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船舶空壓機(jī)為全船主機(jī)起動(dòng)與換向、發(fā)電柴油機(jī)起動(dòng)提供動(dòng)力和日常使用的控制空氣、雜用空氣,其性能直接關(guān)系到整條船的運(yùn)行安全。在海上高溫、高濕、高鹽的環(huán)境下,空壓機(jī)頻繁使用的特性,使其較其他設(shè)備更容易出現(xiàn)故障。H系列空壓機(jī)是遠(yuǎn)洋船舶常用的一種立式、水冷、級(jí)差活塞式兩級(jí)空壓機(jī)。我司36000DWT船隊(duì)配備的是兩臺(tái)H-74主空壓機(jī),由韓國(guó)DONGH-wa Pneutec公司生產(chǎn),工作壓力3.OMPa,額定轉(zhuǎn)速1800rpm,排量165m3/hr。其中,某輪2號(hào)空壓機(jī)油底殼滑油在空氣濕度大時(shí)容易乳化。這一現(xiàn)象已存在多年,歷任主管人員多次對(duì)其進(jìn)行缸頭墊床檢查、冷卻器試壓檢漏,均未發(fā)現(xiàn)泄漏。實(shí)際使用中,在天氣熱濕度大的航區(qū),一天多油底殼滑油就會(huì)變色,兩天就會(huì)乳化,但在氣溫較低、空氣干燥的時(shí)候,使用三五天或是更長(zhǎng)時(shí)間,滑油才開(kāi)始變白,停用一兩天油底殼顏色則會(huì)恢復(fù)正常。筆者最近回到該輪工作,通過(guò)對(duì)油底殼乳化故障分析、研究,最終將其排除。乳化是一種液體以極微小的液滴均勻地分散在互不相溶的另一種液體中的作用。乳化是液一液界面現(xiàn)象,兩種不相溶的液體,如油與水,在容器中油在上層,密度大的水在下層。若加入適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣?,在?qiáng)烈攪拌的情況下,油就被分散在水中,形成乳液狀。這一過(guò)程叫乳化。能導(dǎo)致滑油乳化的表面活性劑種類較多,但在實(shí)際生活中通常為水。通常說(shuō)來(lái),導(dǎo)致空壓機(jī)油底殼滑油乳化的水分主要有兩個(gè)來(lái)源:一是當(dāng)空氣被壓縮時(shí),空氣中包含的一部分水就會(huì)作為飽和蒸汽在空壓機(jī)內(nèi)凝結(jié)生成冷凝水;二是空壓機(jī)冷卻水泄漏。水與潤(rùn)滑油混合、乳化,導(dǎo)致潤(rùn)滑油壽命和滑油質(zhì)量下降。大氣空氣是由干空氣和一定量的水蒸氣混合而成的,因此也叫作濕空氣。當(dāng)空氣溫度低于該大氣壓對(duì)應(yīng)的露點(diǎn)溫度(水蒸氣開(kāi)始凝結(jié)成水的溫度)時(shí),水汽凝結(jié)就發(fā)生在冷卻物體表面,從而產(chǎn)生冷凝水。對(duì)空壓機(jī)而言,冷凝水的凝結(jié)主要發(fā)生在氣缸和曲拐箱,這部分冷凝水會(huì)進(jìn)到曲拐箱內(nèi)的滑油中。特別在空壓機(jī)沒(méi)有使用的時(shí)候,其冷凝水的凝結(jié)現(xiàn)象更加明顯。這是因?yàn)榭諌簷C(jī)在非使用狀態(tài)期間,氣缸和曲拐箱內(nèi)的溫度都比較低,很容易達(dá)到相應(yīng)大氣壓下的露點(diǎn)溫度,從而形成凝水。冷卻水的泄漏主要在氣缸組件和冷卻器兩個(gè)地方,主要原因是氣缸套裂紋或密封不良、氣缸蓋裂紋或密封不良、空氣冷卻器冷卻盤管泄漏等。通常說(shuō)來(lái),判斷是否泄漏較為簡(jiǎn)單,即打開(kāi)曲拐箱查看是否有水漏下:如果泄漏量較大,空壓機(jī)油底殼液位就會(huì)明顯上升。因疫情管控,國(guó)內(nèi)實(shí)行無(wú)接觸換班。根據(jù)交接班報(bào)告,該輪2號(hào)空壓機(jī)最近剛剛進(jìn)行過(guò)吊缸保養(yǎng),但油底殼滑油乳化現(xiàn)象未能解決。筆者接班時(shí),1號(hào)空壓機(jī)主用,2號(hào)空壓機(jī)放在手動(dòng)位置。留船船員告知,2號(hào)空壓機(jī)僅在進(jìn)出港主機(jī)機(jī)動(dòng)航行用氣量大時(shí)才手動(dòng)投入運(yùn)行。