一、故障描述
某輪于2008 年投入營(yíng)運(yùn)，配置3 臺(tái)Auxpac520W4L20發(fā)電柴油機(jī)。2016 年 1 月 17 日，NO.2
發(fā)電柴油機(jī)出現(xiàn)故障：飛輪端有油液甩出。發(fā)現(xiàn)飛輪端甩油后，對(duì) NO.2
號(hào)發(fā)電柴油機(jī)進(jìn)行停機(jī)處理，并進(jìn)行清潔和故障排查工作，并確認(rèn)甩出的油為滑油，此時(shí)啟動(dòng)備用發(fā)電機(jī)供系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在停機(jī)狀態(tài)下，對(duì)飛輪及與其相關(guān)的部件、管路進(jìn)行清潔，由于只有預(yù)潤(rùn)滑泵運(yùn)轉(zhuǎn)，滑油壓力僅維持在2
bar 左右，壓力較低，經(jīng)過(guò) 1 天的觀察，未發(fā)現(xiàn)任何泄漏。于是改變策略， 啟動(dòng) NO.2
號(hào)發(fā)電柴油機(jī)進(jìn)行運(yùn)行檢查，在運(yùn)行狀態(tài)下，機(jī)帶滑油泵運(yùn)轉(zhuǎn)，滑油壓力上升至 5.5 bar 左右，在持續(xù)運(yùn)行3h
內(nèi)，滑油管路及其接頭均干燥，仍未發(fā)現(xiàn)滑油泄漏;在運(yùn)行 3h
之后，發(fā)電柴油機(jī)開始出現(xiàn)甩油現(xiàn)象。由于飛輪處位置狹窄、光線不足，并且油滴四處飛濺導(dǎo)致飛輪附近的設(shè)備及管路均有油跡，肉眼無(wú)法判斷滑油的泄漏位置;在繼續(xù)運(yùn)行 2h
后，甩出的滑油量具有減小的趨勢(shì)。在啟動(dòng)運(yùn)行的5h 時(shí)間內(nèi)，油底殼中的油量沒(méi)有明顯減少。此時(shí)為保障設(shè)備的安全，再次啟用備用發(fā)電柴油機(jī)，并再次對(duì) NO.2
發(fā)電柴油機(jī)進(jìn)行停機(jī)處理并清潔。
二、故障原因分析
1.管路泄漏，滴落在飛輪附近，由飛輪或者飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)所帶動(dòng)的空氣打散并甩出。如果滑油管路泄漏，在運(yùn)行初期就會(huì)出現(xiàn)甩油現(xiàn)象，并且在甩油發(fā)生前，在滑油管路或接頭處會(huì)有較為明顯的油滴滴落。以上推論與實(shí)際現(xiàn)象不符，可以排除滑油管路泄漏的可能。
2.油底殼內(nèi)的滑油由曲軸輸出端的軸封甩出
(1)正常情況下，曲軸及連桿大端回轉(zhuǎn)的最低點(diǎn)比油底殼滑油液面高 5-10cm，如圖 1 中距離 d
所示，此設(shè)計(jì)目的是防止曲軸及連桿大端拍擊和攪拌滑油。發(fā)生故障時(shí)，NO.2 發(fā)電柴油機(jī)油底殼液位為 17cm，在說(shuō)明書所要求的范圍內(nèi)
(7~19cm)。所以，可以排除油底殼內(nèi)滑油直接由曲軸輸出端軸封泄漏的可能。
(2)排除滑油直接泄露的故障原因之后，對(duì)曲軸箱內(nèi)充滿的高溫滑油油氣進(jìn)行分析。高溫滑油油氣的產(chǎn)生原因主要包括以下三個(gè)方面：
①高溫產(chǎn)生油氣
?、陲w濺產(chǎn)生油氣
?、劾鋮s活塞的滑油和潤(rùn)滑連桿小端、凸輪軸、搖臂等部件的滑油落回油底殼內(nèi)，也會(huì)形成油氣。
在曲軸輸出端軸封處，滑油以兩種形態(tài)存在：高溫滑油油氣和飛濺的液態(tài)滑油。該型號(hào)發(fā)電柴油機(jī)曲軸輸出端采用V-ring 密封，如圖 2
所示。正常情況下，V-ring 可以阻擋高溫滑油油氣泄漏[1]，并且軸封安裝有泄放管，會(huì)將 V-ring
處的液態(tài)滑油泄放至油底殼。但是在一定狀況下，滑油依然會(huì)由曲軸輸出端軸封泄漏，原因主要包括：
①軸封泄放管阻塞。如果軸封的泄放管阻塞，V-ring 處的液態(tài)滑油無(wú)法泄放，于是液態(tài)滑油無(wú)法回流至油底殼，此時(shí)曲軸箱內(nèi)處于正壓，液態(tài)滑油在壓力作用下由
V-ring 處泄漏。然而在柴油機(jī)啟動(dòng)后，曲軸箱內(nèi)便處于正壓狀態(tài)，V-ring
處便有飛濺的滑油，如果泄放管堵塞，在柴油機(jī)啟動(dòng)初期就會(huì)出現(xiàn)甩油現(xiàn)象。以上推論與實(shí)際現(xiàn)象不符，證明推論不正確。
②V-ring 損壞。如果 V-ring 損壞，高溫滑油油氣以及飛濺的液態(tài)滑油由軸封處泄漏，導(dǎo)致甩油現(xiàn)象。但是 V-ring
