淺析DAIHATSU副機排氣閥桿頻繁斷裂的原因及解決方法

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副機既是船舶的動力來源，也是船舶安全營運的保障。副機的基本構(gòu)造雖然不是太復雜，但其工作原理及輔助裝置的功能，卻同船舶的大型主機相差無幾。在實際工作中由于管理上的疏忽，任何一個環(huán)節(jié)如果出現(xiàn)了問題，都可能引起非常嚴重的機損事故。其結(jié)果不但給保養(yǎng)工作增添了不必要的麻煩，也會給船公司造成額外的經(jīng)濟損失，在實際工作中必須引起管理人員的關(guān)注。
( x$ i6 ?# R: ^0 l3 v一．故障的發(fā)現(xiàn)
筆者于2006年5月中旬，上“XXX”輪接任輪機長工作。這是一條由日本制造的近25年的船舶。交接班時查閱輪機日志和副機檢修記錄，發(fā)現(xiàn)該輪的NO.3副機已很久沒有使用。是什么原因讓這臺副機長期擱置不用呢？在交班的注意事項中是這樣記載的：“排氣閥桿曾經(jīng)發(fā)生過三次斷裂，事故原因不明盡量少用或者不用”。一條將近25年的老齡船，其機電設(shè)備老化是必然的現(xiàn)象。如因該副機曾出現(xiàn)過故障就停止使用，勢必會加重其它兩臺副機的工作負擔，這樣既縮短了其它副機的檢修時間，也增加了管理人員的維修保養(yǎng)的難度，其結(jié)果對船公司和船舶都會產(chǎn)生不利的影響。
( p! F% Z% n/ W* M) U9 F& f$ g+ Q二．故障發(fā)生的經(jīng)過
5 Z& t7 a/ H/ t$ \% [# r* r由于老齡船舶的機電設(shè)備逐漸老化，無形中增大了船舶的維修保養(yǎng)難度，如果再加上某些設(shè)備不能正常使用，勢必會給安全營運帶來負面的影響。筆者在接班后利用工作之余，召集有關(guān)人員調(diào)查NO.3副機發(fā)生故障的經(jīng)過，并仔細地查閱了該副機以往的檢修記錄。
NO.3 DAIHATSU副機故障的歷史記錄：
1、該副機在運行3916小時后，進行了一次“常規(guī)吊缸檢修”，兩月之后再一次“吊缸檢修”。兩次檢修的間隔僅1616小時，這其中的原因不言而喻。由于這一段時間的記錄不詳，所以筆者在此不想過多敘述。
2、該副機的排氣閥桿，第一次發(fā)生斷裂故障是在航行期間。故障之后進行了全面而細致的檢查，并在第四缸內(nèi)發(fā)現(xiàn)一只斷裂的排氣閥。這次故障造成了該副機的缸頭/缸套/活塞破裂、連桿嚴重彎曲變形、曲軸瓦變形損壞、大量的冷卻水漏進曲拐箱的滑油中，同時在透平廢氣端的噴嘴環(huán)處，發(fā)現(xiàn)了大小不等的一些金屬碎塊，萬幸是沒有對該副機的透平造成損壞。在經(jīng)過檢修更換部分損壞的部件后，該副機又似乎恢復了“原樣”，第一故障距上次“吊缸檢修”，該副機運行了1595小時。
5、該副機的排氣閥桿，第二次發(fā)生斷裂故障是在錨泊期間。故障的特征與第一次幾乎是如出一轍，這次是在第一缸內(nèi)發(fā)現(xiàn)一只斷裂的排氣閥。由于停車及時所以損壞的部件比上一次少。為了杜絕同樣的故障繼續(xù)發(fā)生，再次對該副機進行了“吊缸檢修”。在更換已損壞部件的同時，將所有的排氣閥及排氣閥套換新。第二次故障距第一次的故障，該副機運行了1086小時。
2 }8 o! g, k- r* l6 U% d6、  該副機的排氣閥桿，第三次發(fā)生斷裂故障是在卸貨期間。此次是第六缸的排氣閥發(fā)生斷裂故障，萬幸的是斷裂的排氣閥沒有落入氣缸內(nèi)，所以故障對該副機沒有造成更大的損壞。第三次故障距第二次的故障，該副機也運行了1523小時。
8 w4 ?. ^% Y4 X  }/ F" Z7、  在第三次故障之后經(jīng)過檢修，該副機間斷地使用了62小時，便長期擱置起來而停止了使用。
