淺析船舶主機氣閥故障形式及報廢標準

李遠

【摘 要】 作為船舶“心臟”——主動力裝置的重要組成部件，氣閥由于其面臨高溫、高壓等特殊工作條件，存在多種故障形式。本文著重對氣閥裝置常見的故障及日常管理中應注意的事項予以梳理，并對氣閥的報廢標準進行了分析和闡述。

【關鍵詞】 船舶主機 氣閥 故障 報廢

1 氣閥裝置常見故障及管理要點

氣閥裝置在高溫、高壓及及具有腐蝕性的燃氣作用下，工作條件十分惡劣，很容易產生故障，在日常管理和維護中應密切注意。

1.1 氣閥與閥座的磨損

氣閥和閥座的磨損傷痕主要是由于燃氣中的碳粒或其它雜質沖刷和落到密封面上時，氣閥與閥座撞擊造成的[1]。這種磨損使氣閥的密封性變壞，引起氣缸漏氣，使主機功率下降，甚至不發火，起動困難。在日常管理中，可通過壓縮壓力、排氣溫度以及其它參數的變化來判斷氣閥的密封情況，發現漏氣時應及時研磨。

1.2 氣閥斷裂及閥面裂紋

氣閥斷裂通常發生在閥盤與桿徑的過渡圓弧區或閥桿端部的卡槽處。一旦發生斷裂氣閥會直接墜入氣缸，使活塞發生頂缸等重大事故。斷裂的原因主要是氣閥不同部位溫度分布不均勻導致熱應力過大，或閥盤、閥座翹曲，使其承受了較大的彎曲應力所致。因此，在使用維護中應嚴格保證閥桿與導管之間的配合間隙，保證氣閥落座準確，使其具有正常的散熱條件。拆裝時，注意仔細檢查氣閥有無翹曲變形和裂紋。閥盤或閥座出現裂紋時，一般都要進廠維修。

1.3 閥桿卡死、閥桿與導管的磨損

閥桿卡死主要是由于閥桿與導管的配合間隙不當所致。間隙過大，閥桿溫度升高，導管內滑油因高溫作用而結碳，燃燒產物也易在間隙中沉積，使閥桿卡死；間隙過小，氣閥工作熱膨脹后也易卡死；此外也有可能是中心線不正確所造成的。無論什么原因引起，當發現氣閥動作遲緩時，都要及時檢修，否則一旦咬死撞壞活塞頂，會造成大事故。閥桿與導管的磨損，直接影響其配合間隙，故應對其磨損情況進行檢查。裝配時，閥桿在導管中若能在自身重力作用下徐徐下降為好。長期工作磨損后，用手從側面推動閥桿，若有搖晃、松動感覺，即可判斷已超出磨損極限，應予以更換。

1.4 閥面、閥座面及燃燒面的燒損

閥座扭曲、偏移、傾斜和失圓都會造成大面積燒損；閥盤翹曲時關閉不嚴處會被嚴重燒傷；氣閥與導管之間間隙不當引起的閥桿卡阻和閥桿彎曲會使閥盤不能落座，密封面發生均勻燒損。此外，閥盤的閥面和閥座也會因麻點、傷痕處漏氣而發展到燒損。在維護管理中，要保證有正確的間隙以及閥盤與閥座間良好的密封。由于閥盤燃燒面直接接觸燃燒室，所以燒蝕也很嚴重（如圖1），修復一般也要進廠維修。

1.5 閥桿和閥座的腐蝕

氣閥閥桿會因溫度過低發生低溫硫酸腐蝕；閥盤和閥座會因溫度過高而發生嚴重的釩、鈉生成物的高溫腐蝕，致使閥盤和閥座上產生麻點。在管理上，嚴格控制冷卻水的溫度有利于避免上述腐蝕。

1.6 氣閥彈簧斷裂

氣閥彈簧斷裂多是由于振動造成的，也可能是因為材質、熱處理不符合要求或銹蝕而產生，彈簧斷裂要及時更換。在例行檢修時應注意對表面裂紋、銹蝕、自由高度、彈簧歪斜等情況的檢查。發現銹蝕斑點應用砂布修磨光潔，以免應力集中，有裂紋的必須報廢。

