主機單缸排溫及最大爆壓異常的排查

曹彧敏

（中遠海運船員管理有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518033）

某遠洋40 萬噸礦砂船舶，從下水后長期運行在巴西-亞洲主要港口航線。該輪主機型號為CMD-MAN B&W 7G80ME-C9.5，其主機氣缸發火順序為1-7-2-5-4-3-6，船級社：DNV-GL/CCS。FIVA (全稱是Fuel Injection Valve Activation) 閥品牌：Bosch Rexroth。本船舶下水時間剛一年多時，主機出現單缸排煙溫度、指示壓力及最大爆壓異常，需要排除此故障。

1 問題的提出——故障現象

本文要解決的問題是：某輪從中國某港出發，中途經停新加坡錨地添加燃潤油往巴西航行，經過三十多天海上航行，抵巴西PDM 港錨地前，主機從高硫重燃料油（HSFO）轉換成低硫船用柴油（LSMGO），換油操作后，突然出現的問題是：主機第三缸排煙溫度比其它缸排溫突然低了30℃（平時各缸排溫差異率很小，船舶定速航行時最高溫度與最低溫度差值小于10℃），該缸指示壓力及最大爆壓也偏低，此時主機第三缸壓縮壓力正常（見圖1 balance graphs），外觀上未發現該缸燃油升壓器周圍有漏油現象。

圖1

2 正常的探究——分析排查

發現了這個問題，我輪高度重視，首先在報警監視電腦及主操作屏MOP 上查看報警，均未出現異常報警，比較機旁直接讀取的溫度參數與集控室顯示屏顯示數據確認無誤后，利用MOP 中數據分析軟件（曲線圖）來協助判斷。借助Troubleshooting 界面中的分析軟件HCU events（有的版本有），觀察比對各缸FIVA Set Point（黃色線）、FIVA Feedback Ch30（綠色線）、FIVA Controller Ch70（淺藍色線）、Plunger Position Ch31（藍色線）可以觀察到第三缸的柱塞行程偏小，如某些版本無上述曲線圖也可直接比對Troubleshooting 界面中的分析軟件HCU。為了不耽誤船期，就利用船舶抵錨地前主機備車進行正倒車試驗時停車的機會，在集控室主操作屏MOP 電腦做了FUNCTION TEST-HCU 功能測試，測試也未發現任何異常。船舶再次恢復航行，發現主機第3 缸排溫還是比其他缸排溫低30℃，考慮到FIVA 閥功能之一就是通過控制液壓動力油的流量，來控制燃油噴射量的大小，以滿足柴油機的速度負荷的要求。為此，綜上分析初步判斷主機第3 缸FIVA 閥有故障。由此，我們決定先通過MOP 電腦適當調整各缸氣缸負荷(Cylinder Load），臨時維持主機第3 缸排溫和爆壓偏差值在合適的范圍內，爭取在抵錨地時擇機實施更換該缸FIVA 閥。

2.1 初步判斷——更換FIVA 閥

根據上述排查，經過縝密分析，已經初步判斷故障最有可能的原因在于主機第3 缸FIVA 閥（見圖2）。而該輪一共有兩套FIVA 閥備件，我們只能隨機選取了其中一套備件，并且按照程序要求進行換新（更換時，一定要在 MOP 電腦Maintenance-Function Test-HCU 界面做功能測試，以確定接線正確，并且保存測試結果）后試車發現，此時比較上述Troubleshooting 界面中的分析軟件HCU events 曲線圖未發現異常，故障現象尚未徹底解決，主機第3 缸排溫與其它缸排煙溫度偏差值還有20℃左右。雖然判斷是FIVA 閥有故障的可能性最大，且已用隨船備件更換過，但未能排除故障。由于該備件價格昂貴，為了高效，也為了節約，就不能輕易再更換余下的另一個新備件。

圖2

2.2 繼續探究--檢查燃油升壓器柱塞偶件

為了不因為錯誤判斷而造成損壞昂貴備件，但又受制于在港時間短暫，我們必須另開思路，再一次進行了全面分析，認真探討。此時我們考慮到的是主機燃油系統由高硫重燃料油（HSFO）轉換成低硫船用柴油（LSMGO）換油操作后出現該現象，是否會因相關部件密封不良等引發故障呢？我輪輪機部人員就決定，抓緊時間再從燃油路檢查分析，逐一排除故障。于是對燃油升壓器（見圖3）解體檢查，發現柱塞偶件有輕微拉痕，而燃油腔中密封的O-RING 已損壞。因升壓器柱塞偶件船上僅有一套備件，所以我們決定僅將燃油腔損壞的O-RING 換新。

圖3

2.3 加強探究—檢查燃油升壓器其它附件及第3 缸燃油噴油器

為了能有效解決問題，我們加強探究，此時檢查燃油升壓器上止回閥（NON-RETURN VALVE 見圖4 中611ACA-21）、吸油閥（SUCTION VALVE COMPLETE見圖5 中611ACB）以及節流閥（THROTTLE VALVE COMPLETE 見圖5 中611ACC），發現這三個閥密封狀況良好。另外為了確保燃油系統正常，把主機第3 缸噴油器也全部用檢修過的備用噴油器更換。

圖4

圖5

2.4 細致探究——排查故障

通過加強探究，重點檢查了燃油升壓器，并認真地將主機第3 缸燃油升壓器裝復后，開展細致探究，精細排查。此時，開啟主機供油單元燃油增壓泵及燃油循環泵，檢查燃油升壓器檢漏孔，發現仍有少量輕柴油泄漏，但有所改善，相對之前已小了許多。由于使用船用低硫輕柴油時，柱塞偶件可以容許少量泄漏，同時也檢查其它缸檢漏孔，發現也有輕微泄漏。于是，我輪采取的措施是，主機通過多次試車后，再通過主操作屏MOP 電腦適當調整各缸氣缸負荷(Cylinder Load），盡量維持主機第3 缸排溫和爆壓偏差值在合適的范圍內，待開航離開硫排放控制區域后轉用高硫重燃料油時再觀察各參數是否有變化。

3 深度的探究——定位排除

根據上述排查，當我輪從巴西PDM 港開航后，進入海上航行階段，待到徹底使用高硫重燃料油后，再進行認真深度探究，觀察各參數變化情況，檢查的現象是：主機第3 缸排溫還是低（比其它缸低15℃），指示壓力低以及最大爆壓也低，此時比較上述Troubleshooting界面中的分析軟件HCU events 曲線圖及Troubleshooting界面中的分析軟件HCU，可以觀察到第三缸的柱塞行程還是有些偏小，明顯供油不足。所以，引發了我們深究，力圖層層撥開疑團，當我輪抵達下一港——馬來西亞TRMT 港錨地后，懷疑點集中在上次在PDM 港錨地在主機第3 缸上新換的FIVA 閥本身就有故障。到底情況如何呢？試！于是，替換法思路萌生，我們將主機第3 缸FIVA 閥與第7 缸正在使用且正常的FIVA閥互換安裝，按程序在集控室主操作屏MOP 電腦做了FUNCTION TEST-HCU 功能測試，并恢復主操作屏MOP 電腦中各有關參數原先設置值，然后試車檢查。發現此時主機第3 缸指示壓力、最大爆壓及排溫全部恢復正常，但是，第7 缸指示壓力、最大爆壓及排溫明顯低于平均值。至此，我們可以得出結論，確定主機第3缸之前新換的FIVA 閥備件本身就有故障（應該是開度不足）。隨后，將主機第7 缸FIVA 閥（就是原先為排除故障更新安裝在主機第3 缸上的新備件）拆下，再次用船上剩下唯一的備件進行按程序、按要求進行換新。裝復完成后，接著進行主機試車，發現該缸指示壓力、最大爆壓及排溫等都全部恢復正常（見圖6）。

圖6

4 探究的反思——結束之語

4.1 分析、處置

在此次故障的出現、排查、探究、處置、排除過程中，為了高效，我們雖然做到了分析、處置，但許多分析、猜測、懷疑、診斷的經歷是值得反思。比如，因FIVA閥是精密部件，通常認為出廠時應該經過嚴格檢查，才把它當作正常備件，雖然從外表看不出任何異常，但有可能檢查疏漏，也有可能是備件運輸過程中某種原因導致FIVA 閥內部損傷。為此，告訴我們新的備件不一定就是好的，因為備件運輸中間環節有可能存在不可預測的風險，特別是精密備件，有時認為新備件就是好的——這種從眾心理也會誤導我們，所以檢修時借助MOP 自帶軟件判斷后需要大膽猜測、懷疑，當然也不應該是盲目的。又因FIVA 閥檢修廠家意見是送回原廠處理，所以建議船上最好要配備主機氣缸總缸數一半的FIVA 閥，這樣船員遇到此類故障時敢大膽果斷地使用備件。

4.2 提高技術素養，做好維修保養

維修保養是輪機管理者對船舶的責任，而要做好維修就必須提高技術素養，才能得心應手地處置各種意外故障。比如，FIVA 閥是一個典型的液壓元件，在新設備磨合運行時，FIVA 閥的故障率往往是較高的。為了延長FIVA 閥使用壽命，減少備件費用開支，船舶輪機管理方面要考慮到該閥加工制造的精度極高，且是精密偶件，滑閥間隙極小（≤6um），因此，船舶投入運營后，要確保主機系統滑油潔凈度，避免滑油混入水分乳化變質，日常要維持滑油分油機良好工況，并不間斷地循環分油(停航時也需分油)以及必需保證滑油系統兩級自清洗滑油濾器的正常工作，應按規定時間周期清洗濾器、更換濾芯，維護過程中避免異物進入滑油濾器中，以確保滑油的潔凈度（特別是伺服液壓油6u 的過濾器的維護保養更要小心，最好有一套備用，確保濾器工況正常。需要人工清洗時，清潔時切不可污染濾器干凈的內表面，使用超聲波設備清潔濾芯效果會更好）。同時注意保持滑油油溫在正常范圍內工作，避免油溫的突變影響設備的可靠性。還要定期對系統滑油取樣進行化驗（一般來說每三個月取樣一次送到指定實驗室化驗），確保油質合格，從而避免FIVA 閥受液壓介質的油質、油溫及潔凈度的影響，閥芯咬死或不能運行到位等故障出現。一般而言滑油系統初期竄油不充分和后期管理不善已成為FIVA 閥的故障主要原因。而且一旦出現FIVA 閥故障，船上也只剩下更換備件這種辦法，對于一艘新船來說要讓FIVA 閥可靠地工作，把好船舶監造關、備件采購質量及物流運輸關、船舶維修保養關等都是缺一不可的。