: o& k7 [0 L4 E8 N2 j綜上所述，在不到一年的時間里，該輪的NO.3副機曾在正常運行中，排氣閥連續(xù)發(fā)生三次斷裂故障。前兩次故障導致斷裂的排氣閥，落入了正在運行中的副機氣缸內(nèi)，造成了一系列部件嚴重損壞。由于發(fā)生故障的原因難以查明，所以曾令許多人感到困惑不解。筆者認為在實際工作中，應(yīng)該本著由易到難的原則，去分析故障發(fā)生的原因。
3 B( ^. D" M. t9 w三．故障原因的分析
4 s0 Y" {' T" W% G7 L. d. h船舶任何設(shè)備發(fā)生故障，都是具有一定的原因的。如果故障的原因不能被及時查明，那么類似的故障必將繼續(xù)發(fā)生下去。通過查閱NO.3副機的歷史記錄，認為該副機連續(xù)三次發(fā)生同樣故障，起因都是由于排氣閥桿斷裂所引起的。問題是為什么排氣閥桿會頻繁地發(fā)生斷裂呢？雖然排氣閥桿斷裂具有一定的突發(fā)性和偶然性，但是輪機人員疏于管理也會促使故障的發(fā)生。只有查出排氣閥桿斷裂的原因，才是解決該副機故障的關(guān)鍵所在。
NO.3 DAIHATSU副機故障的分析過程：
7 {; v4 ^* ~* T) S( g, w* t2 r1、  排氣閥三次斷裂的時間分別是在檢修后的1595/1086/1523小時，間隔時間為1000-1500小時左右。因此在對該副機進行保養(yǎng)時，應(yīng)縮短檢查周期加大檢修力度。
- x" [1 @7 A6 y! s2、  排氣閥桿三次斷裂的部位均在閥桿的哈夫塊處，此部位是閥桿通過哈夫塊與彈簧連接處，由于該部位的熱應(yīng)力和疲勞應(yīng)力比較集中也容易磨損，所以必須使用足夠的滑油對其進行有效的冷卻和潤滑。
! [0 v  L" q0 ?2 W$ X8 t3、  三次故障斷裂的排氣閥桿，既有日本制造的也有中國生產(chǎn)的。這基本上可以排除排氣閥，由于產(chǎn)地不同而質(zhì)量有差異的說法。
) R7 i* q# p( s! D1 c! j9 p4、  檢查斷裂的排氣閥桿發(fā)現(xiàn)，氣閥間隙處調(diào)節(jié)油量的錐形螺釘，在前兩次故障時由于忙亂而不知去向，第三次卻發(fā)現(xiàn)錐形調(diào)節(jié)螺釘散落在缸頭上。
5、  據(jù)曾兩次上過該輪的人員回憶，以前NO.2副機進氣閥桿也發(fā)生過斷裂，檢修時發(fā)現(xiàn)錐形調(diào)節(jié)螺釘也散落在缸頭上，所幸的是當時沒有造成其它部件的損壞。
6．  查閱副機說明書和核對備件得知，進氣閥頭的直徑大于排氣閥頭的直徑，進氣閥桿斷裂時被擋在缸套的凹槽上，排氣閥桿斷裂時卻落入副機的氣缸內(nèi)，從而導致了一系列的部件被瞬間損壞。
  Z) ]1 e4 L$ W. m) O) m3 y/ F7、  筆者在接班后經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)，三臺副機的搖臂油質(zhì)不佳（混有柴油和水分）壓力也偏低，運行中油壓沒有達到副機說明書要求的2-3kg/c㎡。
通過深入分析發(fā)現(xiàn)，NO.3副機排氣閥桿頻繁發(fā)生斷裂的原因，應(yīng)該被鎖定在閥桿頂端的哈夫塊處，進而最終被鎖定在該處的冷卻和潤滑效果上。該輪的副機額定轉(zhuǎn)速高達900 rpm，搖臂拍打閥桿的次數(shù)相對較高。如果由于振動而使錐形調(diào)節(jié)螺釘脫落，那么潤滑油就會通過錐形調(diào)節(jié)螺絲孔，直接噴到缸頭搖臂罩內(nèi)的其它地方，造成閥桿頂端與哈夫塊接觸面處嚴重缺油，使該部位得不到足夠而有效的冷卻和潤滑。加劇了該部位的熱應(yīng)力和疲勞應(yīng)力的集中，因此導致了副機排氣閥桿頻繁地發(fā)生斷裂。
綜上所述，筆者認為錐形調(diào)節(jié)螺釘從副機的搖臂上脫落，造成了該部位沒有足夠而有效的冷卻和潤滑，這是引起副機排氣閥桿頻繁斷裂的主要原因！
5 p' \- c( ^' U, R2 Q! {" t四．故障解決的方法
