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劉兆朋
(中國船東互保協(xié)會(huì))
曲軸作為柴油機(jī)的核心部件,其作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為軸系的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),軸瓦是曲軸的附屬支承部件,是實(shí)現(xiàn)該運(yùn)動(dòng)的重要保障。在實(shí)際使用中,曲軸和軸瓦需要承受急劇變化的沖擊載荷、彎曲應(yīng)力和回轉(zhuǎn)振動(dòng)。曲軸軸頸和軸瓦表面有著很強(qiáng)的摩擦,又受到各缸交變的氣體力、往復(fù)慣性力和離心力等作用。因此,曲軸軸瓦的損傷率很高。本文將結(jié)合案例,分析在船舶輪機(jī)管理中對曲軸軸瓦的監(jiān)測和預(yù)防損傷工作的重要性。
輔機(jī)軸瓦磨損案例分析
A輪2號副機(jī)運(yùn)行期間各工況參數(shù)正常,由于要起動(dòng)貨泵而啟動(dòng)1號發(fā)電機(jī)并電,并電后發(fā)現(xiàn)2號副機(jī)滑油壓力突然下降,隨即解列2號副機(jī),這時(shí)滑油壓力降到2.0Bar,并發(fā)生滑油低壓報(bào)警。輪機(jī)人員更換滑油濾器和滑油時(shí),發(fā)現(xiàn)濾器和滑油里有許多金屬碎屑,拆開缸頭蓋,盤車檢查缸頭附件等沒發(fā)現(xiàn)問題。打開油底殼檢查,發(fā)現(xiàn)油底殼里有很多金屬屑和金屬皮片。拆檢7道主軸承,發(fā)現(xiàn)第6、7道燒壞,第4、5道主要接觸面被壓后橫向擴(kuò)張,第1、2道有拉痕;第4、5、6、7道瓦貼合不良。第3、5、7道主軸頸有明顯磨痕。拆檢第1—6缸的連桿瓦檢查,發(fā)現(xiàn)第1、2、3、4缸連桿瓦中部磨損較深但無露銅,第6缸連桿瓦中部拉痕較深并已露銅,瓦孔被金屬磨屑不同程度堵塞。第3缸的活塞銷和接觸的活塞頭有藍(lán)黑色的燒痕?;捅貌鹣聶z查,未見明顯問題。
事后調(diào)查發(fā)現(xiàn),該輪副機(jī)更換使用潤滑油時(shí),將柴油機(jī)原廠要求的等級牌號的潤滑油,替換成了另一品牌的潤滑油,通過對比發(fā)現(xiàn)兩種潤滑油在質(zhì)量等級和粘度等級上存在一定差異,而且潤滑油使用時(shí)間過長,潤滑油各項(xiàng)指標(biāo)下降,且輪機(jī)人員未能按照新品牌潤滑油的要求及時(shí)更換,造成主軸承和曲柄銷軸承潤滑質(zhì)量下降,導(dǎo)致軸瓦磨損加?。欢逸啓C(jī)員未能按照副機(jī)說明書維護(hù)保養(yǎng)周期要求,定期對副機(jī)相關(guān)部件進(jìn)行檢查,未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)軸瓦損壞問題。
主機(jī)軸瓦受損案例分析
B輪在港口錨地備車起錨后準(zhǔn)備進(jìn)港靠泊,當(dāng)主機(jī)負(fù)荷逐漸增加至轉(zhuǎn)數(shù)在440RPM后一會(huì),輪機(jī)員發(fā)現(xiàn)主機(jī)第3缸振動(dòng)劇烈有異響,立即降低主機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)至速280RPM,同時(shí)停止第3缸燃油供給,并電告駕駛臺要求停車檢查主機(jī)。由于已進(jìn)入航道不能立即停主機(jī),只好返回錨地拋錨檢查。