第15讲缸套及其它冷却系统故障诊断与排除

第15讲缸套及其它冷却系统故障诊断与排除一、回顾与引入二、缸套冷却系统及部件故障诊断与排除三、其它冷却系统及部件故障诊断与排除一、回顾与引入问题1：柴油机冷却系统主要冷却哪些部位？问题2：主要的冷却介质有哪些？问题3：活塞通常用什么来冷却？问题4：气缸套用什么冷却？二、缸套冷却系统及部件故障诊断与排除气缸套通常采用淡水冷却，少数柴油机采用海水冷却。以面以一些案例来说明缸套冷却系统及部件故障诊断与排除的方法。故障1：冷却水缺处理致增压器透平端滑油渗水1．故障经过2．分析与处理3．经验与教训1．故障经过某轮设有6RND76／155型主机一台，增压器匹配为VTR631-1N一台并在其两端各有一自带独立油泵。远洋航行中一天，大管轮值班巡视发现透平端轴承油池上三块观察镜面，不像平时的透明色而是乳白色，立即汇报轮机长。轮机长看了后与驾驶室联系停车检查。先将轴承内滑油放出来时是乳白色体的水约半茶杯，之后则是滑油，但其中掺有水珠和气泡，放完后将油池内擦干再细心检查，不见有渗漏之处，只见在其底部的油漆有鼓泡的样子且漆皮呈焦黑状。只好重新换油。1．故障经过继续运转后嘱大家留心察看。数天后，又出现上述情况，复停车检查换油，还是没有找到损坏裂缝的地方，后来在油池闷头上装了只考克，放水加油两遍，维持航行到目的港。到港后再拆检时，发现油池底部有个凸缘，在其根部不时有水珠渗出，细看有如苍蝇脚一样的裂缝一条，长约50毫米，后经凿钻止裂孔并涂上粘结剂修复暂维持使用。2．分析与处理拆除机壳冷却水腔上部的道门，从里面竟清除出片状锈垢20余斤，锈垢把冷却水孔通道也差一点堵没。后又在排气壳处的冷却水腔内清除了锈垢约30余斤，由此说明该轮冷却水没有作过处理已经多年了，增压器也近四、五年内没有做过解体清洁，以致使水垢和铁锈一层层地锈蚀呈片状形，壳体在传热效果下降后，引起壳壁发生高温，从而在应力集中的凸缘根部产生了裂缝漏水了。3．经验与教训⑴冷却水应有化学处理，上级技术部门要督促执行。⑵上级技术部门应指导远洋船舶实施平时的保养计划和督促检查执行情况。故障2：主机油水安保机构故障致缸套冷却水压力不断下降1．故障经过2．分析与处理3．经验与教训1．故障经过某油轮主机为9ESDZ58／100型。机舱设有集控室且可遥控操纵主机。一天航行中，当值轮机员忽然发现操纵台仪表板上缸套冷却水压力由正常时的0．24MPa，下降到0．20MPa，而表上指针无波动现象，再到膨胀水柜处看，也不见有气泡冒出，说明不是缸裂引起的现象，但水柜内的水位比平时略低200毫米左右。各缸出水温度也没有变化。其它淡水冷却器等处查看，也没发现有异常之处。1．故障经过这样又航行了约一天时间抵达目的港，靠泊妥时缸套冷却水压已下降为0.16MPa。为此又立即盘车开启示功考克，无水。对增压器冷却水试漏，无漏。查冷却水管系各接头处也无漏。又调换淡水泵和压力表，仍如前。后来将缸套进水总管处接通压力表的表管拆除，直接将压力表接上，表压则为0.24MPa，至此方知问题出在这根表的管路中。2．分析与处理从缸套进水总管处接出的表管，又分三路。一路通向操纵室压力表(线路较长)，一路通主机油水保安装置机构，另一路通向压力继电器起低压报警作用。将油水保安装置拆解后，发现里面的皮碗因年久老化而破裂，致使一部分淡水从释放孔流向了油路，进入到主机循环油柜内，使滑油也受到乳化，而值班者平时对主机循环油柜油位的微量变化也没当一回事(从0.60m逐步上升到0.80m)，说明工作上的麻痹大意。后又把滑油作了净化。由于通向表管路中，有一路产生流失后，致使通向较长的管路压头受到损失而有些降落，故表压产生误差。3．经验与教训⑴值班时能及时发现缸套水压力下降，也作了多方面的检查，但就没有对主机滑油的变化引起注意，若当时两者都有所觉察，则不难联系到是油水保护装置方面发生的故障了。⑵国产塑胶皮碗，一般使用期在三年左右时间，到时要定期更换，就可避免这起故障，但主管者往往对这个装置不坏不修，而平时维修又很少考虑它。