1.7 閥殼裂紋

閥殼裂紋通常是由于安裝時將固定螺栓擰得太緊，使閥殼在工作時沒有膨脹的余地所造成。因此，對閥殼式氣閥裝置固定螺栓不宜擰得太緊。雖然運轉初期可能有少許漏氣，但工作一段時間后，漏氣會逐漸消失。

2 氣閥報廢標準分析

當氣閥發生故障時，首要任務就是判斷氣閥的繼續可用性，以判斷其是否有價值進行維修和翻新。一些氣閥生產商在銷售和裝機過程中，會將氣閥的報廢技術標準一同交付。但是，船用柴油機氣閥型號不一，有些制造商并未一一給出報廢標準，這就要求輪機管理人員和船廠維修人員憑借一定標準和工作經驗做出氣閥是否達到報廢標準的判斷。這當中，由于船廠維修的氣閥型號各異、種類繁多，因此，修船廠在維修大量氣閥的過程中一般都會總結出同型號船用主機氣閥的報廢標準（如表1、表2）。現以Sulzer RT38型號主機來說明其具體的報廢標準。圖3為氣閥閥盤示意圖，從表1可知該機型氣閥閥盤直徑為212mm，閥盤高度為24.6mm，閥座面最大平均損耗量為1.5mm，燃燒面最大平均損耗量為4mm，氣閥損傷超過此標準將面臨報廢。圖4為閥盤的燒蝕示意圖，從表2可知Sulzer RT38型號主機氣閥閥盤高度在20～25mm之間，故該型號主機的氣閥燃燒面薄層與燃燒厚度之和必須小于6mm，超過此標準也將面臨報廢。

根據實踐經驗，修船廠技術人員總結出氣閥損壞形式的報廢標準一般在大部分船用主機上都是通用的。如氣閥的周向裂紋，無論是在閥盤的閥座面還是燃燒面這種裂紋都是不允許出現的。因為在柴油機運轉中一旦發生裂紋延伸，將會導致閥盤周邊區域脫落，脫落的部分掉入氣缸后極可能嚴重損壞缸套和活塞，甚至發生頂缸或停車等重大事故，嚴重威脅海上運輸的船舶安全與人命安全。因此，存在周向裂紋的氣閥閥桿必須報廢。關于氣閥閥盤的徑向裂紋，無論是在燃燒面還是閥座面，每道裂紋的長度都應超過閥盤直徑的10%，每道裂紋的最大深度不允許超過10mm，一旦超出上述標準氣閥必須作報廢處理。此外，當閥盤邊緣出現過多過密的裂紋時，氣閥也必須予以報廢（如圖2）。

綜上所述，當氣閥發生缺陷且具有維修后繼續可用的特點時，可以進行維修翻新再利用。但是，氣閥也并不是可以無限次翻新。當氣閥翻新達三次后，由于反復的車削、焊接，使氣閥原有的金相組織發生了改變，故一般不再進行維修翻新，而是建議直接報廢。

參考文獻

[1]孫培廷.船舶柴油機.大連：大連海事大學出版社，2002年.endprint

【摘 要】 作為船舶“心臟”——主動力裝置的重要組成部件，氣閥由于其面臨高溫、高壓等特殊工作條件，存在多種故障形式。本文著重對氣閥裝置常見的故障及日常管理中應注意的事項予以梳理，并對氣閥的報廢標準進行了分析和闡述。

【關鍵詞】 船舶主機 氣閥 故障 報廢

1 氣閥裝置常見故障及管理要點

氣閥裝置在高溫、高壓及及具有腐蝕性的燃氣作用下，工作條件十分惡劣，很容易產生故障，在日常管理和維護中應密切注意。

1.1 氣閥與閥座的磨損

氣閥和閥座的磨損傷痕主要是由于燃氣中的碳粒或其它雜質沖刷和落到密封面上時，氣閥與閥座撞擊造成的[1]。這種磨損使氣閥的密封性變壞，引起氣缸漏氣，使主機功率下降，甚至不發火，起動困難。在日常管理中，可通過壓縮壓力、排氣溫度以及其它參數的變化來判斷氣閥的密封情況，發現漏氣時應及時研磨。