此次船員換班恰逢國(guó)內(nèi)冬季,天氣寒冷、空氣干燥,空壓機(jī)油本身具有良好的抗乳化性,短時(shí)間運(yùn)行滑油乳化現(xiàn)象不太明顯。由此決定先采用故障樹(shù)分析法對(duì)2號(hào)空壓機(jī)滑油乳化現(xiàn)象進(jìn)行分析,并根據(jù)實(shí)際情況構(gòu)建故障樹(shù),待時(shí)機(jī)成熟再作處理。  (1)滑油質(zhì)量差、滑油超過(guò)使用周期??諌簷C(jī)潤(rùn)滑必須選擇專用的空壓機(jī)油,要求具有良好的抗乳化性。如果滑油質(zhì)量不過(guò)關(guān),就有可能導(dǎo)致滑油乳化。該輪一直選用品牌的空壓機(jī)潤(rùn)滑油,2號(hào)空壓機(jī)吊缸時(shí)剛剛進(jìn)行過(guò)滑油換新,因此這一原因可以排除。(2)滑油中進(jìn)水。空壓機(jī)滑油乳化的根本原因是水分子進(jìn)到滑油中,在曲軸的高速攪拌下油被分散在水中,形成乳液狀。①安裝環(huán)境潮濕??諌簷C(jī)處所的機(jī)艙風(fēng)機(jī)出風(fēng)口在1號(hào)空壓機(jī)上方,2號(hào)空壓機(jī)吸氣口距離1號(hào)空壓機(jī)吸氣口距離1.5m左右,天氣涼快時(shí)沒(méi)有太多影響,天氣炎熱時(shí)就能明顯感覺(jué)到2號(hào)空壓機(jī)處無(wú)風(fēng)。通風(fēng)不良,使得2號(hào)空壓機(jī)比1號(hào)空壓機(jī)的工作環(huán)境差。盡管后續(xù)修船時(shí)可以增加出風(fēng)口,改善2號(hào)空壓機(jī)的通風(fēng)環(huán)境,但在現(xiàn)有的狀況下,只能先從機(jī)器本身入手,將該原因暫時(shí)保留。②空壓機(jī)冷卻過(guò)度。冷卻對(duì)空壓機(jī)十分重要。船用空壓機(jī)大多采用水冷,冷卻效果好,可以降低排氣溫度,減少功耗,避免滑油溫度過(guò)高,使排氣中的油和水蒸氣冷凝。但過(guò)度冷卻會(huì)使缸壁溫度過(guò)低,在缸壁結(jié)露濕氣,水分會(huì)隨著壓縮空氣通過(guò)活塞環(huán)間隙進(jìn)到油底殼滑油中。該輪空壓機(jī)使用淡水冷卻,冷卻水溫度通常設(shè)置在33~34℃,冷卻水進(jìn)出口閥開(kāi)度正常,工作時(shí)冷卻水溫升也正常,所以該項(xiàng)原因可以排除。③空壓機(jī)凝水排放管路不暢。一是一級(jí)泄水阻氣器故障。經(jīng)檢查,一級(jí)泄水阻氣器沒(méi)有明顯故障。在國(guó)內(nèi)港口換班時(shí)剛剛供應(yīng)了新的備件,后續(xù)如果需要可以換新,以用于排除故障。二是卸載電磁閥故障。經(jīng)檢查,2號(hào)空壓機(jī)卸載電磁閥起停動(dòng)作正常,間歇排水定時(shí)設(shè)置為lmin,跟圖紙要求一樣。廠家說(shuō)明書中“關(guān)于滑油乳化故障解決”提到,當(dāng)產(chǎn)生的排水量較大、必須縮短空壓機(jī)工作時(shí),卸載電磁閥的排放間隔為10~15min,排放時(shí)間為5~10s。由此,該原因暫時(shí)列為觀察項(xiàng)。 圖2空壓機(jī)現(xiàn)場(chǎng)布置圖(3)冷卻水泄漏。根據(jù)輪機(jī)員的工作記錄及交接班報(bào)告,該輪前一航次2號(hào)空壓機(jī)剛剛進(jìn)行過(guò)吊缸大修,活塞及活塞環(huán)、缸頭墊床及冷卻器墊床均換新,冷卻器查漏也未發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)。2號(hào)空壓機(jī)吊缸后工作時(shí)間較短,不用時(shí)油底殼液位也未明顯增加。由此可以判斷,冷卻水泄漏不是油底殼滑油乳化的主要原因,故暫時(shí)排除這一原因。該輪航行至南半球,當(dāng)天氣變熱、空氣濕度達(dá)到80%時(shí),先將2號(hào)空壓機(jī)卸載電磁閥間歇排水定時(shí)設(shè)定改為12min,將2號(hào)空壓機(jī)設(shè)定為主用空壓機(jī)投入使用。起動(dòng)時(shí)機(jī)旁觀察,卸載電磁閥動(dòng)作正常。讓電機(jī)員測(cè)量,電磁閥線圈電壓正常,空壓機(jī)馬達(dá)電流正常,無(wú)異常聲音。