故障3：活塞与缸套冷却水连通阀关闭不严致膨胀水柜不断溢水1．故障经过2．分析与处理3．经验与教训1．故障经过某轮主机为6RND76/155型机。缸套冷却系统设有二台冷却水泵(一台为备用)，二台缸套淡水冷却器(其中一台亦可作活塞淡水冷却器备用)和一个淡水膨胀水柜。水柜的补给是由淡水压力柜来，自动调节是采用浮子式补水阀。一天深夜24:30由申港备车开航前，轮机长下机舱检查，当走到主机滑油泵处，用手电照舱底察看时，见到有一股水在流动，心感有异随即寻找源头，方知是从主机膨胀水柜溢流管流出来，认为是水柜内的自动补水阀的浮筒失灵，于是就将补给水管上的腰接阀关紧，并关照当值机匠勤检查水柜水位。1．故障经过第二天早饭后轮机长下机舱巡视，当值机匠报告轮机长，水柜仍在溢水。于是吩咐见习轮机员到上层水柜处检查各有关附件也均正常。这时轮机长在机舱二层找寻通活塞淡水冷却器的一个闸门阀，发现此阀关闭不够紧，再用阀钩关紧后，溢水消除。2．分析与处理缸套冷却水系统，基本上是独立的，以往经常因冷却器内的管子漏，淡水流失发生缺水现象，现在水多出来，说明还有一路比它压力还高的水源与之相通，那只有活塞冷却水管系。此次开航前曾因活塞冷却器内油垢较多，而调换与缸套合用的一台冷却器，此冷却器与现用的缸套冷却器之间有管路相通，而活塞冷却水泵出口压力为0.48MPa，比缸套冷却水压高出约0.10MPa左右，故当互通的闸门阀关而不紧时，就有涓涓细水流向缸套冷却水系统中去了。3．经验与教训⑴轮机长发现了溢水情况，仅作了主观的判断，而且还布置了当值机匠检查。若出港定速航行后能及时再亲自追查下去，可以很快解决。⑵淡水是远洋航行中生活上和工作上宝贵的必需物料，领导上能带头重视，可起表率作用。⑶各班当值轮机员亦应引起注意，特别是主管轮机员更应主动负责起来。三人之中只要有一人能重视起来，轮机长的担子也就轻些。故障4：6S50MC型主机排气阀座橡皮令老化漏水引起故障1．故障经过2．分析与处理3．经验与教训1．故障经过某公司三条44000吨级油轮，主机选用的是MANB&W6S50MC机型，自营运以来，主机排气阀座下面的一道密封橡皮令(备件号：90801—107—336)老化快，导致阀座漏水。按照说明书规定，排气阀每运行6000小时才需拆检，但实际使用中几乎很少有达到规定的拆检时间的，原因就是因为这道橡皮密封令老化漏水而不得不提前更换排气阀或是将排气阀拉出更换这道橡皮令。1．故障经过漏水情况几乎都是发生在主机运行中，当碰到漏水情况时，如果海况和船期允许可以停车漂航更换排气阀；如果不适宜立即停车更换排气阀时，唯一的办法就是用木楔暂时将阀座上的检验孔闷堵，维持航行，近距离或平静海面这样做可以，如长距离航行或是遇恶劣海况将对船舶安全构成很大威胁。1．故障经过1．故障经过检查孔道的底部是在下面的一道密封令与阀座和阀体的密封面之间；上部通过阀座的顶部，露出外面。如果底部的一道密封橡皮令老化漏水，则水进入这道密封令与排气阀座的密封面之间，沿着检验孔道从上部的孔中喷出。遇到这种漏水情况，一般都是橡皮令老化，一点弹性也没有，或是橡皮令已经断掉，完全失去密封作用，而漏水的排气阀座大多都很难拔出，两只用于固定阀座的内六角螺丝钉在往外拉排气阀时一般都被拽断：拽断后有的靠着空气活塞与空气气缸之间的接触可以继续将排气阀吊出；有的则必须拆下缸头设法拆下阀座。1．故障经过而且，每次拆下漏水后的排气阀观察阀座底部的一道密封令，基本上都会发现橡皮令完全老化，失去弹性，或是断开；密封槽中积满坚硬的水垢或细泥。2．分析与处理航行中遇到漏水情况，如果不能立即停车更换排气阀，唯一的临时措施就是用木楔暂时将阀窿上部的两个检验孔闷堵，等到港后再更换排气阀。但需要说明的是，在安装排气阀的阀座时，一定要使这两个检验孔处于船的首尾方向，而不能处于左右方向，否则将无法闷堵。这一点最容易被忽视，使出现漏水的问题时无法闷堵而不得不停车更换排气阀。3．经验与教训⑴放水后加药要先加到膨胀水柜中。