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浅谈ME主机的液压排气阀故障和管理

时间:2018/4/12 10:31:53 点击:

  内容提示:本文以MAN B&W 12K98ME机型为例,来探讨主机液压排气阀故障及维护管理...
本文以MAN B&W 12K98ME机型为例,就液压排气阀故障认知及维护管理中,我所取得的点滴粗浅认识,起到抛砖引玉的作用,供大家参考,来一起探索如何更好地提升新机型的管理工作。不妥之处尽请见谅!

1 ME机型主机液压排气阀功能特点
 1.1 基本特点
MAN B&W 12K98ME机型与传统机型液压排气阀比较有以下几个特点:
1) 外形相似,取消了凸轴驱动机构,改成液压驱动系统。
2) 排气阀提升器底部改成与液压活塞相匹配,便于传递动力。
3)液压动力油经FIVA(Fuel Injection Valve Activation)驱动排气阀提升器的液压活塞,从而驱动排气阀液压活塞。
4) FIVA是ME机型液压驱动系统的核心部件。
5)排气阀内部结构也作了相应改进(详见图1和2)
图1,ME-C与MAN B&W MC-C型排气阀系统的比较
浅谈ME主机的液压排气阀故障和管理

图2 ,ME-C与MANB&W MC-C机型排气阀结构比较
浅谈ME主机的液压排气阀故障和管理
 1.2 液压排气阀内部改进
1)排气阀杆顶部用锥型液压螺帽代替原来的两只“HALF”块,用来定位和固定排气阀杆。
2以4只小液压螺帽代替原来的多只普通螺帽,用来将排气阀上部的油缸和气缸与排气阀壳体紧固成一体。
3)在排气阀油缸上方增加了一个密封油控制装置,用来控制排气阀气缸内的密封油。
4)在排气阀油缸下部增加了一个检测排气阀行程开度的位置传感器,如果排气阀开度不足则会发出警报,主机控制系统会自动停止该缸FIVA动作即停止该缸供油,和关闭排气阀,但该缸汽缸油注油器仍然工作。
5)在空气活塞上方增加了一套阻尼活塞装置,用来减缓排气阀关闭时的撞击。
6)排气阀座上的密封面有两道环槽,称为“W”型密封面,能更好的储存垃圾和空气,起到清洁和冷却排气阀座的作用。
7)排气阀座的厚度减少了一半,另一半和排气阀壳连成一体,便于拆卸和检修。

2 典型故障及原因
 2.1排气阀位置传感器故障
某万箱船在印度洋航行途中,主机No.9缸排气阀发生“位置传感器”故障,Aconis 立即记录下了该报警的内容,即“No.9 Cyl Exh. Deivation H/L”,查看MOP计算机上“Maintenance \ SYSTEM VIEW I/O TEST”界面第34号通道电流值:仅在5.1mA-11.5mA之间变化(正常值应该是在7.0 mA-17mA之间)。机舱值班人员立即向轮机长作了汇报,30分钟后,主机完车,便进行了排气阀位置传感器的更换工作。   
其更换过程如下:                                           
1)正常修复(有传感器备件)

 图3主机排气阀位置传感器 

浅谈ME主机的液压排气阀故障和管理

主机完车后,停止主滑油泵和电动动力油泵的工作。关闭排气阀进油管路上的手动截止阀;拔掉位置传感器电源线并拧松排气阀位置传感器上的紧固螺栓;拔出故障的位置传感器(图3)并将新备件换上,装复后,一切复位。动车后,再次从MOP计算机上的“Maintenance \ SYSTEM VIEW I/O TEST”界面,对第34号通道的电流值进行检查,若电流值在7.0 mA-17.0mA之间变化,排气阀位置传感器工作正常。
                                                              
2)应急处理(无备件时)
(1)主机处在停车状态。                                              
(2)在MOP上完成:
Chieflevel ——>Maintenance——> System View T/O Test ——>           NO.XXCCU ——> Channel34——> Process Value ——> Invaid       “ProcessValue”的颜色由灰变黄, “Electric Value” 的颜色由灰变红,按 × 退出便告完成 。
 执行上述操作后,存在的风险是:如主机排气阀故障,系统将不会再有切断燃油的保护,故值班人员要严密监视排气温度和扫气温度的变化,必要时适当降低单缸油门。要定时测量该缸PMI,及时把握缸内的真实工况,同时机舱应改为有人机舱值班。鉴于排气阀位置传感器故障时有发生的现象,建议每条船至少有3只库存备件,以防不测。

