃油柱塞位置反饋探頭以及FIVA閥,但在“DEAD SLOW”運轉時該缸不發火的現象依然存在。當排查到主機No.4缸“HCU Distributer block”上的“pos405”閥時,覺得該閥開關太松,隨手都能擰得動,并與pos406 閥比較,判斷故障就出在pos405 閥上。船抵歐洲港后,對該閥進行了拆撿,發現閥芯密封件碎裂(見圖4),經更換pos405 閥備件后,故障立即消除。

圖4   405閥芯密封件碎裂

淺談ME主機的液壓排氣閥故障和管理

除上述故障外還發現過類似的”主機低速運行單缸不發火”現象,原因是由于FIVA反饋探頭的零位出現了偏差。它可以通過對主機對應故障氣缸的“FIVA feedback sensor”進行了測試,發現故障氣缸值比正常氣缸值偏低來確定。

 2.3 部分常見故障
1)排氣閥蓄壓器故障:可通過各缸排氣閥液壓管脈動比較劇烈程度來判定是否失效。
2)排氣閥彈簧空氣泄漏:可通過觀察安裝在集控室內的主機操作控制系統MOP計算機上“Maintenance\ SYSTEM VIEW I/O TEST” 界面的第34號通道中電流值,精確地判斷主機各缸排氣閥彈簧空氣的氣密程度。
3)養護不當:如安裝中排氣管液壓油管密封床墊壓偏。
4)排氣閥閥桿動作指示器不動作:它會造成排氣閥閥桿密封斷油,將加劇密封圈的磨損。日常巡視中確保其工作正常,定期地清通動作指示器進油通道內的阻尼孔(Primary restriction)。
5)排氣閥閥桿潤滑油管下部接頭(止回閥堵塞)故障:該接頭外形看上去像是一個空心螺絲,但它的結構非常特別:進油端口設計成7只小孔,起作對潤滑油的過濾作用;出口端內則安裝了一只止回閥,它的功能是一旦排氣閥閥桿密封失效,能有效地阻止燃氣倒灌到潤滑油系統中)。該故障早期可以通過PMI裝置測量了主機的熱工參數,發現對應氣缸的爆炸壓力和壓縮壓力均偏低。

3 管理要點
1)堅持機艙巡回檢查制度:檢查各缸的排煙溫度,各缸的排氣閥有無敲擊聲,檢查排氣閥上的檢驗考克,觀察是否有氣漏出。如有則說明兩道密封圈已磨損了。每天需利用排氣閥開關指示器,檢查是否動作。如動作間斷或遲緩,說明閥要“咬死”傾向。
2)排氣溫差和溫升:在主機功率恒定的正航中,應關注單缸排溫有否上升趨勢。需檢查緩沖空氣壓力或管路是否有漏;空氣彈簧室進氣止回閥是否臟堵和閥內部密封圈狀態;以及閥面腐蝕或燒損引起排氣溫度升高等。
3)排氣閥不同的異常聲音:其原因主要有2點:首先,液壓油進油油壓不足:(1)油泵吸口濾器臟堵。(2)油泵本身出口油壓偏低,如泵內漏、安全閥起跳等。(3)油溫太高引起粘度過低而低壓。(4)排氣閥上的驅動活塞環過度磨損,泄漏而引起低壓。(5)高壓驅動油管連接不當引起泄漏而低壓。(6)管系中的其他泄漏。其次,空氣彈簧室的壓力過高或過低。(1)減壓閥調整不當引起空氣壓力過高。(2)緩沖空氣壓力過低。
4)排氣閥定期養護:拆檢須注意各種密封面的清潔,以及各種小孔的疏通;以及閥與閥座的研磨,應當特別值得注意磨削總量不要太多,只要密封面上無斷口串通為宜,否則閥面上的耐高溫材料磨光后,閥很容易損壞。

4 結語
隨著科學技術的進步,船用低速柴油機都使用了直流掃氣的方式,這就對主機的排氣閥有了更高的要求。主機排氣閥的工作條件相當惡劣。在日常管理方面,則應加強經常性的檢查和維護,如有隱患應及早發現,及時解決,以使排氣閥保持良好狀況。否則,如果在航行中主機排氣閥出現故障,則必須要停車更換,既影響了船舶的航行安全,又耽誤了船期。因此,主機排氣閥的維修保養,是確保船舶安全航行相當重要的一個環節。

作者:莊老軌 來源:機務之家

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