1.2 氣閥斷裂及閥面裂紋

氣閥斷裂通常發生在閥盤與桿徑的過渡圓弧區或閥桿端部的卡槽處。一旦發生斷裂氣閥會直接墜入氣缸，使活塞發生頂缸等重大事故。斷裂的原因主要是氣閥不同部位溫度分布不均勻導致熱應力過大，或閥盤、閥座翹曲，使其承受了較大的彎曲應力所致。因此，在使用維護中應嚴格保證閥桿與導管之間的配合間隙，保證氣閥落座準確，使其具有正常的散熱條件。拆裝時，注意仔細檢查氣閥有無翹曲變形和裂紋。閥盤或閥座出現裂紋時，一般都要進廠維修。

1.3 閥桿卡死、閥桿與導管的磨損

閥桿卡死主要是由于閥桿與導管的配合間隙不當所致。間隙過大，閥桿溫度升高，導管內滑油因高溫作用而結碳，燃燒產物也易在間隙中沉積，使閥桿卡死；間隙過小，氣閥工作熱膨脹后也易卡死；此外也有可能是中心線不正確所造成的。無論什么原因引起，當發現氣閥動作遲緩時，都要及時檢修，否則一旦咬死撞壞活塞頂，會造成大事故。閥桿與導管的磨損，直接影響其配合間隙，故應對其磨損情況進行檢查。裝配時，閥桿在導管中若能在自身重力作用下徐徐下降為好。長期工作磨損后，用手從側面推動閥桿，若有搖晃、松動感覺，即可判斷已超出磨損極限，應予以更換。

1.4 閥面、閥座面及燃燒面的燒損

閥座扭曲、偏移、傾斜和失圓都會造成大面積燒損；閥盤翹曲時關閉不嚴處會被嚴重燒傷；氣閥與導管之間間隙不當引起的閥桿卡阻和閥桿彎曲會使閥盤不能落座，密封面發生均勻燒損。此外，閥盤的閥面和閥座也會因麻點、傷痕處漏氣而發展到燒損。在維護管理中，要保證有正確的間隙以及閥盤與閥座間良好的密封。由于閥盤燃燒面直接接觸燃燒室，所以燒蝕也很嚴重（如圖1），修復一般也要進廠維修。

1.5 閥桿和閥座的腐蝕

氣閥閥桿會因溫度過低發生低溫硫酸腐蝕；閥盤和閥座會因溫度過高而發生嚴重的釩、鈉生成物的高溫腐蝕，致使閥盤和閥座上產生麻點。在管理上，嚴格控制冷卻水的溫度有利于避免上述腐蝕。

1.6 氣閥彈簧斷裂

氣閥彈簧斷裂多是由于振動造成的，也可能是因為材質、熱處理不符合要求或銹蝕而產生，彈簧斷裂要及時更換。在例行檢修時應注意對表面裂紋、銹蝕、自由高度、彈簧歪斜等情況的檢查。發現銹蝕斑點應用砂布修磨光潔，以免應力集中，有裂紋的必須報廢。

1.7 閥殼裂紋

閥殼裂紋通常是由于安裝時將固定螺栓擰得太緊，使閥殼在工作時沒有膨脹的余地所造成。因此，對閥殼式氣閥裝置固定螺栓不宜擰得太緊。雖然運轉初期可能有少許漏氣，但工作一段時間后，漏氣會逐漸消失。

2 氣閥報廢標準分析

當氣閥發生故障時，首要任務就是判斷氣閥的繼續可用性，以判斷其是否有價值進行維修和翻新。一些氣閥生產商在銷售和裝機過程中，會將氣閥的報廢技術標準一同交付。但是，船用柴油機氣閥型號不一，有些制造商并未一一給出報廢標準，這就要求輪機管理人員和船廠維修人員憑借一定標準和工作經驗做出氣閥是否達到報廢標準的判斷。這當中，由于船廠維修的氣閥型號各異、種類繁多，因此，修船廠在維修大量氣閥的過程中一般都會總結出同型號船用主機氣閥的報廢標準（如表1、表2）。現以Sulzer RT38型號主機來說明其具體的報廢標準。圖3為氣閥閥盤示意圖，從表1可知該機型氣閥閥盤直徑為212mm，閥盤高度為24.6mm，閥座面最大平均損耗量為1.5mm，燃燒面最大平均損耗量為4mm，氣閥損傷超過此標準將面臨報廢。圖4為閥盤的燒蝕示意圖，從表2可知Sulzer RT38型號主機氣閥閥盤高度在20～25mm之間，故該型號主機的氣閥燃燒面薄層與燃燒厚度之和必須小于6mm，超過此標準也將面臨報廢。

