揭開B＆W35MC主機缸蓋與缸套的水套漏水達6年之久謎底

1、揭開BW35MC主機缸蓋與缸套的水套漏水達6年之久謎底揭開B&W35MC主機缸蓋與缸套的水套漏水達6年之久謎底劉海明王樹剛揭開B&W35MC主機缸蓋與缸套的水套漏水達6年之久謎底劉海明王樹剛(天津(河北)海運有限公司天津300-157)摘要:文章介紹了B&W35MC主機水套漏水的發(fā)生以及解決過程.因主機水套漏水不僅給輪機部管理帶來相當大的麻煩,而且容易導致機械設備甚至船舶更大的險情與事故發(fā)生.通過解剖水套漏水這起故障,其深刻的教訓告誡我們:只有采取認真,細致和正確的工作態(tài)度,才能科學管理與維護機械設備.關鍵詞:B&W35MC主機水

2、套漏水氟膠圖壓縮量雙氟膠圈分析1概述ttX輪是一艘30O00t級散貨輪,1995年HD造.該輪為雙機雙漿,主機為HDMAN/B&W6L35MC,最大持續(xù)功率MCR:2900KW×167RPM;持續(xù)使用功率CSR:276KW×167RPM.渦輪增壓器ABBVTR304.2000年起,該輪主機水套膠圈漏水,換新膠圈只能維持幾個航次(國內(nèi)一個航次l0天).到2006年,只能維持一個航次,水套漏水極為嚴重.主機水套漏水,不僅嚴重威脅主機運轉(zhuǎn)的安全,而且對船舶的航行安全構成了相當大的威脅.此事刻不容緩,2006年春公司責令機務,必須在短時間內(nèi)解決水套漏水問題12調(diào)查水

3、套漏水情況:2006年2月17日該輪由福州抵達黃驊港.HX輪計劃是0930時進黃驊港.該輪起錨后,進航道航行不久,2櫛主機4缸缸蓋的水套突然破裂漏水,主機轉(zhuǎn)速從120RPM人為降到60RPM,在航道上慢速維持航行.緊急時刻,輪機人員全力搶修2櫛主機,經(jīng)過2小時,新的水套順利裝入.該輪繼續(xù)正常進港.船1400時靠黃驊港碼頭裝煤.機務上船,現(xiàn)場查看了進港時2櫛主機水套裂的漏水情況.圓筒形水套,在其圓周表面上,沿中心線方向一道長通的裂紋,起始處斷面呈褐色,然后至尾端斷面呈黃色水銹顏色.收稿日期:20070318作者簡介:劉海明(1963一),男,天津人,工程師,A類輪機長,主要從事機務管理工作.據(jù)大

4、管輪介紹,目前主機水套使用的膠圈,由原來粗4,8.4mm改換成粗4,8.8mm,并在4,8.8mm外纏生料帶.經(jīng)初步分析水套產(chǎn)生的裂紋,是由開始腐蝕到裂紋發(fā)展并延伸,加上膠圈太粗,其外張力強行向外擠壓水套而斷裂,最后導致漏水險情.機務隨船向輪機長提出要求.如航行中要求輪機員們詳細記錄主機運行的參數(shù):主機轉(zhuǎn)速,負荷大小,水溫記錄,淡水消耗等等,從主機備車開始記錄,直到本航次結束,作一個詳細的記錄.1958時備車啟航,(表1)是出港某一段時間的主機水套漏水狀態(tài)記錄:主機油門刻度在2729格.表1l號+2號主機轉(zhuǎn)速IOORPM2/181958h單位:1缸2群缸3缸4缸5缸6缸排30526033026