待拋錨停下主機(jī)后,檢查發(fā)現(xiàn)主機(jī)第3缸連桿大端瓦損壞嚴(yán)重,連桿大端燒蝕。隨后吊出缸頭活塞組件,檢查第3缸發(fā)現(xiàn)曲軸曲柄銷磨損嚴(yán)重,船員無法修復(fù)。后該輪封主機(jī)3缸靠泊碼頭,卸貨完畢后,同樣封缸備車開往附近某船廠修理,船廠工程師對第3缸曲柄銷采用修理尺寸法進(jìn)行了修理。修復(fù)后的曲柄銷直徑在309.12~309.14毫米,但修理后的直徑已經(jīng)非常接近制造廠家的極限值,也即需要更換新曲軸。
據(jù)現(xiàn)場查勘調(diào)查了解和查閱維修保養(yǎng)記錄,事故前主機(jī)各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)正常,主潤滑油壓力溫度均正常。但后續(xù)根據(jù)船東提供的滑油化驗(yàn)報(bào)告顯示,該輪滑油早已出現(xiàn)BN(堿值)低于正常要求,低溶性、低粘度和雜質(zhì)過多的情況,而船上并未及時(shí)更換不合格的潤滑油,滑油的臟污變質(zhì)使得曲軸軸頸和軸瓦的潤滑條件變差;軸瓦的異常磨損累積到一定程度時(shí),曲柄銷和大端瓦之間的間隙過大,潤滑油膜遭到破壞,導(dǎo)致垂直方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中,連桿大端與曲柄銷之間發(fā)生撞擊,發(fā)生異常磨損,使得連桿大端發(fā)生燒蝕現(xiàn)象。連桿大端軸瓦磨損變形嚴(yán)重,對曲柄銷也造成了較大傷害;此外,連桿大端軸瓦材料缺陷也可能是此次事故發(fā)生的原因之一。
防損建議
影響曲軸軸頸和軸瓦損傷的因素是多方面的,見的原因有軸瓦材料缺陷、軸瓦間隙不合適、軸瓦潤滑不良或潤滑油含有雜質(zhì)。特別是軸瓦潤滑不良,一旦曲軸軸頸和軸瓦間的潤滑油膜遭到破壞,就會(huì)出現(xiàn)軸頸與軸瓦的直接接觸,造成半干摩擦和干摩擦,產(chǎn)生大量的摩擦熱,導(dǎo)致軸瓦表面擦傷或異常磨損,防護(hù)層脫落,合金層損壞和熔化,導(dǎo)致軸瓦嚴(yán)重?zé)g和曲軸軸頸表面劃傷、拉傷和裂紋。通過以上案例分析,筆者建議預(yù)防柴油機(jī)曲軸軸頸和軸瓦損傷應(yīng)著重注意以下幾個(gè)方面:
1. 輪機(jī)管理人員要嚴(yán)格按照說明書要求及維修保養(yǎng)計(jì)劃,檢查柴油機(jī)各軸承間隙是否正常,并進(jìn)行正確的測量和記錄。及時(shí)打開檢查曲軸軸頸和軸瓦工作表面的情況,保證軸頸與軸瓦的配合間隙正常,及時(shí)掌握?備性能、工作狀態(tài)和磨損情況等關(guān)鍵性技術(shù)問題。
2. 定期檢查主軸承和曲柄銷軸承等固定螺栓的預(yù)緊力,按說明書規(guī)定的扭矩、次序,分多次上緊并做好記號,以便后續(xù)監(jiān)控和檢查。
3. 使用正確合適的等級牌號潤滑油,并根據(jù)使用的時(shí)間定期取樣化驗(yàn)潤滑油,保證潤滑油的各項(xiàng)指標(biāo)在正常范圍內(nèi),一旦發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象,及時(shí)查找原因,必要時(shí)更換潤滑油。
4. 定期對潤滑油系統(tǒng)濾器進(jìn)行清潔,保持潤滑油的潔凈和質(zhì)量,對滑油濾器清潔過程中發(fā)現(xiàn)的雜質(zhì)、異常金屬屑等,做好記錄,并初步分析判斷,及時(shí)對相關(guān)部件進(jìn)行檢查,第