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通过检查扫气口确定吊缸周期!

时间:2020/5/21 12:45:48 点击:

  内容提示:本文通过实例介绍怎样确定吊缸周期,很有参考价值...
  最近我服务的某轮主机工作时间临近说明书推荐的吊缸周期12000Hrs,各管理公司的保养规定不一样,吊缸周期的问题一直萦绕在我脑海中:必须按照说明书中的保养周期进行吊缸吗?通过扫气口检查燃烧室状况确定吊缸周期是否可行(专业术语应该叫Condition-Based Overhaul,下文缩写简称CBO)?
实践证明,在保证主机燃油系统,润滑系统,进排气系统,冷却系统,汽缸油注油率等在合理工况的条件下,CBO是完全可行的。之所以说实践,那就以我前面服务的某轮为例,该轮2011年国内造,主机DOOSAN MAN B&W 6S60MC,配备ALPHA ACC气缸注油系统。出厂以来吊缸记录如下(根据吊缸先后顺序排列):NO.1CYL 运行时间17116Hrs;NO.6CYL 运行时间17449Hrs;NO.4CYL 运行时间25755Hrs;NO.3CYL 运行时间27464Hrs;NO.5CYL 运行时间27944Hrs;NO.2CYL 运行时间27944Hrs。很多人看了应该都会唏嘘惊叹吊缸周期居然这么长,但是事实确实如此。我在该轮连续工作两个合同期,主机4#、3#、5#、2#缸都是在我任期内吊的,而且根据工况和磨损率我认为还有再延长的可能性。这也佐证了MAN B&W厂家建议将主机吊缸周期延长至32000Hrs的可行性。当然32000Hrs以及说明书中规定的12000Hrs,我认为都不应成为固定的期限,数值是死的,一线设备管理者应该根据CBO把这个数值变活。下面我先从对燃烧质量影响较大的燃油系统和汽缸油系统做个铺垫,也方便后文中对扫气口检查的描述。
燃油系统:保证燃油质量的前提下,喷油器更是重中之重,这往往也是新证大管经常忽略或者说难以熟练把控的部分。曾经看过一个事故案例,某轮机员在保养主机油头的时候,忽略了油嘴的定位销,以至于装机运行中油嘴错位,喷油方向改变,造成了很严重的机损事故。首先,喷油器的密封性测试至关重要,良好的密封性可以保证喷油压力的稳定和减少喷射压力降。其次是开启压力的测试,在规定范围内即可,并不需要太精准,这也是说明书通常范围规定±30BAR的原因。因为高压油泵工作过程中,柱塞的快速位移会在高压油管中形成非常高的压力波,而这个压力波远远超出喷油器的开启压力。燃油的雾化是由超高压力波完成的,而并非是靠喷油器设定的开启压力。关于喷油器还需要再强调一点,每次从机体上换下油头,应该第一时间进行泵压试验。一是将喷油器内残留燃油排除,方便后期拆检;更重要的是及时泵压试验,了解一手资料,这样可以给判断单缸工况提供依据。
大管轮一定要重视喷油器的拆检保养等工作,对喷油器的保养更应该作为考核新任大管轮的重要课题,喷油器状况的好坏,直接决定着主机的工况,由喷油器造成故障的案例也不在少数。现在使用的都是新式滑阀式的喷油器,能获得更好的雾化质量,只要按照说明书规定合理进行保养,燃烧质量也是很容易保证的。详细的保养这里不再赘述,教科书、保养手册都写得相当细致。
气缸油注油系统:
(1) 气缸油注油率
气缸油注油率, 指单位时间单位功率的气缸油注油量。注油率过低,油膜难以形成, 加剧活塞环与缸套磨损,漏气增多,甚至导致拉缸事故;注油率过大,不仅浪费气缸油,增加船舶运行成本, 而且过量气缸油氧化、燃烧的产物会污染缸套和活塞(环), 甚至导致扫气箱着火。
(2) 最佳注油率
气缸油注油率, 与机型、扫气方式、冲径比、负荷强度、活塞环状态等很多因素相关。最佳注油率, 一般指在燃烧良好的前提下, 气缸油注油量正好能够保证:气缸磨损率在设计范围内;气缸内表面, 润泽无拉痕;活塞环槽,没有积炭;活塞环,外圆光亮无拉痕, 在环槽内活动灵活,第一道环干爽, 第二道环下部和其他环油润;扫气口处, 无明显刮痕、磨损和积炭;扫气箱内, 残油和积炭少;排烟颜色,无蓝色成分等。
关于第一道环干爽的问题,也曾经和前辈探讨过。第一道环干爽的情况对应的注油率应该是在比较理想燃烧状况下,最好的状态应该是第一道环以上的活塞头三分之一处湿润最佳。但是我觉得还是尽量把好喷油器这一关,保证燃油雾化质量的前提下还是以第一道环干爽为好,因为这两个标准可以让汽缸油消耗每日消耗相差80-120升左右(以MAN B&W 6S70MC为例)。而且这里的“干爽”也仅仅是视觉上的干爽,用手触及一下干爽的第一道环,其实很明显还是有一层油膜的。总而言之,注油率怎么选择怎么调整还要结合实际工况。
 (3) 气缸油注油率的调整
不同的机型, 甚至相同的机型在不同的工况下, 注油率各不相同。选择注油率,必须参照柴油机生产厂家推荐的注油率。考虑具体船舶设计的柴油主机的工况和常用转速, 使用燃油的硫份含量,以及气缸油性能指标,该柴油主机在船运转的实际状况等。而且MAN B&W工程师又进一步下调了基准注油率的推荐值,由0.26 g/kWh 改为0.20 g/kWh。原文如下: Based on experience and research, we have lowered our recommended ACC (Adaptive Cylinder oil Control) feed rate factors for plants equipped with Alpha Lubricator or ME Lube system. New cylinder lubrication recommendation 0.20 g/kWh × S%. Absolute minimum: 0.60 g/kWh。Concerns:MAN B&W two-stroke 60-98 cm large bore engines. Types: MC/MC-C, ME/ME-C with high-top land and Alpha Lubricator or ME Lube.
实际上,船上管理人员对这个推荐值感到很惊讶甚至怀疑,每批燃油的含硫值千差万别,对应基准注油率进行相应调整不能一步到位、生搬硬套。作为专业人员,了解、学习、参考性很有必要。
大多数轮机长求稳, 实际选取的注油率都偏大。应定期检查,及时调整注油率,尽可能保持气缸和活塞的良好工作状态。调整前,仔细检查,认真分析,确认需要调整和应该调整多少,每次调整的幅度要小,调整后运转一段时间,再次检查确认调整的效果, 必要时再次调整,直至达到理想的状态。变更不同含硫燃油品种时,适时改用相匹配的气缸油。用实际检查情况结合厂家的建议,最佳注油率是很容易找到,而且是安全的。
在这里也突出讲一下很多船上日常操作中的检查技巧:扫气侧缸内的检查最好在主机航行结束停车后尽快进行,获取相对准确的资料;另外很多船完车后会按下注油器的预润滑然后再进行盘车,这样新注入汽缸油直接会影响对缸内状况的判断,这点需要有类似操作的船舶引起注意。下面我列举几个典型的扫气侧检查出现的情况:
I. 下面两图是我前面所指那条船每次扫气侧检查的两种状况,图A其实可以算是比较理想的情况了,活塞头没有明显结碳,各环状况良好。其实按照当时使用的燃油含硫量,注油率设定还是稍微偏大,调整还是非常保守的。图B的注油率设定和图A是一样的,有轻微结碳,活塞环的状况也非常好。
通过检查扫气口确定吊缸周期!
图A↑
通过检查扫气口确定吊缸周期!
图B↑
  
