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空压机曲轴箱进水故障实例分析

2022-06-22苏云龙

航海 2022年3期
关键词:液气气缸盖曲轴箱

苏云龙

摘  要:水冷式空压机曲轴箱进水是一种常见的故障,这种故障应该及时排除,否则可能导致曲轴轴瓦的严重磨损、咬死,更严重的甚至导致爆炸。作为轮机管理人员应该重视这个问题,在故障解决前不应该投入使用。

关键词:空压机;曲轴箱进水

1 故障现象

某集装箱船备车进港,在准备启动No.2 空压机时发现曲轴箱进水。日常只需要一台空压机运作即可满足日常的需求,考虑到备车时机舱的耗气量大,一般投入2~3台空压机工作(依据实际情况决定)。之前No.2空压机一直处于备用状态,实际上回离港至今并未运转。发现No.2空压机曲轴箱液位镜中清晰可见滑油和水的分界面,下层的水清澈,上层的油未见乳白色。通过曲轴箱底部的旋塞放出大量的水。

该轮已有25年船龄,机舱一共有3台空压机:1台日用空压机,2台主空压机。3台空压机均为水冷活塞式空压机。2台主空压机并非是同一时期的产品。据了解,之前的No.2空压机由于曲轴咬死,造成空压机爆炸而报废,当前的No.2空压机为重新装配。至于什么原因导致曲轴箱进水未能得知,由于船舶所有人已经更换数次。

依据常规思路,进行了空压机气缸盖的拆除,进行气缸盖和中间冷却器水压测试,没发现漏泄;由于缸头垫床拆除时已经损坏,不能很好地检查拆除前是否存在漏泄,装复时更换新垫床。在重新装配好空压机,更换新的滑油后,No.2空压机投入使用,同时密切关注曲轴箱底壳油质的变化。运行一周后,打开曲轴箱道门检查,未发现油底壳有水,滑油也未见乳化现象。至此,初步判断漏水问题已经解决。这样又按照以前的使用原则:靠离港备车No.1和No.2主空压机投入使用,平时使用日用空压机。

然而,过了一个月,No.2空压机曲轴箱进水的现象又出现了。

2 故障分析

水冷活塞式空压机(如图1所示)曲轴箱进水在日常实践中是常见的故障现象,一般多为气缸盖裂纹,气缸盖垫床破损或者中间冷却器漏泄导致的。由于气缸盖的结构复杂,特别是鼻梁区的应力大,容易产生裂纹,如果裂纹贯穿到冷却水腔就产生漏水,水进入气缸,尤其是老龄船,气缸套磨损,活塞环槽磨损,活塞环无法保证滴水不漏。这样,漏出的水就进入曲轴箱。气缸盖的垫床破损也容易导致冷却水漏入气缸,因为缸体的冷却水腔和气缸盖的冷却水腔是相连的,他们之间是靠气缸盖垫床保证密封的。只要水进入气缸,就很容易漏到曲轴箱去。

本船的问题似乎不在常见的故障范围内,但是有一个问题是明确的:那就是一定有水进入了曲轴箱。难点是怎么找到漏点。

回到说明书查找答案是故障解决的基本途径,也是实践中切实可行的方法。

在通阅了说明书后,可以明确得出这样的结论:一定有水进入了曲轴箱。這样反向推理,水进入的途径有哪些?这是什么水?逐一排查。

首先排查水进入的途径:一是气缸盖垫床,二是气缸盖裂纹,三是缸套下部水侧的密封圈损坏。对于多级空压机,级间冷却器的漏泄也需考虑在内。对于垫床,安装前确保垫床的完好;检查与垫床接触的两个面的平整性;气缸套拔出检查,更换缸套水腔密封圈。对气缸盖和冷却器进行了水压测试,没有发现漏水。至于说“水是什么水”就是一个难题。正常就是冷却水,这里不可能有海水。把取得的水进行化验确认是淡水,但不能确定是冷却水。这淡水除了冷却水外还有其他的来源吗?图1中6液气分离器进入了视野。液气分离器是否可能成为一个进水的通道呢?

空压机排气中含有细小油滴;此外,空气被压缩后空气中的水分压力提高,经冷却后往往因超过其饱和蒸汽压力而析出水分。液气分离器多为惯性式,压缩空气进入分离器后,容积增大,流速降低,流向不断改变;油分子比气体分子质量大,惯性大,撞击分离器壁面后附在壁面,聚集而流到壳体下部空间。液气分离器和冷却器都设有自动和手动的泄放阀,在工作中应定时开启,排放分离出来的油和水。

3 故障解决

如果水从液气分离器来,必须通过阀片才能进入气缸。查阅说明书“卸载说明”部分发现空压机不工作的时,阀片处于开启状态。图2 中3245为卸载阀整体,启动时卸载阀延时动作保持阀片开启,减小空压机马达启动负荷。正常工作时,卸载阀动作,阀片关闭。

在空压机停止工作时,液气分离器和冷却器的自动泄放阀处于打开状态,如果此时来自外界有压力的水倒灌进入液气分离器,水是可能进入气缸的。正常情况下,空压机自带的自动泄放系统会定期(一般工作期间30 min)的将水泄放到泄放管路,流到污水井。如果泄放管路不通,那么工作中的空压机打开自动泄放阀时,泄放出来的水分可能进入停止运行的空压机气缸。因为停止运转的空压机卸载阀打开,此时卸载管路和泄放管路相通,就可能出现水倒灌的现象。

接下来,就需要排查一下空压机系统的泄放管系(如图3所示)。前往机舱空压机现场查看发现:如图3的布置方式,3台空压机的泄放管汇集在同一管路中,由日用空压机—No.1空压机—No.2空压机的顺序,而且No.2空压机恰好在拐角处汇入泄放总管。

现场拆下了泄放管系,发现泄放管系在拐弯处90%已经淤堵了。在清通了管系后,恢复了空压机的正常使用。

此后,No.2空压机再没有发现曲轴箱进水的问题。这样,本船No.2空压机进水的问题的原因找到了,问题彻底解决了。

该船在航行期间No.2空压机长时间未运行,漏入气缸内的水进而进入曲轴箱是导致故障的直接原因;间接原因为老龄船常见的排水管系、泄放管系的淤堵。

4 结 语

一个认真负责的轮机员不会放过一个故障,更不应该隐瞒故障。放过一个故障就可能埋下事故的隐患;隐瞒故障可能造成严重的事故。本船之前已经由于空压机曲轴箱进水导致滑油乳化,曲轴咬死,造成空压机爆炸,然而在故障未能排除的情况下,选择重新安装一台继续使用,这是一个安全隐患,可能造成重大的财产损失和人员的伤亡。

对于本次故障的解决,可以看到:在老龄船工作的轮机人员处理问题时应该有发散思维,常规的方法不能解决问题时,应该拓展思路:把问题和具体的场景相结合。解决问题应到现场,现场提供的信息直接、客观,现场也可以提供更多的信息。

参考文献

[1] 费千,船舶辅机[M].大连:大连海事大学,2005.

[2] 殷合香,王炳忠,郑卫东,空压机气缸进水故障分析及处理[M]. 山东:海军航空工程学院,2003.

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