5、5270330溫+280+340+345+340+330+260水48474443455O溫+4244+49+46+48+47狀漏漏漏漏漏漏太+漏+漏+漏+漏+否+漏,L主機水套漏水從主機一側(cè),如瓢潑大雨般.2020時當船到前進三時,水套漏水自行消失.2月18日上午實測舊的缸蓋水套膠圈,寬b=8.2mm,深h=6.88mm,舊的水套膠圈成方形(新膠圈是0環(huán)).水套膠圈是怎么變成方形膠圈的呢?方形膠圈又是怎么起到密封作用的呢?是當彈性膠圈還是當硬墊圈使用?從實物膠圈看,起的作用不像是彈性密封膠圈,倒有點像硬墊圈.比較:彈性膠圈靠的是彈性密封,在規(guī)定時間內(nèi),其密封不應隨溫度的變化而變化.也就是說,

6、當冷熱溫度變化時,都22天津航海2007年第4期應保持密封;而硬性墊圈是靠預緊力密封;當冷熱溫度變化時,長期使用,發(fā)生熱脹冷縮,容易導致漏水.從開始接觸水套漏水,我們對膠圈的彈性密封產(chǎn)生了懷疑據(jù)大管輪說:水套膠圈新裝時是不漏的,但使用最短約一個航次(10天),停車就出現(xiàn)水套漏水.拆出缸蓋水套膠圈全部呈直角方形,膠圈表面手感發(fā)硬,彈性不足.船舶航行中,主機前進三時水套是不漏水的,淡水水溫在80C,但是,只要主機一減速,如前進一,淡水水溫即使在80C,水套就會慢慢地開始漏水.初析主機水套漏水的形成:a,缸套在冷態(tài)時,水套沒有水,啟動主機后,受熱,缸套膨脹之后,擠壓膠圈,直到不漏為止;b,缸套在熱態(tài)

7、下,降轉(zhuǎn)速,減低主機負荷,缸套冷卻而產(chǎn)生收縮,出現(xiàn)間隙,開始漏水.c,缸蓋與水套之間的間隙隨溫度和負荷變化大;d,缸套與水套配合間隙也隨溫度和負荷變化大.正常情況下膠圈在主機冷熱狀態(tài)下,都不應漏水.按照慣例,如副機"普通的"缸套膠圈在冷態(tài)時不漏,熱態(tài)反而漏.而今主機水套采用"特殊的氟"膠圈,熱漲不漏,冷縮卻漏.對于冷縮漏:當膠圈材料密封正常時,如果缸套與水套材料不同,冷漲系數(shù)不同,當冷卻時出現(xiàn)間隙而發(fā)生漏水.對于熱漲不漏:是靠的膠圈熱漲不漏的,還是缸套熱漲不漏的?以下對水套,膠圈分別查找可疑處.2月21日與輪機長討論主機水套密封膠圈大小(粗細)問題.大管

8、輪從備件庫取出膠圈樣品2根,缸蓋水套膠圈直徑是8.4mm而缸套水套膠圈是8.8mm.就膠圈水槽形狀,有人認為應該開成窄形帶燕尾槽式,讓膠圈完全擠緊兩側(cè)的槽邊,讓膠圈再無膨脹余地,以保證密封不漏水.(表2)是準(設計的標準尺寸數(shù)據(jù))缸蓋與水套與新,舊的相比:新,舊水套橢圓沒有發(fā)現(xiàn)異常.表2準缸蓋與水套直徑與新,舊的相比單位:mm準缸蓋準水套總問隙櫧深4S4.一O.23454.+O.30O597.O上454.一O.29454.+O.1OO.337.11446.一0.23446.+0.300597.O下446.一O.29446.+O.1OO.337.11水套(新)水套(舊).上454.+0.1345

9、4.+0.13新,舊水套446.+0.11446.+0.24一合格446.+0.18446.+0.272月22Et輪機長將一個舊水套,套在舊缸套上,在沒有放膠圈時,塞尺測量單側(cè)間隙為0.2mm.然后放上膠圈,塞尺測量單側(cè)間隙在0.10.2mm范圍.當在水槽上裝上舊膠圈,仔細觀察到膠圈在水槽內(nèi)與水套外圓表面相平.取直尺靠在水槽外圓上,照光不透光,說明膠圈被壓平.這表明膠圈沒有彈性!為驗證主機上正在漏水的膠圈是否有類似情況,特別要求輪機人員在下次吊缸時,仔細地檢查并測量一下,停機冷態(tài)下膠圈與水套有多大的間隙?2月22EtHX輪抵福州錨地,1400時主機開始降轉(zhuǎn)90RPM,(表3)是1503時作的降

