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一、前言
船用柴油机在空气分配器的作用下,借助高压空气外力,通过气缸盖起动阀,推动各缸活塞依次做功,带动曲轴旋转由静止状态达到起动转速时,燃烧室供给的燃料在气缸内燃烧膨胀自主运行,该过程称为柴油机的起动。如果柴油机起动系统故障,会使船舶主机失去动力或发电机功率不足,导致船舶处于危险局面。因此,船用柴油机起动系统是否正常是关系船舶安全的关键性因素,本案例通过对某型号柴油机起动系统故障原因进行分析,对解决故障的方法进行梳理,帮助航运企业和船员了解船用柴油机起动系统以及故障排除的方法,提升船用柴油机起动的可靠性。
案例情况介绍
2024年8月11日,一国内航行的散货船“飞***”轮在董家口港锚地起锚进港时,主机突发故障无法起动。经船方初步检查,大管轮备车期间对主机进行冲车操作时,发现主机转动缓慢,主起动阀处漏气。因主起动阀处漏气较为严重,空气压力不足,主机无法达到起动转速,导致主机无法正常起动。8月12日,该轮在更换主起动阀备件后,故障排除,随后正常靠泊董家口港。
该轮安放龙骨日期为2020年7月1日,船舶主机型号为8320ZCD-10,功率为2427KW,主机起动压缩空气系统相关布置和漏气位置如下图:图1:主机起动系统主起动阀
图2:主机起动压缩空气系统图
案例分析及处置
该轮靠泊后,董家口海事局根据预防船舶机电故障专项检查方案的有关要求,调派船舶安全检查员对该轮进行了登轮检查,会同航运公司管理人员、船员及船舶检验机构结合故障情况进行了深入的分析,查明了故障原因,具体情况如下:
经查阅主机说明书了解到,主起动阀(图3)主要功能是在柴油机起动时向主机各缸盖起动阀迅速供应压缩空气,并在起动成功及关闭起动操纵阀之后,能迅即排除起动管路压力的主要起动元件。
主起动阀的工作原理如下:自空气瓶来的压力为3MPa的压缩空气经过总滤器后从 P 孔进入A腔,此时阀(19)关闭,当上部的活塞(15)接受K孔进来的机旁操纵的起动操纵阀或遥控系统发来的起动信号之后,向下运动,打开阀(19),压缩空气进入C腔,通向缸盖上的起动阀的空气总管,并从这里分支进入各气缸的起动阀的进口,按空气分配器的信号依发火顺序进入气缸推动活塞,将柴油机起动。此时活塞(15)的下端压在阀(19)的胶阀片上,阻断了C腔与0孔的通道,C腔内的空气不会从0孔泄漏。柴油机起动结束进入工作状态时,K 孔的空气排除,活塞(15)在弹簧(16)(17)的作用下回位,阀(19)重新关阀,起动空气总管的压缩空气,从活塞(15)的中间的通孔经0孔溢出大气, 0 孔也可以把由缸盖上的起动阀泄漏而来的热气泄放,而不至于积存在总管中。
图3 主起动阀结构图
图4:主机主起动阀拆解部件
图5:主起动阀破损的密封圈
船舶安全检查员在对主机检修情况进行核查时,发现根据公司安全管理体系相关制度制定的2024年度维护保养计划(图6)中关于主机的维护保养项目里包含起动系统的主起动阀检修,其计划要求船员要在1月、4月、7月、10月(每三月)各进行一次主起动阀拆解检修,但是经问询船员并检查相关检修记录(图7),发现船员仅对主机起动系统的空气分配器进行了加油活络,未按照体系文件要求对主机的主起动阀进行拆检。
图6:公司体系文件中2024年度船舶维护保养计划
图7:主机维护保养计划落实记录
船舶安全检查员结合问题原因综合分析,在专项检查报告中开具了安全管理体系类缺陷“船舶未按体系维护保养计划对主机主起动阀进行有效维护保养(无主机主起动阀维护保养记录及相关证据)”。主起动阀故障排除后,该轮针对主机修复情况向船检机构申请了临时检验,验船师登轮对修复情况、主机启动系统的功能进行了检验,确认主机状况恢复正常。
主起动阀常见故障原因
经过会同船舶检验机构、航运公司及船员共同对主起动阀故障原因梳理后,常见故障原因如下:
1.起动阀存在质量问题。现场检查发现起动阀的质量问题是起动阀故障的重要原因,比如起动阀预紧力值标定不准、弹簧的弹力不够、空气进气管与起动阀盖的法兰距离太近、活塞的行程太长或者太短等均可导致起动阀出现故障。
2.未按照体系文件或使用手册进行检修保养。按照柴油机维护保养等级,起动阀每工作一定时间需要对其进行全面检查保养。气动阀方面的检修保养主要存在下列问题:没有按时间间隔要求进行相应等级保养检修起动阀,或检修时未按要求进行拆检;拆检起动阀后没有按要求对活塞环、密封垫圈等进行更换;没有对起动阀阀体的阀面进行研磨与检查;拆检结束回装时没有对阀体内部和活塞上涂上机油及锁紧螺母没有按要求拧紧,回装时没有检查阀的正确工作行程。
主起动阀常见故障排除方法
1.起动阀无法打开或关闭。气压不足或者阀门内部零件损坏均会导致气动阀无法打开。解决方法包括检查气源压力是否正常,如压力不足则解决气源压力问题。如果压力正常,则检查是阀门内部零件是否损坏,如有损坏需要更换新的阀门或相关备件。
2.起动阀动作不稳定。阀门内部的弹簧断裂或者密封圈磨损均会导致起动阀动作不稳定,解决方法是拆检气动阀,更换新的弹簧或密封圈。
3.起动阀噪音大。阀门内部的零件磨损或者松动均会导致噪音大。解决方法是检查阀门内部的零件是否磨损或者松动,如果有磨损或松动,需要更换新的备件或者紧固松动的部件。
4.起动阀漏气。阀门的连接处松动或者密封圈破损均会导致漏气。解决方法是拆检起动阀,检查阀门的连接处是否松动,如果有,需要紧固,如密封圈破损则更换新的密封圈。
5.起动阀响应慢。阀门内部的零件堵塞或者阀门的控制信号有问题会导致起动阀响应慢。解决方法是拆检阀门,清理阀门内部的零件,如果清理后仍然响应慢,那么可能是控制信号有问题,需要检查控制信号是否正常。
安全管理建议
为保障船舶安全航行与作业,针对上述案例,为避免同类问题导致船舶发生机电故障,建议如下:
1.船舶管理公司要高度重视船舶关键设备、关键系统及其重要设备器件的维护保养工作。应根据关键性设备的说明书和维护保养手册,把重要设备器件的维护保养工作纳入到安全管理体系的维护保养计划中。同时要针对相关设备常见问题,细化分解关键设备器件的维护保养工作,为关键性设备正常安全运行提供保障。
2.航运公司要强化岸基支持,做好船舶设备维护保养落实状况的监督管理。结合本案例教训,船舶关键设备的维护保养工作仅通过文字记录方式报送管理公司,没有相关照片和视频证明船员确实进行了相关工作。建议公司要加强船舶体系文件落实的管理工作,及时做好对船员相关业务的培训,强化岸基支持。
3.船员要提升自身的业务素质,强化理论知识学习。特别是对于船舶关键性设备的原理、操作、常见问题等等责任船员要做到应知应会。船员还要加强对关键设备的日常检查,要严格及时的落实好船舶关键设备的维护保养工作。
来源:山东海事精选推荐:今日航行通告与航行警告
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