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記一次輔機曲柄銷軸承故障修復及原因探討

2010-01-20

　　趙文利

　　某輪日本接船后正好一個月，在航行途中一臺輔機的曲柄銷軸承意外故障燒毀，自修無效。半年后在日本廠修時換新曲軸，迄今運行了三千多小時，情況良好。但這次軸承燒毀的真正原因，始終不得而知，希望同行們共同分析探討。
　　故障發生經過：某輪是我局購入的二手船，僅八年船齡，船上配置三臺DA IHA TSU6PSHTc-26D輔機（發動機功率550KW）。交船時三臺輔機的運行小時分別為No.1:4070h； No.2:8207h；No.3:8528h，均已達到和超過了吊缸檢修周期（4000-7000h）。
　　12月30日，該輪航行在馬來西亞至新加坡途中，當值班輪機員13：00正點巡回檢查時發現No.1輔機滑油壓力略有下降，不到0.28Mpa,滑油出機溫度升高，為66℃左右，（通常為0.29-0.3Mpa，56℃左右）。當時考慮可能船位緯度低，海水溫度升高，冷卻器效果不佳。經調整冷卻器調溫閥后仍無效果，滑油溫度上升至67℃，壓力低至0.26Mpa。當值輪機員立即通知值班機匠啟動No.2輔機，并車使用，降低No.1輔機載荷至150KW（原為300KW），繼續觀察，爾后又降至80KW，Z后卸載，滑油溫度雖沒有再升高，但壓力仍在下降。至14：30停機時，滑油壓力降至0.23Mpa,(說明書規定的壓力正常值為0.2-0.3Mpa)。停機前把No.1機與No.2機仔細比較，略有輕微的敲擊聲，缸頭略有油煙，曲軸箱道門溫度較高。15：10左右打開曲軸箱道門檢查，發現3#缸連桿大端軸瓦移位，走外圓，間隙明顯增大，溫度明顯增高，并在油底殼發現金屬屑，當即報告輪機長。根據現場情況，初步判斷3#曲柄銷軸承燒毀，決定次日吊缸檢查。
　　檢查情況：我們首先將3#缸吊出檢查，發現曲柄銷受到磨損，留下明顯的痕跡；連桿大端軸瓦受到磨損，留下明顯的跡痕；連桿大端軸瓦內側白合金全部化完，并有磨損；軸瓦外側與軸殼體走外圓，兩片軸瓦的三個定位凸舌全部咬掉；軸瓦單面減薄約1mm，寬出軸承殼7-8mm不等。對此我們決定：（1）修整曲柄銷，并磨光，拋亮；（2）換新連桿及軸瓦；（3）另五只缸結合吊缸檢修周期吊出檢查：（4）拆檢第三，四道主軸承。經過六天奮戰，其他五只缸套檢查無異常，清潔測量，裝復。第三，四道主軸承情況良好，上下軸瓦無磨損，橋規值正常。而3#曲柄銷修整后測量，數據異常，既有錐度，又有橢圓度，Z大的配合間隙將達1mm。為了使No.1輔機能維持使用，我們采取了幾點措施：
　　（1）提高滑油壓力，由原來的0.29-0.3Mpa提高道0.35Mpa以補充部分流失的滑油；(2)適當降低滑油溫度，提高一點滑油粘度；（3）降低整機使用負荷，以200KW為限，只作并機使用（單機航行中一般要在250-300KW）；（4）適當減少3#缸供油量，降低該缸的負荷；（5）加強值班檢查，縮短檢修周期。
　　整機裝妥后試車，先后進行慢車，空載，試車檢查，沒發現異常，然后并車，載荷逐步加到120KW運行40分鐘檢查發現，軸承白合金有少量滲出。吊開檢查發現，軸瓦向運轉方向移位3mm，白合金局部鋪開，局部過度磨損，分析判斷為：因軸承間隙過大，油膜破壞，產生沖擊，沖擊壓力和圓周摩擦力至軸瓦破壞。為能Z低限度的維持使用，再換新軸瓦，并將3#停油減缸運行。但空載試車后軸瓦仍有少量白合金滲出，并移位3mm左右。根據如此狀況，No.1輔機已無法繼續運行了。