10、轉(zhuǎn)減負荷漏水記錄:表31號?2號主機轉(zhuǎn)速100RPM2/221503h單位:1社缸2#缸3缸4#fi5社缸6社缸排2902603oo26o2603oo溫+280?280+290?280?290?280水767579797778溫十7078?80?76?70?81狀漏漏漏漏漏漏態(tài)+漏?漏?漏?漏?否?漏1#主機油門刻度2023.主機水套漏水從主機一側(cè),又開始如瓢潑大雨般,頃盆而下.(表4)是12#主機膨脹水箱水位下降測量.膨脹水箱水位下降100mm=72kg水的重量.為了防止主機水套過度漏水,機工向膨脹水箱不斷補水,但實際操作時,為了省水,最后干脆不給膨脹水箱補水.這種作法相當危險!主機在181

11、9停車,該輪1845靠福州華能電廠.表4)1#/2#主機膨脹水箱水位下降測量:2月23日在碼頭檢修主機,吊出2#主機2缸水套,之前測量水套間隙為0.1mm.以下是(表5)水套膠圈與水槽尺寸測量記錄:表5)水套膠圈與水槽尺寸測量單位:mm日缸套水套膠圈舊缸套水槽尺寸(新b=10.9)日缸蓋水套膠圈舊缸蓋水槽(新b=9.0)寬b7.88.5一9.09.0深h6.87.07.07.117.0-7.11新的缸蓋水套膠圈裝入水套中.凸出高度=1.揭開B&W35MC主機缸蓋與缸套的水套漏水達6年之久謎底劉海明王樹剛236mm,新的缸套水套膠圈裝入水套中.凸出高度=1.8mm,此凸出高度大于

12、缸蓋的高度0.2mm,是在膠圈水槽襯了生料帶,繞了幾圈,據(jù)大管輪說,是漏水無奈自行發(fā)明的,目的是減緩膠圈漏水程度.2月24日帶下若干件新舊膠圈回公司研究.3分析與驗證水套氟膠圈壓縮量B&W35MC原始設計的水套膠圈直徑為8.4mm.后來HD廠征求用戶意見,逐步加粗到8.8mm.早期的主機備件一般是由HD廠提供的,但是2000年之后,其他配件商也向船提供備件服務.3.1參照舊實物膠圈對水槽大小判斷分析:(1)缸蓋膠圈擠出飛邊,缸蓋水槽尺寸相對小.(2)缸套膠圈呈扁園形,手感彈性差,與槽兩側(cè)留有間隙,水槽尺寸不算小,甚至槽太寬.3.2對膠圈外形觀察分析(1)缸蓋膠圈使用后均成四方形

13、,寬B=8.5mm,深h=7mm,如果說熱態(tài)下是不漏的,那就是膠圈熱態(tài)下發(fā)生膨脹,最終完全擠死而形成密封的.(2)缸套膠圈使用后呈扁園形,B=10:0ram,h=7.0mmo(3)對于新的膠圈4,8.4mm的,槽深7.0mm+間隙0.2mm=7.2mm,計算膠圈壓縮量仍有8.47.2(準)=1.2mm3.32月28日向HD廠索取主機水套尺寸等數(shù)據(jù)并查閱交通部修船資料:對于固定密封:槽寬B=l1.0+0.2ram,槽深h=6.900.1mm,斷面直徑取=8.6mm,計算其膠圈的壓縮量:8.66.9=1.7mm.3月lH繼續(xù)查找船舶柴油機設計資料顯示:槽寬B=7mm,槽深h=4mm,缸套膠圈直徑取