損壞，在運(yùn)行初期就會(huì)出現(xiàn)甩油現(xiàn)象，且甩出滑油的量會(huì)較大，油底殼液位會(huì)明顯降低。以上推論實(shí)際現(xiàn)象不符，所以V-ring
損壞的可能較小。并且該型號(hào)發(fā)電柴油機(jī)軸封的拆檢較為復(fù)雜，檢查 V-ring 的難度較大。
?、矍S箱壓力過(guò)高。曲軸箱不斷產(chǎn)生高溫油氣，因此，
柴油機(jī)正常運(yùn)行期間，曲軸箱內(nèi)的壓力略高于大氣壓。為防止曲軸箱壓力過(guò)高，柴油機(jī)配有滑油透氣系統(tǒng)[2]。在正常壓力下，V-ring可以有效的密封滑油油氣以及液態(tài)滑油，然而當(dāng)曲軸箱壓力過(guò)高，高溫滑油油氣以及液態(tài)滑油在高壓差的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)曲軸輸出端軸封的
V-ring 泄漏。高溫滑油油氣由曲軸輸出端軸封處泄漏后，隨飛輪高速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)油氣遇到較冷的設(shè)備表面時(shí)冷卻為滑油，出現(xiàn)“甩油”現(xiàn)象。
活塞環(huán)串氣、活塞頭裂縫、透氣管堵塞均會(huì)導(dǎo)致曲軸箱壓力過(guò)高[3]。而壓力的建立是需要時(shí)間的，因此，在運(yùn)行初期，曲軸箱內(nèi)壓力低，不會(huì)發(fā)生甩油，而當(dāng)曲軸箱內(nèi)壓力足夠高時(shí)，高溫滑油油氣通過(guò)
V-ring
泄漏，導(dǎo)致連續(xù)甩油，甩出滑油的量較小，油底殼液位不會(huì)有明顯變化。以上推論與實(shí)際現(xiàn)象相符，所以，該原因的可能性較大。該船沒(méi)有配備測(cè)量發(fā)電柴油機(jī)壓縮壓力的工具，活塞環(huán)串氣或活塞頭裂縫排查的難度較大?；屯笟夤苈返呐挪殡y度較小。
三、故障處理
根據(jù)以上分析，綜合故障因素的可能性和排查難度，決定首先對(duì)滑油透氣管路進(jìn)行檢查。
再次啟動(dòng)NO.2 發(fā)電柴油機(jī)，沿滑油透氣管自下而上的拆卸法蘭，透氣管內(nèi)徑約 76mm，其中下沉管段長(zhǎng)度約 6 米，容積約
27L。逐一檢查透氣情況，在拆卸一段下沉管段的法蘭時(shí)，有大量滑油流出，放出約 30L 滑油，并且滑油透氣管內(nèi)形成了“液栓”。透氣管疏通后，NO.2
發(fā)電柴油機(jī)甩油現(xiàn)象消失。
6 個(gè)月后，對(duì) NO.2
發(fā)電柴油機(jī)進(jìn)行吊缸，對(duì)部件進(jìn)行檢查并發(fā)現(xiàn)缸套及活塞環(huán)的磨損量均在要求范圍內(nèi);活塞頭未發(fā)現(xiàn)裂縫。因此，排除活塞環(huán)串氣或活塞頭裂縫的可能，進(jìn)一步確認(rèn)，飛輪端甩油故障是由滑油透氣管“液栓”所導(dǎo)致。
四、預(yù)防及改造措施
1.液栓的形成機(jī)理及預(yù)防
高溫滑油油氣冷卻后變?yōu)橐簯B(tài)滑油，液態(tài)滑油聚集在透氣管路的下沉管段，形成“液栓”。預(yù)防“液栓”的形成主要是將冷凝的液態(tài)滑油泄放掉，
防止液態(tài)滑油在管路中聚集。在設(shè)備的設(shè)計(jì)和建造時(shí)，可以采取以下兩方面改進(jìn)措施：
(1)選擇合適的透氣漏斗并正確安裝;
(2)透氣管路沿油氣流動(dòng)方向上傾斜布置，以便液態(tài)滑油泄放。
2.滑油透氣管路改造
根據(jù)以上分析，提出滑油透氣管路改造的3 種方法：
(1)改進(jìn)透氣漏斗，提高阻液效果，減小后續(xù)透氣管路滑油冷凝量;
(2)透氣管管路改造，對(duì)水平和具有下傾角的管路進(jìn)行改造，以確保液態(tài)滑油泄放至污滑油艙;
(3)在具有下傾角的管段安裝泄放閥，定期泄放透氣管內(nèi)滑油。
結(jié)合實(shí)船情況，我們采取第 3 種改造方法，在下沉管段處焊接泄放閥，以方便定期進(jìn)行泄放。
五、結(jié)束語(yǔ)
在故障原因分析的過(guò)程中，大多數(shù)人認(rèn)為設(shè)備自身故障的可能性最大，滑油透氣管堵塞的可能性很小。由于在分析故障時(shí)缺乏系統(tǒng)性觀念，而忽略了附屬系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的影響，導(dǎo)致故障排查走了彎路。在船舶設(shè)備及系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行系統(tǒng)的分析并加以排除。即使是設(shè)計(jì)建造方面的缺陷，也應(yīng)該結(jié)合船舶的具體情況，加以改進(jìn)，以確保船舶設(shè)備安全。
