絞吸式挖泥船主機常見故障診斷與分析

CAT3516B是7025型絞吸式挖泥船生產(chǎn)動力核心，其運行狀況的良好與否直接影響挖泥生產(chǎn)進度、安全、質(zhì)量、效率及生產(chǎn)成本。因此就要求輪機管理人員和操作人員做好船舶主機管理維護工作，及時排除故障，保證設備完好率，使其高效平穩(wěn)安全的運行。一、17025型挖泥船所使用柴油機的性能參數(shù)、結(jié)構(gòu)7025型絞吸式挖泥船是由荷蘭HC公司設計，船上專門配套3臺卡特皮勒柴油機組，兩臺CAT3516B(一臺用于水下泵電動機配套，一臺用于甲板泵機配套)、一臺CAT3512型（用于船舶液壓系統(tǒng)，負荷較小，故障率較少，故不做討論）。主機基本性能參數(shù)如下:排列型式:V型360°/6,防凍液內(nèi)循環(huán)，ω型直噴式，中間冷卻，高增壓，缸徑×行程=170mm×180mm；氣缸數(shù):16個；壓縮比:13,額定轉(zhuǎn)速1500r/min,最大功率約1600kw,額定功率約為1040kw，實際工作時燃油耗率約為0.265~0.345L/kW.h。最小干式重量是7795;最小長度是3349mm;最大長度是3725mm;最小高度是1753mm;最大高度是2091mm;最小寬度是1703mm;最大寬度是2053mm。27025型挖泥船主機常出現(xiàn)的故障及解決方法由于7025型挖泥船屬非自航船舶，長時間使用過程中船舷兩側(cè)的散熱管內(nèi)附著大量的海生物。造成換熱效果不好，特別是夏天容易出現(xiàn)高溫報警。如某航浚7號柴油發(fā)電機組冷卻方式為海水冷卻，CAT3516舷外冷卻器，總散熱面積12.5m2，使用64個月。該船在天津港地區(qū)使用中發(fā)現(xiàn)，當主機負荷超過60%時易發(fā)生冷卻水高溫報警，報警時間點跟潮位、季節(jié)、水溫、海水清晰度不同而發(fā)生變化，特別是高溫天氣較多的夏季問題更為嚴重，為了降低柴油機冷卻水的溫度，經(jīng)機務部門會同有關專家協(xié)商，將舷外兩側(cè)的散熱片組改為內(nèi)循環(huán)，即由該船內(nèi)部的壓載艙海水對散熱器進行冷卻。經(jīng)改造后在天津港臨港高沙嶺作業(yè)區(qū)施工時，主機功率為890~1050kw，水溫90℃左右、油溫95℃左右,實際測量的冷卻液進口溫度保持在29-34℃，出口溫度維持在75~88℃左右，完全控制在溫升范圍內(nèi)，即使是在炎熱夏季(室外溫度高達27~30℃)，但主機冷卻水溫度始終控制在標準范圍之內(nèi)，冷卻效果良好，達到了預定效果。機油消耗過大時可能的原因如下:一是油底殼液位過高。這時，多余的潤滑油會被帶入燃燒室燒掉，造成機油消耗量過大;二是主機曲軸箱內(nèi)氣體壓力高于正常值時,會導致主機滑油消耗量過大,即透氣管口末端的金屬網(wǎng)罩被油垢封堵,致使曲軸箱內(nèi)氣體不能從透氣管中排出,引起曲軸箱內(nèi)壓力升高;三是渦輪增壓器和進氣管之間的油封密封受損，造成燒機油;四是氣門導管磨損，間隙過大。氣門導管磨損，產(chǎn)生躥氣，用于潤滑搖臂和氣門的機油就會通過氣門導管和氣門桿之間過大的間隙進入氣缸燃燒，造成機油的消耗量增加;五是活塞環(huán)受損、卡死或折斷，不起刮油作用。正常情況下，曲軸旋轉(zhuǎn)濺起的，用來潤滑氣缸內(nèi)壁的機油，常被活塞環(huán)刮下流回油底殼。當活塞環(huán)磨損、卡死或折斷后，刮油性能下降或不起刮油作用，使機油進入燃燒室燃燒，導致機油消耗量增加。如某航浚7*、1"主機，在該主機運行至10000h左右時發(fā)現(xiàn)機油壓差數(shù)值增長過快，約1.3kPa/h，機油消耗率約為8.5Lh。柴油機的水溫(89°±2)、油溫(95°±1)、機油、燃油壓力(388kPa±5）等數(shù)值均在正常范圍內(nèi)。在對柴油機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)進行查看后，發(fā)現(xiàn)排煙總管排煙煙色發(fā)藍,初步判斷可能為增壓器故障導致燒機油。隨后停機對增壓器進行拆檢，拆下來的增壓器從表面看沒有異?，F(xiàn)象，增壓器的廢氣端及壓氣端葉輪正常，且在增壓器壓氣口和進氣管沒有油跡。故排除增壓器問題。再次對電子數(shù)據(jù)及運轉(zhuǎn)參數(shù)和工況進行檢查，推測可能是柴油機某缸活塞及活塞環(huán)或缸套磨損異常導致大量機油進入燃燒室參與燃燒或者是燃燒室竄氣導致機油損耗量異常。經(jīng)拆解發(fā)現(xiàn)，第4缸的活塞頭部及缸蓋燒蝕異常嚴重，該缸的缸套磨損也很嚴重,活塞環(huán)已經(jīng)全部斷裂，活塞環(huán)槽也不再光滑平整。圖1第4缸缸頭燒蝕情況圖2第4缸活塞損壞(中環(huán)與油環(huán)間隔墻損壞DSCN4432)情況結(jié)合柴油機的工作狀況，分析其原因是:活塞與缸套之間過度磨損導致活塞與缸壁之間的間隙過大，引起活塞沿缸壁上下運動時發(fā)生偏擺。偏擺的活塞在運動過程中對活塞環(huán)產(chǎn)生擠壓，造成活塞環(huán)與氣缸壁的適應性變差，引起活塞環(huán)在環(huán)槽內(nèi)發(fā)生不規(guī)則的軸向、徑向運動和扭曲變形,從而導致氣缸的氣密性下降，最終導致活塞環(huán)斷裂，對進入燃燒室的機油無法起到刮油的效果，同時燃燒室竄氣到油底殼導致燒機油。CAT3516B型主機機油壓力過低時，一般第一步應檢查油底殼內(nèi)油量是否充足，是否存在機油泄漏問題。第二部檢查機油是否有其它油品混入（如柴油）。當油底殼內(nèi)有柴油出現(xiàn)時，首先用斷缸停油的方法來判斷出哪個缸出問題，再者檢查問題缸的噴油器是否能夠正常工作，如噴油器工作良好，那么就需要檢測配氣機構(gòu)的使用情況，方法是通過測量該汽缸的最高壓縮壓力，進而可以判斷該汽缸的密閉情況。假如是噴油器故障，首先應檢查并調(diào)試噴油器的耦合件，進而將故障排除。假如是因為汽缸、活塞環(huán)磨損嚴重超標、活塞環(huán)折斷、對口、卡死失效故障，須馬上對汽缸、活塞環(huán)、活塞等進行修理或換新;如果是閥座間隙過大的問題，應調(diào)整氣門腳間隙，排除故障。三、總結(jié)本文簡要介紹了7025型絞吸式挖泥船主機CAT3516B型柴油機的性能參數(shù)、基本結(jié)構(gòu)