14、=5.5mm,計算其膠圈的壓縮量:5.54=1.5mm.該機原始設計直徑4,8.4mm.計算其膠圈的壓縮量:8.46.7(舊)=1.7mm,這個膠圈壓縮量應該說符合國內(nèi)的設計要求.3.43月4日查找機械設計手冊,對于固定槽尺寸選取:斷面直徑d.=8.6mm,B=l1.0+0.2mm.h=6.90.10mm,計算其膠圈的壓縮量:8.6_6.9=1.7mm,與主機數(shù)據(jù)相吻合.與液修專家OY研討膠圈密封材料與質(zhì)量,OY大力推薦BEK膠圈廠,其膠圈質(zhì)量非常好.4分析與選擇水套雙氟膠圈3月5日與BEK膠圈廠取得聯(lián)系.該廠擁有先進的國際技術,產(chǎn)品暢銷國內(nèi)外.該廠完全能夠按照用戶提出的要求,制造各種高質(zhì)量的

15、膠圈.向BEK提供庫存綠氟膠圈2件當樣品,一件是缸蓋水套的4,8.4mm,另一件是缸套水套的8.8mm.BEK提出水槽尺寸暫定:(1)B=l1.00mm,h=6.90mm,(2)膠圈不加顏色,黑色.該船現(xiàn)存的幾個舊的缸套水槽尺寸,核查發(fā)現(xiàn)缸套水槽尺寸好幾個樣本,估計是不同廠家生產(chǎn)的,無法統(tǒng)一水槽尺寸,給重新設計水套膠圈帶來新的問題.比如缸套水槽寬度有B=l1.0mm的,還有B=10.5mm的,還有B=10.0mm的.同時向BEK提供舊的綠氟膠圈2件,BEK在查看過使用過的舊膠圈之后,認為膠圈在使用過程中,膠圈工作的形狀不對,即不應壓成方形的.而應是橢圓(扁園)形狀的,在膠圈的兩側(cè)面不應接觸.接

16、觸為線,不是整個平面接觸.BEK認為,"膠圈要靠預裝彈性來密封,槽不能太小,也不能太大,有一定的槽形尺寸要求,比如4,8.4mm粗,一般槽寬llmm,深6.9mm,側(cè)面寬llmm,使其膠圈自由伸縮,不致于擠死,失去彈性.槽的深度6.9mm有嚴格要求,一般膠圈壓縮允許30%一8%,推薦使用258的壓縮率".BEK認為"船員在維修中使用生料帶的做法是錯誤的,再加粗,膠圈側(cè)面更沒有自由膨脹余地了.對于膠圈靠的是彈性密封,而不是靠擠壓或者靠加粗直徑來密封.預緊彈性,非擠壓密封."BEK講"其廠做了2O年密封,其產(chǎn)品質(zhì)量絕對好.如果做不好,不要錢.&qu

17、ot;前提是水套的環(huán)槽必須符合他們的標準.3月15日HD廠所屬HHM分部傳真稱:B&W總部信函,早在2001年時就對此機型的水套進行了更改,密封圈直徑由419.1×8.4mm改為419.1×9.0mm.B&W總部已在5年前就將膠圈尺寸更改了,這令我們非常吃驚,因為之前沒有得到任何相關信息.3月16日B&W分部的C工程師提出若干建議:(1)買進口膠圈并測試其尺寸以供參考;(2)包括HD廠的膠圈材料都不行,膠圈有國內(nèi)配套的,也有進口材料的,有時廠家為降低成本,就用國內(nèi)材料給用戶使用;(3)進口膠圈有質(zhì)量保證,不光是選用進口的氟材料

18、就萬事大吉了.同時還要求零件的光潔度;(4)C工程師還不知道缸蓋水槽是9mm寬的,如果與膠圈一般粗4,9mm其看法是不對的.HD廠C銷售人員稱:B&W公司將膠圈改成24天津航海2007年第4期9.0mm,從來沒有通知過他們,也沒有見到其技術信函.認為如果膠圈改為+9mm,其水槽必然要改動.咨詢CZ大公司:z機務說.采取一些維護措施如:注意缸套平面研磨,找出從哪漏的;用的標準的膠圈;注意暖缸,投藥;采取膨脹水箱20kw的電加熱,還有利用副機循環(huán)加熱水等等,水套基本不漏了.x輪機長稱:(1)膠圈選進口材料,吊缸換圈6O00h;(2)共有24臺35MC主機.其膠圈仍然采用8.4mm的