⑵彻底清洁阀座上的水垢⑶安装密封令时涂肥皂液⑷减小热负荷⑸漏水后及时更换橡皮令⑹减少更换橡皮令的周期故障5：MANK6Z70/120E型柴油机缸套裂纹原因和避免措施1．故障经过2．分析与处理3．经验与教训1．故障经过某船主机机型为KAWASAKI&MANK6Z70/120E。此机型管理上最大的问题是缸套裂纹。近几年该机缸套裂纹故障先后发生五次：2#缸扫气口1#肋骨上部；5#扫气箱着火后，扫气口第7#肋骨；2#缸在第0#、1#、2#肋骨位，三道裂纹；1#、6#缸缸套裂纹，具体部位由于缺乏船上当时记录无法判断是哪一道气口肋骨。这些裂纹一旦发生在有冷却水的肋骨上，水就漏泄到缸内，导致活塞底部泵气效果下降进而影响燃烧；如在第3#肋骨还能勉强运转。2．分析与处理⑴暖机不足暖机是指柴油机在起动前通过冷却淡水泵、主滑油泵泵送具有一定温度的淡水和滑油给柴油机，淡水和滑油流经机体对柴油机加温，使冷车状态下的柴油机保持一定的温度。暖机的目的之一是降低柴油机起动后的被冷却部件两壁间温差，从而降低热应力。暖机不足必然导致缸套内壁和外壁间热应力加剧，导致裂纹产生。2．分析与处理⑵扫气温度太低扫气温度是柴油机非常重要的参数，影响柴油机换气质量和燃烧。扫气温度应合适，降低时气缸进气密度增加有利于燃烧，但温度较低的扫气空气每次扫气时会使炽热的缸套内壁受到冷风吹拂，缸套热应力加剧易产生裂纹。2．分析与处理⑷扫气箱着火影响扫气箱着火对于本机缸套裂纹有非常大的影响。该型机缸套扫气口通常结下油污较多，清洁时难以清除导致扫气口易堵住。2．分析与处理一旦扫气口起火火势较大，加上本机扫气质量差，油多气少燃烧状况极差，几个恶性循环后容易出现拉缸。缸套受热后径向热膨胀余地较小，正常间隙0.25mm，只有往上下膨胀，而上部已被缸盖及紧固螺栓固定，下部有3.5mm-5.5mm的间隙，用来往下部膨胀之用，这样急剧膨胀后，如措施不利或者扫气温度较低或者冷却水温度有较大变化，加上活塞上下摩擦力拉动缸套，缸套扫气口处极易裂纹。因此扫气箱着火也会导致缸套裂纹。2．分析与处理这几项中气缸注油量船上已做过调整；喷油器也试验良好；活塞环每次到港都检查，情况较好；喷油定时也检查过没有问题；冷却水温度正常；气缸套与活塞间间隙吊缸测量也正常；剩下只有扫气压力太低导致扫气箱着火。2．分析与处理下面就该原因进行分析：前面提过该型机扫气为活塞底部泵气和增压器增压空气扫气共用：低速时活塞底部泵气空气不经过3#空冷器冷却而被引射到1#、2#增压器出口1#、2#空冷器以前，防止喘振，也就是说活塞底部泵气空气不经过3#空冷器冷却，最近几年该柴油机缸套裂纹故障先后发生五次。2．分析与处理而经过1#、2#空冷器冷却后到扫气箱，由于气缸底部较脏不可避免地将含油气体引射到1#、2#空冷器，使之冷却负荷加重，同时容易污染1#、2#空冷器使之压差增大，使增压器背压增高，下次转为并联增压时易喘振，扫气压力也低，容易导致扫气箱着火。3．经验与教训⑴柴油机冷车状态时保证暖机温度一定要暖到55-60℃再动车较好，并且动车前12h或更早暖机为好。⑵柴油机运转中注意及时调整扫气温度正常航行时扫气温度一般改变不大，应保持45-55℃。机动操车时尤其是在冬季海水温度低，进空冷器海水阀不易控制，故易产生扫气温度忽高忽低，使缸套遭受较大热应力，尤其扫气口处，轮机管理人员应及时调整海水阀开度。3．经验与教训⑶适当提高淡水进机温度淡水进机温度原来说明书要求是50-55℃，出机60-65℃，2000年因为缸套频繁出现裂纹，船上将其提高到出机为70-74℃，这个温度对于防止缸套裂纹非常有效。前面提到该型机活塞水也是同一泵浦供水，与缸套水为同一进口温度，因此提高冷却水进口温度对活塞有不利影响，轮机管理人员值班中应加强检查。3．经验与教训⑷采取措施防止扫气箱着火，在管理中还应注意以下事项：①航行中尽量使用并联增压系统，使活塞底部泵气空气经过3#空冷器冷却后进扫气箱。航行中尽量使用高转速，这样扫气压力更高，扫气效果更