+ y, G7 |' R1 r8 g在2006年6月主管人員交接班時，接班的輪機員回憶在其它輪工作期間，也曾經(jīng)遇到過副機排氣閥桿斷裂故障。發(fā)生故障的原因當時雖然也沒有定論，但是在副機的缸頭上卻發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)螺釘，這件事讓筆者更加堅定了自己的判斷。既然故障原因是錐形調(diào)節(jié)螺釘由于振動而從搖臂上脫落，導致了閥桿頂端與哈夫塊接觸面沒有足夠而有效的冷卻和潤滑，那么我們就應(yīng)該在這方面加大檢修的力度，深入細致檢查搖臂潤滑系統(tǒng)的每一個環(huán)節(jié)，以便使問題得到完全徹底地解決。
NO.3 DAIHATSU副機故障的解決過程：
8 q+ _9 W3 S8 _5 d9 x% ]7 B; z1、徹底清潔該副機的搖臂油柜，清洗吸入濾器和回油濾網(wǎng)。并在搖臂油柜內(nèi)放一塊磁鐵，以便吸附搖臂潤滑油系統(tǒng)的金屬磨料，來保證油路暢通和減少接觸面的磨損。
2、解體該副機的搖臂油泵更換已磨損的部件，重新調(diào)節(jié)搖臂油泵的安全閥壓力，以達到說明書要求的壓力2-3kg/c㎡。
3、拆卸該副機的搖臂油管路，反復細致地清洗徹底吹通，以保證搖臂潤滑油管路的暢通無阻。
4、檢查收緊該副機搖臂罩內(nèi)的各種管路接頭，杜絕或減少漏泄以保證搖臂潤滑油的質(zhì)量。
5、重新調(diào)節(jié)并鎖緊該副機搖臂上的錐形調(diào)節(jié)螺釘（必要時重新攻絲），來保證各接觸面的最佳供油率，以達到足夠而有效的冷卻和潤滑。
: W" P+ q% N5 V; O6 G8 y/ j3 Y6、解體研磨排氣閥并更換閥桿導套，在閥桿與哈夫塊接觸面的下邊緣，焊制一凸點以防止閥桿萬一斷裂時，落入該副機的氣缸內(nèi)打壞其它部件。
3 y# N' y7 _  Y& N7、定期清洗搖臂油柜，更換被污染的搖臂油。縮短搖臂上運動部件的檢查周期，由過去的每周檢查一次，縮短到每班至少檢查一次。一旦發(fā)現(xiàn)問題立即解決，把故障的苗頭消滅在萌芽之中。
通過上述一系列的解決方法，有效地改善了NO.3副機閥桿頂端，與哈夫塊接觸面的冷卻和潤滑效果，隨后我們將該副機投入了正常運行。到筆者撰寫此文時，該副機已正常運行了近八個月，再也沒有發(fā)生過排氣閥斷裂的故障。
五．工作中的反思
通過對NO.3副機故障的細致分析以及解決方法，可以認為錐形調(diào)節(jié)螺釘脫落是造成故障的主要原因。一只不足5cm長、0.5cm粗的錐形調(diào)節(jié)螺釘，由于受到搖臂和閥桿的高頻往復振動，造成了錐形調(diào)節(jié)螺釘螺紋磨損而脫落。如果值班人員不按時對搖臂進行檢查，那么這種破壞性極大的隱患很難被發(fā)現(xiàn)。就是這只調(diào)節(jié)搖臂供油率的錐形螺釘，將問題變得復雜而且遲遲得不到解決。雖然調(diào)節(jié)螺釘脫落具有突發(fā)性和偶然性，但是故障發(fā)生之后如果能及時找出原因，那么以后同類型的故障是完全可以避免的。這三起突發(fā)性故障為我們及時敲響了警鐘，我們應(yīng)該從各種各樣的故障中吸取教訓。尤其是那些在老齡船上工作的同行們，應(yīng)該把工作的每一個環(huán)節(jié)做實做細，及時發(fā)現(xiàn)問題快速找出解決的方法，才能杜絕類似故障重復地發(fā)生下去。
在船上工作雖然不難，但要想做好每一項工作卻是不容易的。主管人員不但要有較強的責任心，而且要熟練掌握所分管設(shè)備的特性。盡管各種設(shè)備之間有一定的聯(lián)系，但是也存在不同的特性。在工作中處理突發(fā)性故障時，不僅要有正確的理論作指導，而且還靠豐富的經(jīng)驗來實踐。要堅持不懈地加強專業(yè)知識學習，通過學習來提高自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)。只有這樣才能在今后的工作中，把船舶的機電設(shè)備管理的更好、更完善！