我們將檢修情況電告局，公司，經聯系，準備在荷蘭鹿特丹港由某公司就地光車，加厚軸瓦。但檢查后的情況是：3#曲柄銷需光去2.16mm才能修圓。因軸頸表面有微裂紋，總共要修去3.66mm，而他們的Z大工作量僅能光去2mm，建議整根曲軸拆下修理。
　　對故障原因的一點調查分析：此故障發生得較為突然，出人意料。從出現的原始資料看，No.1輔機的吊缸檢修周期Z短，88年10月在日本進行過廠修，檢修報告記錄詳細，各項數據也令人滿意。近一年的運行記錄也無異常，到故障發生時，已運行了4314小時（接船后運行了244小時）。接船以后不久，主管輪機員對該機進行過必要的常規檢查。曲軸箱內部檢查時也未發現明顯異常，連桿大端螺栓無松動（扭矩在85~95kg.m）。故障發生時也未斷油。停機時油壓還在0.23Mpa（滑油低壓報警值為0.12Mpa）。機械上無故障。輔機運行時各項參數均正常，功率均勻。故障發生時正在航行中，使用功率300KW左右，載荷穩定，并已換用了196小時（22日10：30啟用，30日14：30故障停機）。因此從管理使用的角度上看，無任何故障因素。但對該機進行較詳細深入的調查后，發現有些跡象也不無參考價值。（1）吊缸檢查時發現2#，3#缸的連桿互換裝錯。（2）該機滑油壓力較No.2，No.3輔機略低0.015~0.02Mpa之間。（3）曲柄銷直徑的測量數據明顯異常。（4）據仔細回憶，接船后曲柄箱檢查時，感覺3#缸曲柄銷軸承處在Z后泵油時，出現較其他缸略早，油量也略多于其它缸。
　　關于2#，3#缸連桿的互換裝錯。通過3#連桿事后送廠校驗，以及2#，3#缸曲柄銷軸頸尺寸核對（88年廠修報告），已經判定“與此案無關”。因88年廠修時，該機連桿全部換新，所以所謂的裝錯只能是標記或記錄搞錯，而滑油壓力略低于No.2，No.3輔機，經查閱輔機日志，已由來已久。所以查到的半年前的記錄，No.1輔機滑油壓力已比No.2，No.3輔機略低0.01Mpa左右，看來這不是直接因素。況且0.29Mpa滑油壓力也屬說明書規定的0.2~0.3Mpa的上限。但這一現象卻有一定的分析參考價值。從曲柄銷直徑的測量數據看，想必有著“先天”因素。雖然軸頸經過修整，但修整的量極少，僅將一些輕痕用油光錘修去，不至于因為修整而形成一定的錐度和橢圓度，可形成0.4~1.0mm間隙。結合曲柄銷軸頸數據異常，整機壓力略低于0.1Mpa，曲柄箱檢查時3#缸曲柄銷軸承泵油的出油略早，油量略多，仙子啊看來確是個可疑現象。3#曲柄銷軸承的滑油主要來自3#、4#主軸承，而3#，4#主軸承并沒有理由Z先多油。滑油總管自飛輪端至自由端連通各道主軸承，如僅從滑油路線看，6#缸是“近水樓臺先得月”。因此可見，3#缸的曲柄銷軸承間隙可能略大于其他缸，有著先天不足，而故障的發生只是一個由量變到質變的過程。
　　鑒于該輪以前是由菲律賓外籍船員使用管理的，管理的水平不高，原始記錄不全（一年內的輔機日志不全），無法找到詳細可靠的論據，因此筆者只能推斷，此次事故是潛在的，肯能來源于以往的使用管理不善，故障后的維修性修復或設備的因素缺陷。（來源：海運科技）

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