 2.2 液压伺服系统故障
 ME机型FIVA是液压驱动系统的核心部件,它的故障会引起主机排气阀动作和燃油供给出现异常,从而导致“单缸不发火”。
某轮主机型号MAN B&W 12K98ME,曾经屡次出现在靠泊过程或“DEAD SLOW”,25 r/min运转时,值班人员发现集控室操纵台上“主机扭震监控显示器”显示的第一项“自由端震动总值”超出正常值许多,但未到报警值。这就意味着主机可能有某只缸在低速时没有发火,增加了曲轴自由端的震角。即查看“ACONIS-2000监控报警系统”有关显示“主机工况参数”的界面,发现主机No.4缸排烟温度偏低,较其他缸低出30°C左右,显然该缸在低速状态下没有发火。但当驾驶台车钟推至“SLOW”时,排烟温度即上升至正常,“自由端震动总值”也随之降低。这种现象周而复始,很有规律。抵港后,立即组织人员进行排查,先后更换了燃油升压器上的吸入阀和燃油柱塞位置反馈探头以及FIVA阀,但在“DEAD SLOW”运转时该缸不发火的现象依然存在。当排查到主机No.4缸“HCU Distributer block”上的“pos405”阀时,觉得该阀开关太松,随手都能拧得动,并与pos406 阀比较,判断故障就出在pos405 阀上。船抵欧洲港后,对该阀进行了拆捡,发现阀芯密封件碎裂(见图4),经更换pos405 阀备件后,故障立即消除。

图4   405阀芯密封件碎裂

浅谈ME主机的液压排气阀故障和管理

除上述故障外还发现过类似的”主机低速运行单缸不发火”现象,原因是由于FIVA反馈探头的零位出现了偏差。它可以通过对主机对应故障气缸的“FIVA feedback sensor”进行了测试,发现故障气缸值比正常气缸值偏低来确定。

 2.3 部分常见故障
1)排气阀蓄压器故障:可通过各缸排气阀液压管脉动比较剧烈程度来判定是否失效。
2)排气阀弹簧空气泄漏:可通过观察安装在集控室内的主机操作控制系统MOP计算机上“Maintenance\ SYSTEM VIEW I/O TEST” 界面的第34号通道中电流值,精确地判断主机各缸排气阀弹簧空气的气密程度。
3)养护不当:如安装中排气管液压油管密封床垫压偏。
4)排气阀阀杆动作指示器不动作:它会造成排气阀阀杆密封断油,将加剧密封圈的磨损。日常巡视中确保其工作正常,定期地清通动作指示器进油通道内的阻尼孔(Primary restriction)。
5)排气阀阀杆润滑油管下部接头(止回阀堵塞)故障:该接头外形看上去像是一个空心螺丝,但它的结构非常特别:进油端口设计成7只小孔,起作对润滑油的过滤作用;出口端内则安装了一只止回阀,它的功能是一旦排气阀阀杆密封失效,能有效地阻止燃气倒灌到润滑油系统中)。该故障早期可以通过PMI装置测量了主机的热工参数,发现对应气缸的爆炸压力和压缩压力均偏低。

3 管理要点
1)坚持机舱巡回检查制度:检查各缸的排烟温度,各缸的排气阀有无敲击声,检查排气阀上的检验考克,观察是否有气漏出。如有则说明两道密封圈已磨损了。每天需利用排气阀开关指示器,检查是否动作。如动作间断或迟缓,说明阀要“咬死”倾向。
2)排气温差和温升:在主机功率恒定的正航中,应关注单缸排温有否上升趋势。需检查缓冲空气压力或管路是否有漏;空气弹簧室进气止回阀是否脏堵和阀内部密封圈状态;以及阀面腐蚀或烧损引起排气温度升高等。
3)排气阀不同的异常声音:其原因主要有2点:首先,液压油进油油压不足:(1)油泵吸口滤器脏堵。(2)油泵本身出口油压偏低,如泵内漏、安全阀起跳等。(3)油温太高引起粘度过低而低压。(4)排气阀上的驱动活塞环过度磨损,泄漏而引起低压。(5)高压驱动油管连接不当引起泄漏而低压。(6)管系中的其他泄漏。其次,空气弹簧室的压力过高或过低。(1)减压阀调整不当引起空气压力过高。(2)缓冲空气压力过低。
4)排气阀定期养护:拆检须注意各种密封面的清洁,以及各种小孔的疏通;以及阀与阀座的研磨,应当特别值得注意磨削总量不要太多,只要密封面上无断口串通为宜,否则阀面上的耐高温材料磨光后,阀很容易损坏。

4 结语
随着科学技术的进步,船用低速柴油机都使用了直流扫气的方式,这就对主机的排气阀有了更高的要求。主机排气阀的工作条件相当恶劣。在日常管理方面,则应加强经常性的检查和维护,如有隐患应及早发现,及时解决,以使排气阀保持良好状况。否则,如果在航行中主机排气阀出现故障,则必须要停车更换,既影响了船舶的航行安全,又耽误了船期。因此,主机排气阀的维修保养,是确保船舶安全航行相当重要的一个环节。

作者:庄老轨 来源:机务之家

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