根據實踐經驗，修船廠技術人員總結出氣閥損壞形式的報廢標準一般在大部分船用主機上都是通用的。如氣閥的周向裂紋，無論是在閥盤的閥座面還是燃燒面這種裂紋都是不允許出現的。因為在柴油機運轉中一旦發生裂紋延伸，將會導致閥盤周邊區域脫落，脫落的部分掉入氣缸后極可能嚴重損壞缸套和活塞，甚至發生頂缸或停車等重大事故，嚴重威脅海上運輸的船舶安全與人命安全。因此，存在周向裂紋的氣閥閥桿必須報廢。關于氣閥閥盤的徑向裂紋，無論是在燃燒面還是閥座面，每道裂紋的長度都應超過閥盤直徑的10%，每道裂紋的最大深度不允許超過10mm，一旦超出上述標準氣閥必須作報廢處理。此外，當閥盤邊緣出現過多過密的裂紋時，氣閥也必須予以報廢（如圖2）。

綜上所述，當氣閥發生缺陷且具有維修后繼續可用的特點時，可以進行維修翻新再利用。但是，氣閥也并不是可以無限次翻新。當氣閥翻新達三次后，由于反復的車削、焊接，使氣閥原有的金相組織發生了改變，故一般不再進行維修翻新，而是建議直接報廢。

參考文獻

[1]孫培廷.船舶柴油機.大連：大連海事大學出版社，2002年.endprint

【摘 要】 作為船舶“心臟”——主動力裝置的重要組成部件，氣閥由于其面臨高溫、高壓等特殊工作條件，存在多種故障形式。本文著重對氣閥裝置常見的故障及日常管理中應注意的事項予以梳理，并對氣閥的報廢標準進行了分析和闡述。

【關鍵詞】 船舶主機 氣閥 故障 報廢

1 氣閥裝置常見故障及管理要點

氣閥裝置在高溫、高壓及及具有腐蝕性的燃氣作用下，工作條件十分惡劣，很容易產生故障，在日常管理和維護中應密切注意。

1.1 氣閥與閥座的磨損

氣閥和閥座的磨損傷痕主要是由于燃氣中的碳粒或其它雜質沖刷和落到密封面上時，氣閥與閥座撞擊造成的[1]。這種磨損使氣閥的密封性變壞，引起氣缸漏氣，使主機功率下降，甚至不發火，起動困難。在日常管理中，可通過壓縮壓力、排氣溫度以及其它參數的變化來判斷氣閥的密封情況，發現漏氣時應及時研磨。

1.2 氣閥斷裂及閥面裂紋

氣閥斷裂通常發生在閥盤與桿徑的過渡圓弧區或閥桿端部的卡槽處。一旦發生斷裂氣閥會直接墜入氣缸，使活塞發生頂缸等重大事故。斷裂的原因主要是氣閥不同部位溫度分布不均勻導致熱應力過大，或閥盤、閥座翹曲，使其承受了較大的彎曲應力所致。因此，在使用維護中應嚴格保證閥桿與導管之間的配合間隙，保證氣閥落座準確，使其具有正常的散熱條件。拆裝時，注意仔細檢查氣閥有無翹曲變形和裂紋。閥盤或閥座出現裂紋時，一般都要進廠維修。

1.3 閥桿卡死、閥桿與導管的磨損

閥桿卡死主要是由于閥桿與導管的配合間隙不當所致。間隙過大，閥桿溫度升高，導管內滑油因高溫作用而結碳，燃燒產物也易在間隙中沉積，使閥桿卡死；間隙過小，氣閥工作熱膨脹后也易卡死；此外也有可能是中心線不正確所造成的。無論什么原因引起，當發現氣閥動作遲緩時，都要及時檢修，否則一旦咬死撞壞活塞頂，會造成大事故。閥桿與導管的磨損，直接影響其配合間隙，故應對其磨損情況進行檢查。裝配時，閥桿在導管中若能在自身重力作用下徐徐下降為好。長期工作磨損后，用手從側面推動閥桿，若有搖晃、松動感覺，即可判斷已超出磨損極限，應予以更換。

1.4 閥面、閥座面及燃燒面的燒損

閥座扭曲、偏移、傾斜和失圓都會造成大面積燒損；閥盤翹曲時關閉不嚴處會被嚴重燒傷；氣閥與導管之間間隙不當引起的閥桿卡阻和閥桿彎曲會使閥盤不能落座，密封面發生均勻燒損。此外，閥盤的閥面和閥座也會因麻點、傷痕處漏氣而發展到燒損。在維護管理中，要保證有正確的間隙以及閥盤與閥座間良好的密封。由于閥盤燃燒面直接接觸燃燒室，所以燒蝕也很嚴重（如圖1），修復一般也要進廠維修。

1.5 閥桿和閥座的腐蝕

氣閥閥桿會因溫度過低發生低溫硫酸腐蝕；閥盤和閥座會因溫度過高而發生嚴重的釩、鈉生成物的高溫腐蝕，致使閥盤和閥座上產生麻點。在管理上，嚴格控制冷卻水的溫度有利于避免上述腐蝕。

1.6 氣閥彈簧斷裂

氣閥彈簧斷裂多是由于振動造成的，也可能是因為材質、熱處理不符合要求或銹蝕而產生，彈簧斷裂要及時更換。在例行檢修時應注意對表面裂紋、銹蝕、自由高度、彈簧歪斜等情況的檢查。發現銹蝕斑點應用砂布修磨光潔，以免應力集中，有裂紋的必須報廢。

1.7 閥殼裂紋

閥殼裂紋通常是由于安裝時將固定螺栓擰得太緊，使閥殼在工作時沒有膨脹的余地所造成。因此，對閥殼式氣閥裝置固定螺栓不宜擰得太緊。雖然運轉初期可能有少許漏氣，但工作一段時間后，漏氣會逐漸消失。

2 氣閥報廢標準分析

當氣閥發生故障時，首要任務就是判斷氣閥的繼續可用性，以判斷其是否有價值進行維修和翻新。一些氣閥生產商在銷售和裝機過程中，會將氣閥的報廢技術標準一同交付。但是，船用柴油機氣閥型號不一，有些制造商并未一一給出報廢標準，這就要求輪機管理人員和船廠維修人員憑借一定標準和工作經驗做出氣閥是否達到報廢標準的判斷。這當中，由于船廠維修的氣閥型號各異、種類繁多，因此，修船廠在維修大量氣閥的過程中一般都會總結出同型號船用主機氣閥的報廢標準（如表1、表2）。現以Sulzer RT38型號主機來說明其具體的報廢標準。圖3為氣閥閥盤示意圖，從表1可知該機型氣閥閥盤直徑為212mm，閥盤高度為24.6mm，閥座面最大平均損耗量為1.5mm，燃燒面最大平均損耗量為4mm，氣閥損傷超過此標準將面臨報廢。圖4為閥盤的燒蝕示意圖，從表2可知Sulzer RT38型號主機氣閥閥盤高度在20～25mm之間，故該型號主機的氣閥燃燒面薄層與燃燒厚度之和必須小于6mm，超過此標準也將面臨報廢。

根據實踐經驗，修船廠技術人員總結出氣閥損壞形式的報廢標準一般在大部分船用主機上都是通用的。如氣閥的周向裂紋，無論是在閥盤的閥座面還是燃燒面這種裂紋都是不允許出現的。因為在柴油機運轉中一旦發生裂紋延伸，將會導致閥盤周邊區域脫落，脫落的部分掉入氣缸后極可能嚴重損壞缸套和活塞，甚至發生頂缸或停車等重大事故，嚴重威脅海上運輸的船舶安全與人命安全。因此，存在周向裂紋的氣閥閥桿必須報廢。關于氣閥閥盤的徑向裂紋，無論是在燃燒面還是閥座面，每道裂紋的長度都應超過閥盤直徑的10%，每道裂紋的最大深度不允許超過10mm，一旦超出上述標準氣閥必須作報廢處理。此外，當閥盤邊緣出現過多過密的裂紋時，氣閥也必須予以報廢（如圖2）。

綜上所述，當氣閥發生缺陷且具有維修后繼續可用的特點時，可以進行維修翻新再利用。但是，氣閥也并不是可以無限次翻新。當氣閥翻新達三次后，由于反復的車削、焊接，使氣閥原有的金相組織發生了改變，故一般不再進行維修翻新，而是建議直接報廢。

參考文獻

[1]孫培廷.船舶柴油機.大連：大連海事大學出版社，2002年.endprint