19、;(3)認為槽太寬,裝入膠圈,在溫度高的環(huán)境下,老化快;(4)采取副機串聯(lián)起來,對主機水套暖缸輔助措施,投藥選擇TJ的M15水處理劑;(5)一再強調(diào),不能加粗膠圈,一定要選用GZ生產(chǎn)的進口氟膠圈.HD廠的綠色氟膠不行!老化快,彈性差,消失快;(6)9.0mm膠圈絕對不行.不要聽信,曾經(jīng)加粗0.5mm都裝不進去,加粗.0mm更不行.據(jù)BEK說,做8.4mm419mm保證能行.永久變形小于30%先試用,馬上投料.彈性,材料,由BEK來把關.我們大膽采用8.4mm419mm,并不是盲目的:因為35MC機自1995年出廠至2000年一段時間里,水套膠圈基本上是不漏水的,這就說明:最早采用的8.4mm4

20、19mm水套膠圈完全是正確的.只要我們能模仿35MC最早的專利技術,采取一些特殊的工藝生產(chǎn)膠圈,就一定能夠成功.同時又廣泛咨詢并深人了解大公司用戶,更加堅定了使用BEK膠圈的信心.記得BEK說過:"不要迷信德國技術,德國人能做到的BEK也能做到,BEK有的產(chǎn)品做的比德國的還好."另外根據(jù)相關參考資料:缸蓋水槽深h=7.11mm,槽寬應取B=9.70mm.對此僅保留意見.因為在1995年出廠時,也是使用8.4mm419mm膠圈,當時取B=9.0mm,其膠圈使用是正常的.我們認為該水槽不會出現(xiàn)問題,所以沒有采取擴槽辦法.3月17日B&W總部就水套膠圈問題答復意見

21、是:(1)只有用B&W備件才能保證質(zhì)量,但對于HD廠提供的備件不發(fā)表任何意見;(2)B&W只提供自己備件相應的技術服務,而HD廠備件不在范圍;(3)建議使用B&W生產(chǎn)的備件,試一試9.0mm膠圈;(4)9.0ram膠圈,對應的環(huán)槽尺寸是不用改動的,只要訂的是B&W的備件,就可以放心使用;(5)改動9.0mm膠圈,雖然B&W也會通知HD廠,但材料成分是不對外公布的,這屬于B&W技術機密;(6)因為技術總在改進,不提供后期的技術,早期的服務技術就此截止.對B&W總部的說法,我們有異議,如

22、果只是告訴9.0mm膠圈,其備件給用戶裝上使用,一旦不行這不光是給用戶造成一些不必要損失,而且還起了誤導作用.B&W回復,改動膠圈這是機密資料,不向外界透露,包括早期購買的專利HD廠,B&W也是保守秘密的.對于膠圈,那是一分錢一分貨,你可以試用一下B&W的專業(yè)產(chǎn)品,我們其它產(chǎn)品不推薦使用B&W的產(chǎn)品,但像"0"形圈,最好用B&W生產(chǎn)的,不要懷疑B&W的產(chǎn)品,B&W全球那么多的服務工程師,全球第一品牌.對設計和使用有自己的工廠標準,完全可以放心,B&

23、W的缸套可以使用l0年(HD廠缸套只能用3年)就是最好的一個見證.3月20日HHM分部L稱:(1)B&w的發(fā)函通常轉(zhuǎn)到各個分廠;(2)8.4mm變成.0mm信息可能在內(nèi)部不暢通,包括在各備件分公司,與服務部之間;(3).0mm可以用,這個服務函是可信的,可以裝進去,認為越緊越好;(4)不贊成使用B&W的,用國產(chǎn)的只是比國外的較短一些,完全是可以用的.在機務定期會上,公司一再強調(diào)加快解決漏水的進程.我們認為分步進行最好.第一步換高質(zhì)量的膠圈,第二步再解決暖缸加熱問題.為什么要分步進行?因為畢竟6年了,要從多方面考慮,既要照顧船員省力,又要為公司省錢.將暖缸放在后面