于是,將2號(hào)空壓機(jī)投入正常使用,并作進(jìn)一步觀察。第二天發(fā)現(xiàn),油底殼滑油變白,故障并未消失。根據(jù)故障樹(shù)模型分析,結(jié)合空壓機(jī)流程圖分析(見(jiàn)圖3)及以往工作經(jīng)驗(yàn)判斷,一級(jí)跟二級(jí)卸載共用一個(gè)電磁閥本體,如果內(nèi)部閥芯存在泄漏水分,就會(huì)隨著高壓氣體壓向低壓端,并部分泄漏至油底殼中,導(dǎo)致滑油乳化??梢?jiàn),電磁閥內(nèi)部上半部分存在問(wèn)題的可能性較大。 由于船舶即將靠泊澳大利亞,所以決定先對(duì)空壓機(jī)油底殼滑油換新,檢查、清潔曲拐箱、滑油泵吸口濾器,更換滑油泵出口細(xì)濾器,再對(duì)卸載電磁閥解體,在解決故障的同時(shí)優(yōu)先保障船舶進(jìn)港。船上沒(méi)有卸載電磁閥庫(kù)存?zhèn)浼?只原先的1號(hào)空壓機(jī)換下的線圈燒毀銜鐵掉落的卸載電磁閥。于是先對(duì)線圈損壞的卸載電磁閥進(jìn)行解體,確認(rèn)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及狀況。經(jīng)解體觀察,換下的卸載電磁閥內(nèi)部狀況良好。接著對(duì)2號(hào)空壓機(jī)卸載電磁閥的懷疑部位直接拆解,以驗(yàn)證判斷。解體卸載電磁閥上半部分發(fā)現(xiàn),內(nèi)部閥座平面金屬鍍層有所脫落,閥芯也有拉毛現(xiàn)象(見(jiàn)圖2),用手按壓檢查,有時(shí)正常,有時(shí)有卡阻現(xiàn)象。 經(jīng)對(duì)比判斷,故障主要集中在卸載電磁閥上半部分閥芯,閥座鍍層脫落并非主要原因。從方便實(shí)用的角度考慮,僅更換上半部分閥芯就可以解決故障。如果更換閥芯不能解決問(wèn)題,則可以將2號(hào)空壓機(jī)卸載電磁閥本體整體更換為1號(hào)空壓機(jī)換下的卸載電磁閥本體。將更換閥芯的電磁閥裝復(fù)后,對(duì)2號(hào)空壓機(jī)進(jìn)行運(yùn)行試驗(yàn),卸載電磁閥工作正常,空壓機(jī)起動(dòng)電流及運(yùn)行電流也正常,使用中未發(fā)現(xiàn)其他異常情況;運(yùn)行1天后觀察,油底殼滑油顏色正常。之后船舶準(zhǔn)備靠泊澳大利亞,為確保安全,仍將1號(hào)空壓機(jī)設(shè)為主機(jī),將2號(hào)空壓機(jī)作為從機(jī)。當(dāng)時(shí)澳大利亞剛好處于炎熱的夏天,船舶靠港后按此完成,并對(duì)2號(hào)空壓機(jī)的狀況持續(xù)觀察,滑油壓力正常,油底殼滑油未再出現(xiàn)變色及乳化現(xiàn)象;運(yùn)行數(shù)月,歷經(jīng)南北半球的四季變換,一切正常。空壓機(jī)滑油乳化的原因很多,但該輪的2號(hào)空壓機(jī)滑油乳化原因比較隱蔽,容易被忽略。基于技術(shù)保密的原因,廠家的說(shuō)明書內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單,一帶而過(guò),很少提及核心內(nèi)容,而教科書中也沒(méi)有這方面的相關(guān)內(nèi)容。這就要求船員在實(shí)際工作中理論聯(lián)系實(shí)際,不斷摸索,不斷提高自身業(yè)務(wù)的能力。這樣,才能順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展,保障船舶設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)同一故障,當(dāng)多人多次用相同的方法去尋找、判斷故障點(diǎn)不成功時(shí),就應(yīng)轉(zhuǎn)變思路,分析有可能的小概率事件,并去求證,從而達(dá)到事半功倍的效果。本文淺見(jiàn),旨在提供一種分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的思路,以供同行參考。來(lái)源:中遠(yuǎn)海運(yùn)安全 作者:杜留橋,中波輪船股份公司二管輪;
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