柴油機機油液面異常升高的原因及故障排除

彭光杰

摘要：本文通過解決生產現場發現的柴油機機油液面異常升高的一個真實案例，進一步分析在現場遇到機油液面異常升高的類似故障時，排除此類故障的一些解決方法，旨在幫助操作人員如何有序、正確、及時地判斷和排除故障，提供可借鑒的實踐經驗，從而快速恢復鉆井生產，避免經濟損失。

關鍵詞：柴油機;機油;液面;故障

0 ?引言

正常工作的柴油機，因機油的正常消耗，其油底殼中的機油液面會隨著柴油機工作時間的增加而逐漸降低，只要保證機油液面在油標尺正常的刻度線內，就不會發生因機油的缺少而導致柴油機發生故障，否則就應根據柴油機日常保養的相關要求添加機油到合適位置。但在工作中如果出現柴油機機油液面不降反升的現象，會降低機油的潤滑效果，加速柴油機零件的磨損，嚴重的會引起燒瓦抱軸，甚至會引起更加嚴重的事故。

1 ?故障案例

2020年5月16日，關7-7井的施工中，鉆至1564米，泵壓15MPa，泵沖86沖/分鐘，二號柴油機單車帶負荷轉速為1100r/min，溫度75攝氏度，機油壓力530kpa。在巡回檢查的過程中發現二號柴油機油底殼機油液面高出油標尺靜滿刻度線1.5厘米左右，并發現機油稀釋、含有柴油的味道，機油壓力下降至420kpa左右，經詢問當班司機當天并沒有為柴油機添加機油，初步判斷機油中可能混入了柴油，當即決定啟動三號柴油機投入生產，二號柴油機轉為怠速運轉狀態，準備檢查。

2 ?故障原因分析與處理

造成機油液面異常升高不外乎冷卻液和柴油發生了泄漏情況，滲水或滲柴油的機油會淡化機油顏色，粘稠度也會有相應變化，同時混雜有其他的味道。譬如，當冷卻液發生泄漏混進機油，則顏色、粘度會改變，或乳化，另外從呼吸器排氣情況、油底殼排污口放油也能看得出來;如果機油混入柴油，機油的粘度會下降，聞起來有柴油的味道。

2.1 機油液面升高判斷方法

很難發現有極少量的柴油進入發動機，所以當一段時間之后，駕駛員看到機油有所增加時，已經有相當一部分柴油進入發動機，使機油面高出了最高機油平面刻度，冷卻液也會有進入發動機的現象，這種狀況尤其容易引發機體冒黑煙，這個時候，可以采用下列方式檢測柴油是否存在于機油中。

①溴法。根據新鮮機油的味道判斷油中是否混有柴油。假如有潤滑油混入其中，則聞起來有股酸味，假如有柴油混入其中，則聞起來有柴油味。

可以使用紙張進行檢測，由于柴油和機油的粘滯度不同，柴油粘滯度較低，蔓延較快，如果蔓延速度過大，說明柴油已經發生了泄漏。

同樣根據粘滯度來檢查，機油粘滯度較高，比較光滑，如果由觸感生澀，則說明發生了泄漏情況。

②由于柴油粘滯度較低，表明張力過小，在依附油尺下滑時，速度較快且不易呈水滴狀，而機油粘滯度較高，在依附油尺下滑時，速度較慢，呈水滴狀滴落。如果發生冷卻液泄漏，冷卻液會與機油添加劑發生反應，會引發白泡現象。通過對以上現象的觀察，不難判斷是否發生了泄漏情況。

2.2 漏水分析處理

①如果噴油器的保護裝置密封不好，水會滲透到其內部，由于水和油并不相容，且相較于油，水因為揮發會富集于保護裝置表面，只需要要取下保護裝置檢查外表面是否富集水滴，如果有則說明有水滲入。此情況更換噴油器護套即可。

②氣缸有橡膠墊，一方面保證氣缸內的氣壓，另一方面對油路和水路進行隔離。水相比油粘滯系數較低，滲透性較好，一旦橡膠墊發生缺失或有裂痕，水路管道的水就會向油管進行滲透，從而導致漏水現象發生。一般來說，如果發生漏水情況，橡膠墊因素首當其沖。對于那些裝備了不與冷卻液接觸的缸套的發動機來說，漏水原因通常有且僅有一個發生因素即橡膠墊發生破損或有裂痕。所以在正常安裝橡膠墊時，一定要依序對螺栓進行標準化安裝，否則橡膠墊容易發生損壞。如果密封效果確實，水在高壓作用下穿過橡膠墊縫隙會引起振動，進而有聲音發出，同時噴出白色蒸汽。如果橡膠墊損壞造成缸體密閉性不好，則因壓力不足，其缸體溫度就會降低，通過測量缸體排氣支管的溫度，溫度低的可能有裂紋，也對目標缸體中斷油料供應，依序核查。一旦發現橡膠墊損壞或有裂痕，則應該更換，如果非橡膠墊的問題，既有可能是缸體結構出現縫隙，此時應當咨詢專業維修人員，看情況酌情處理。

③水泵漏水的原因一般都是水封損壞或密封不好，這種情況下水泵下方泄水孔（安全孔）會漏水成流（注意檢查安全孔是否被污物堵死），及時拆檢并視情況更換水泵水封或水泵。

④對于那些裝備了與冷卻液接觸的缸套的發動機來說，承擔封閉的作用的橡膠圈要承擔著缸內的壓力輸出，同時冷卻水過酸過堿都會侵蝕橡膠圈的結構，日積月累，橡膠圈結構就會發生損壞或者有裂痕。當然，不科學的安裝方式也會對橡膠圈造成不可逆的結構損壞，這時候就會導致裝置漏水現象。判斷此類橡膠圈密封效果，可以拆卸油底殼，往水箱注水直至注滿并觀察外側有無水滲出，存在漏水現象，則是此位置橡膠圈損壞，不存在則需要考慮其他地方的結構問題。氣缸套封水圈漏水、氣缸套有裂紋、砂眼或穴蝕，卸下機體側蓋板后觀察，可以用一面小鏡子觀察缸套內側，看水是從缸套內側還是外側漏出。如果是缸套內發生滲水，綜合來看無外乎氣缸蓋板結構性損壞，氣缸橡膠墊損壞或有裂痕亦或者氣缸自身結構出現問題、裂紋，穴蝕，空氣中間冷卻器芯子破損等;如果是缸套外漏水，那么氣缸套水圈處漏水的可能性最大。除此之外還要考慮機體水道、主油道薄壁處存在裂紋或穿孔的可能性。

⑤由于機油大多承擔潤滑作用，所以摩擦作用下機油溫度較高，需要進行冷卻，對機油進行冷卻的裝置冷卻器采用水冷的方式，置于水箱之中。在加入的冷卻水或酸或堿會對冷卻器造成化學腐蝕，致使冷卻器結構發生損壞或裂痕，因為水的粘滯系數較低，很容易沿損壞部位進入機油管道中，并最終進入發動機。一般來說冷卻器不易發生結構性損傷造成密閉性不良，但這也是這類問題發生時不被重視的原因。遇到此類問題需要排查時，可以用水來檢驗密閉性，將其置于水中且油嘴漏在水面封閉出油開口，給予油嘴充氣觀察水下有無氣泡上升，如果有連續不斷的氣泡涌出，說明冷卻器結構已經發生損壞。如果冷卻器芯體的紫銅管道損壞或者有裂痕，水和機油會發生雙滲現象，這是在機油中有水檢出，在水箱中也會有油狀漂浮物。針對這種情況，需要拆下冷卻器封死出油開口，用法蘭構件連接氣體噴嘴和進油開口，保持密閉，給予不小于588kpa的氣體輸入，觀察是否有漏氣聲響，若存在說明紫銅管道發生結構損傷。紫銅管破裂可以采用焊補的方法修復，若是無法焊補的管內裂紋可以用錫焊堵死芯管進出口。但堵死管子的數量不得超過五根，否則會影響散熱冷卻效果。經修復的冷卻器必須進行密封試驗。要求在294kpa水壓或980kpa油壓下，5min內不滲漏為合格。

除開上述的各種原因之外，油底殼滲水現象還有許多其他因由。所以一旦出現滲水現象導致機器不能正常工作，要依序進行結構排查，從較易排查的方向入手，慢慢深入。同時結合設備自身的結構特點，以及各類結構損壞的表征，找出關鍵問題，并給予解決。

2.3 漏柴油分析處理

機油中混入柴油，被稀釋，憑手感或聞一下就能判斷出來：若有柴油氣味，可斷定漏入的是柴油。

①油底殼機油平面的漲高，是在柴油機一旦工作，機油平面就會升高，一旦停止工作，這種機油平面升高現象就會消失。這類情況往往是噴油器結構損壞，或者氣門堵塞，再一個是氣門桿活動受限。如果機器使用的油料純度不夠，對軸密封結構形成腐蝕造成結構損壞達不到封閉效果，使得油體沿軸滲入缸體，造成噴油器發生結構性損傷，油料經油嘴噴出不能產生良好的霧化效果，使得油料燃燒不充分，這是發動機不能全負荷工作，發生喘振，輸出變小伴隨不完全燃燒的油煙排出，同時不完全燃燒的油料進入油底殼，使得油平面升高。此時，對目標缸體中斷油料供應，依序核查。一旦發現噴油器損壞則應該更換，如果非噴油器的問題，既有可能是缸體結構出現縫隙，此時應當咨詢專業維修人員，看情況酌情處理。

②噴油器高壓油管接頭密封不嚴或接頭松脫，噴油器的回油管破裂、密封不嚴或接頭脫落，打開各缸上罩殼檢查。可采用緊固、焊接的方法修補或更換。

③輸油泵密封結構遭到破壞。在泵油時柴油滲入，并借助機油管路富集于油底殼，使得油平面升高，應立即進行處理（酌情修復或更換）。

④活塞環結構異常，由于氣門封閉性被破壞，氣缸失壓不能正常運行，造成柴油滲漏情況嚴重。缸體密閉性不好，則因壓力不足，其缸體溫度就會降低，通過測量缸體排氣支管的溫度，即可查出問題所在。不工作的氣缸溫度比工作的氣缸溫度低，還會出現柴油機排氣管大量冒黑煙，功率下降，曲軸箱通氣孔排煙增加。

總之，當發現柴油機機油液面異常升高時，要依序進行結構排查，從較易排查的方向入手，慢慢深入。同時結合設備自身的結構特點，以及各類結構損壞的表征，找出關鍵問題，并給予解決。

3 ?故障預防

柴油機非正常或不能運行時，要根據表征現象判斷結構問題，酌情修復。同時采取必要的措施避免損傷機器的操作發生，如果能有效預防故障的發生，會提高柴油機的使用效率，降低生產成本。作為柴油機的使用及維護者，應嚴格遵守操作規程，減少出現漏油、漏水的故障，主要措施有以下幾點：

①選用合格的燃油，保證燃油清潔，定期清洗各濾網、保養柴油濾清器，減少有關機件的磨損和油路的污染。

②按照規定定時校檢噴油器，保證噴油器霧化良好。

③選用合適的冷卻液，不合格、不合適的冷卻液容易產生水垢，腐蝕機件，破壞密封。

④了解水泵的水封漏水提示，確保在水泵漏水到機油里之前更換水封。水泵水封的有效保險期是運轉3000h，過期后應及時更換。

⑤經常檢查氣缸蓋處有無漏水、漏油、漏氣現象，檢查缸蓋螺母是否松動。擰緊氣缸蓋螺母時用力要均勻，按固定力矩擰緊。

4 ?結論

漏油、漏水造成機油早期變質，以至于機油還不到更換周期就提前更換，耽誤時間、浪費資源，甚至造成因潤滑不良和材料磨損所導致的能源、材料、設備、生產的損失。現在通過加強管理，采取針對性的措施，設備可靠性有明顯提高，大大降低維修次數，減少材料的損耗，取得良好的經濟效益。

參考文獻：

[1]中國石油天然氣集團公司職業技能鑒定指導中心編，鉆井柴油機工.

[2]濟南柴油機股份有限公司編，190系列柴油機使用維護手冊.

[3]中高速大功率柴油機故障診斷與排除[M].遠方出版社，2003.