24、,是出于輕重緩急.我們認為暖缸只影響主機啟動性能,對密封不起關鍵作用.因為主機在熱態(tài),在高負荷不漏,在降負荷,主機溫度還未明顯下降時就漏水了,這就已經(jīng)告訴我們,水套漏水與暖缸,加熱是無關的.4月3日機務與BEK合作,試制出.4mm的"雙氟"膠圈.這種"雙氟"膠圈是BEK采用特制的生產(chǎn)工藝,特制的雙氟進口材料配方,具有高彈性,高耐溫,抗老化的特點.再次強調(diào)的是:膠圈密封靠的是彈性密封,也就是有壓縮量8.4mm一7.2mm=1.2mm就能保持密封.不能做.0mm的.再說BEK膠圈的價格,也非常公道,比起B(yǎng)&W的報價,可以節(jié)省約400%的備件費

25、用.4月6日在2#主機2缸首先由船員自行裝上BEK的"雙氟"膠圈,經(jīng)一段時間使用,效果非常好.C輪機長說,靠彈性密封是對的,過去總認為越粗越好,總壓得死死的,其實是一種錯誤的(轉(zhuǎn)第42頁)42天津航海2007年第4期預計在該標準的實施過程中,70%80%的企業(yè)通過努力可以達到相應級別和類別的要求;部分船廠可能需要整改才能達到相應的要求;確有達不到要求的企業(yè),將依照船舶生產(chǎn)許可證管理條例的規(guī)定依法進行處理.4.2促進自主創(chuàng)新我國民族工業(yè)已經(jīng)到了以自主創(chuàng)新實現(xiàn)新的經(jīng)濟增長點的新階段,加強自主創(chuàng)新正成為我國造船業(yè)提升競爭力,轉(zhuǎn)換經(jīng)濟增長方式的重要途徑.隨著全球船舶建造能力的不斷擴

26、大,市場競爭必將日趨激烈,國際船舶市場競爭的焦點將越來越體現(xiàn)在產(chǎn)品創(chuàng)新能力的競爭,只有擁有自主開發(fā)能力,擁有品牌產(chǎn)品.才能在市場競爭中爭取主動,才能贏得競爭,擴大市場份額,自主創(chuàng)新能力和品牌產(chǎn)品已成為企業(yè)賴以生存和發(fā)展的關鍵.4.3促進新技術應用為了提高船舶速度和節(jié)能,降低自重,現(xiàn)在大量使用非常薄的高強度結構平板,傳統(tǒng)的焊接加工對薄平板的熱影響較大,采用激光加工技術就可避免這一問題.歐美及日本主要的大型船廠已大量采用激光加工技術.采用先進的LEGO原理,船體分段制造,拼接總裝而成.美國最新建造的航空母艦(接第24頁)想法.截至7月21日C輪機長稱:全部缸已經(jīng)吊完,水套膠圈裝上后一個都不漏.至今已經(jīng)使用8個月,主機全部水套的膠圈密封,處于完好狀態(tài).5總結教訓這是一起由膠圈質(zhì)量引起長達6年之久的漏水事件.通過跟船調(diào)查,采訪主要用戶,最后與BEK膠圈廠合作,最終得出這樣的結論:真正的原因是以前的水套膠圈材料不符合要求,其表現(xiàn)在受高溫影響下,其橡膠材料迅速硬化變質(zhì),從而失去彈性作用,膠圈也就失去密封作用.現(xiàn)在我們對前面出現(xiàn)的奇怪現(xiàn)象可以解釋清楚.即使用原來膠圈時熱態(tài)不漏,冷態(tài)漏水的原因:老膠圈完全靠材料本身的塑性,受熱負荷產(chǎn)生膨脹,達到熱漲密封,從而不漏水.當負荷降低時,因熱負荷降低,膠圈材料隨之收縮,在缸套與水套之間就會出現(xiàn)間隙,導致水套漏水.據(jù)統(tǒng)計: