◎ 胡文 馬本德 南昌市交通運輸綜合行政執法支隊
在船舶運行期間,輪機作為關鍵動力設備,其運行穩定性對船舶整體狀態具有直接影響。在輪機檢驗與維修中,應注重主機、輔助系統與安保系統的檢查,及時發現長期運行中存在的缺陷,并結合實際情況尋找解決方案,通過加強螺栓穩固程度、提升管道密封性、重視安全系統運行檢測等方式,使輪機常見缺陷能夠得到有效排除,確保船舶整體狀態穩定。
在船舶輪機檢驗中,主機檢測屬于首要環節,可及時發現機械系統、冷卻系統出現的故障,如位移、螺栓松動、冷卻問題等。
(1)機械問題。因主機運行頻率較高,在長期作業負荷下,緊固螺栓位置會發生改變,甚至脫落,如若檢驗工作不全面,松動螺栓周圍零件在持續性振動中逐漸偏移,很容易致使尾軸偏差增加,引發嚴重后果。
(2)軸磨損問題。在主機系統檢測中,如若緊固螺栓抖動,導致軸承受到不同程度的磨損,如若未能及時發現并校正軸線位置,將會因軸線偏移而增加故障概率,影響發動機正常運行,還會因振動引發安全事故。
(3)冷卻問題。主要表現為冷卻期間缸蓋炸裂、缸套炸裂等,原因是在短時間內溫度驟然改變,缸蓋與缸套難以適應溫度變化,并且對溫度改變帶來的負荷承受力不足,由此引發炸裂,嚴重時會威脅從業者生命安全[1]。
當前船舶輔助結構檢驗存在一些缺陷,主要體現在通道、燃油艙、滑油艙等方面,對船舶工程順利開展帶來不良影響。
(1)燃油艙與滑油艙未能相互隔離,且距離較近,使兩個艙體的燃油、滑油相互滲透,且產生的混合物無實用價值,造成資源浪費。與滑油接觸后,燃油的燃燒功能降低,投入使用后還會影響主機性能,甚至導致輪機停機,需要徹底清理才可恢復正常。
(2)燃燒室密封性不達標。在燃燒期間,燃燒室的氣壓提升,因密封性不強導致燃油、氣體等泄露情況時有發生,對泄露位置的金屬元件造成腐蝕,使輪機受到二次損傷。如若所用燃油質量不達標,在燃燒時還會產生眾多燃燒物,對密封閥的腐蝕性進一步增強,周圍元件也會遭受不同程度損害,輪機壽命縮減。
(3)消防泵水壓較低。因消防泵水壓不足,管道中的水流速度緩慢,水在管道內沉積,如若日常檢測不到位,長期未對其徹底清洗,將導致管道受堵,水的傳輸效率下降,尤其是在管道轉角、連接等處;有時還會直接將船舶壓縮機管道與換水箱相連,同樣導致沉積物增加,使水箱傳輸口受堵[2]。
在輪機運行期間,安全系統運行狀態檢驗十分關鍵,但受多種因素影響,當前存在以下缺陷。
(1)機艙間安全保障力度薄弱。主要受船舶自身結構影響,因結構較為特殊,在獨立機艙出現安全事故后,很容易蔓延到其他艙室,使安全事故波及范圍擴大。
(2)內部燃氣管道設計不合理,安全系統中管道彎曲處存在隱患,如若機艙聚集時燃氣管道出現爆炸,則會引發不可挽回的后果;在機艙與泵室間未安裝鋼制擋火門,該裝置可在泵室、機艙等處發生火災時,隔絕空氣,降低滅火難度。因船舶輪機中的火災多與石油相關,在檢查中發現的問題普遍體現在消防安全體系上,但在運行期間,沒有及時發覺發動機中潛在的安全隱患,導致安全風險增加[3]。
(3)消防系統應用效率低下。主要因消防泵水壓較低、水槍覆蓋范圍有限,在船艙發生火災后很難采取有效控制措施,如若水槍出水定位不準確、方式不科學,很容易因燃油爆炸產生更加嚴重的火災。
(1)加強螺栓預緊力控制。對于因預緊力較低引發螺栓松動的問題,應加強船用發動機主要部件檢查,在主機設備檢查中,適當增加螺栓的配置,改善緊固性能,預防螺釘松動和掉落,進而降低故障概率,確保船舶運行安全可靠。在鉸接式螺栓使用中,應確保數量充足,并科學分配,一般合理用量為25%,布設如圖1所示。在主機嚴重受損情況下,需要開展一系列輔助檢查,及時替換受損部件,緊固松動的螺栓,確保設備可靠運行。

圖1 螺栓緊固示意圖
(2)冷卻系統優化。在制作期間合理選擇缸蓋、缸套的材質,確保其具有較強的耐冷、耐熱能力,能夠承受溫度瞬時變化,避免或降低使用中炸裂的概率,并在冷卻系統中增設監測裝置,可實時跟蹤內部溫度變化,便于及時采取應對措施;還應合理安裝冷卻組件,將高溫淡水泵、膨脹水箱、低溫淡水泵等引入進來,優化淡水回路與冷卻結構,如圖2所示。針對壓力容器開展壓力測試,檢查冷卻系統是否存在破裂隱患,在檢測結果達標情況下才可安裝。維修人員應注重汽鋼頭、填料的檢驗,結合輪機工作環境選擇與之匹配的氣缸襯墊,開展耐久性實驗檢測材料機械特性,選擇與系統運行需求相符合的組件進行安裝,并優化輪機系統運行環境,為冷卻系統高效運行提供支持[4]。

圖2 船舶輪機冷卻系統新結構
(3)定期檢測軸系統。針對軸系統磨損問題,應派遣專人定期檢測軸系統運行狀態,以日、周為檢測周期,對容易磨損之處增加潤滑劑涂抹量,延長該部位的使用壽命,針對已經出現嚴重磨損,無法繼續投入使用的零件予以更換。因船舶輪機檢修流程復雜,涉及內容較多,應根據檢驗品種不同,繪制檢驗項目表,在表中清楚標記檢測項目和內容,以免出現遺漏、錯檢等情況,主要檢測內容與周期如表1所示。

表1 輪機檢測內容
輔助系統中的缺陷多源于燃氣泄漏,與滑油混合后產生無實用價值的物質,在檢驗中優化輔助結構十分關鍵,還應注重管道清潔,減少沉積物,以免堵塞管道,具體措施如下。
(1)隔離燃油艙與滑油艙。擴大兩艙間隔或安裝隔離板,使兩艙處于隔絕狀態,以免因距離過近相互滲透,也可在二者間設置空艙,在出現滲漏情況下,燃油與滑油混合物不會進入到燃燒室,并檢驗過程中妥善清理混合物,減少資源浪費;還可調整兩艙的位置,盡可能減少油類泄露等安全事故發生;還應重視燃油、滑油產品質量檢測,優先選擇性價比高的原材料,以免因質量問題致使原料混合,影響輪機安全運行。
(2)設置排氣閥。針對燃燒室密封性不強的問題,可設置排氣閥來增強密封性,降低泄露情況發生。檢查排氣閥結構是否滿足實際,明確閥座與閥體間的連接工藝,如若出現問題需要及時解決;檢查閥桿密封性,通過校準確定是否存在泄漏問題,并加強防范。如若排氣閥失效,為避免燒壞,應檢查閥座與閥體狀態,提前預防故障產生。通常情況下,多因閥桿密封面與規定密封性不符,從而增加燒壞概率,這就要求全方位徹底檢查,避免氣體泄漏問題產生;針對高溫腐蝕問題,應把好燃油采購質量關,避免將假冒偽劣燃油投入使用,避免因化學腐蝕使元件受損,增加后期維護費用;加強出油管等部件管理,使其與外界保持一定距離,減少溫度對油品的影響;排油孔與柜體底部距離至少80mm,確保排氣閥符合標準。
(3)清洗管道系統。定期檢測管道系統性能,尤其是供壓裝置情況,檢查壓縮空氣供給是否正常,確保管道內部干凈無沉積。在海水水箱與管道相連后,再將壓力裝置連入管道,增加海水壓力,確保水質干凈;還可為通風管道增設斷流閥,使進氣門、排氣閥門同時增壓,提升海水沖刷壓力,避免水柵處堵塞。在輪機輔助結構檢驗中,還應做好關節部位與元件的檢修工作,如表2所示。

表2 輪機輔助結構檢驗內容
船舶輪機檢驗應重視安全運行系統,使安保體系檢查更加全面徹底,針對現存的船艙內火災、機艙安全保障力度薄弱、內部燃氣管道設計不夠合理等問題,可采取以下排除和應對措施。
(1)設置防火門。通過防火門的設置可有效防止船艙火災發生,并設置專門的排氣管,使船艙內氣壓降低,維護發動機可靠運行。檢修人員應創建安全檢測模型,全面檢查擋火閘性能,分析是否潛在火災隱患與防范漏洞,針對火災安全管理缺陷及時修復,并選用質量滿足規定的擋火閘材料;還應加強燃油排氣管的監測,確保性能指標符合標準,對于廢氣排放之處,應額外增設廢氣處理裝置,維護生態環境。
(2)加強管道系統檢測。該系統對渦輪發動機運行具有較大影響,應加強系統檢修與維護。在該系統檢查中,應制定詳細的規劃方案,針對船舶運行期間潛在的安全隱患綜合分析,實施預防性檢查,便于有效維護管道穩定;還應嚴格檢測管道材質,對老化材料及時替換,重點檢驗耐油性較差的塑料、橡膠等材質合格度以免在設備上產生燃油氣艙入孔,保障管道安全。
(3)消防系統優化。在機房內消防管道中增設控制閥,合理調節內部壓力,使壓力維持在合理范圍,增加消防泵出水壓力,擴大射程范圍;定期檢查水箱內部情況,清洗水箱和消防管道,以免使管道受阻,影響消防系統效能發揮;還應優化燃油艙柜結構,推薦使用鵝頸式,使空氣管道安裝定位更加科學,促進其他排出,以免因大量易燃氣體集聚增加爆炸風險;將老化、受損的空氣管道換新,更換成抗腐蝕性較強的管道。
綜上所述,輪機作為船舶的重要組成部分,對船舶運行價值具有較大影響。在輪機檢驗過程中,應注重主機、輔助系統、安保系統等各個部分,針對常見的機械系統、冷卻系統故障、燃氣泄漏、管道受堵、安全保障力度薄弱等缺陷,應及時開展相應的排除措施,最大限度降低輪機故障率、船艙火災發生率,為船舶穩定安全航行提供基礎保障。