II.图C和图D是我现在工作船舶的活塞检查情况,状况还是不错。主机型号2010年MITSUI MAN B&W6S70MCC,常用负荷80%-85%,75RPM,汽缸油日常消耗量530升左右。这是我一个多月前下调注油率之后检查的状况,几年时间都设定为100%,我下调至90%,每日消耗量减少了70升左右。很明显注油率依然偏大,根据检查情况我认为合理注油率在75%(日常消耗在320升左右)。但是基于高碱值汽缸油存量以及低硫油即将投入使用等原因,我没有进一步调整。这个主机吊缸保养周期是12000Hrs-16000Hrs,前面基本都是13000Hrs左右进行的吊缸保养,缸套磨损率还是相对偏大的。而且就某缸10000Hrs左右的状况来看,活塞头环槽已经明显结碳,但基于Condition-Based Overhaul适当延期应该是没问题的,因为喷油器的合理保养也保证了燃烧质量。那么问题来了,如果汽缸油注油率依然保持之前那么大,再过几年会不会出现问题?一旦燃烧质量下降,缸套磨损率会不会很快超出极限?这个问题也值得我们沉思一下。
通过检查扫气口确定吊缸周期!
图C↑
通过检查扫气口确定吊缸周期!
图D↑
 
 III. 图E,图F和图G是某案例船情况,图E和图F活塞环明显有拉痕,磨损严重,这样也会增加缸套的磨损率。这种情况也就没有挽回的可能性了,只能临时把注油率调最大,找合适机会尽快吊缸。G的活塞环上下边缘可见金属接触造成的轻微磨痕,这种情况可以适当调大注油率,后期增加检查频率,待恢复正常后将注油率调回初始值。当然活塞环的检查情况不只这些,具体现象具体分析,扫气侧对活塞检查的频率要尽可能缩短,尤其对注油率调整之后,即使出现什么异常,根据现场看到的情况对注油率也可以进行适当的调整。
通过检查扫气口确定吊缸周期!
图E↑
通过检查扫气口确定吊缸周期!
图F↑
通过检查扫气口确定吊缸周期!
图G↑
 
IV. 下面这种情况也是很多船经常遇到的,扫气口上部周围有非常明显的黑色区域。这种情况要区别于缸套内壁上部的黑色区域,上部出现类似黑斑很多都是烧蚀或者拉缸造成的,一定要引起重视及时查找原因。而扫气口上部的这种黑斑往往会在汽缸油注油率调低后偶尔出现,在热带区域航行更容易出现。由于扫气中的水分,汽缸油中的添加剂CaCO3,部分燃烧产物的附着形成了这种黑色的粘着物,这种黑斑的成分是碳和碳酸钙。这种现象可以通过增加注油率,过量的汽缸油可以慢慢将其清洁干净,但是如果单纯地为了清除黑斑调大注油率,我倒觉得完全没有必要。因为这种粘着物对缸套等部件不会有任何危害,而且长期调大注油率,依然如我【论汽缸油过量的弊端】文中讲述的弊大于利。
  
通过检查扫气口确定吊缸周期!
通过检查扫气口确定吊缸周期!

  当然,缸套内部的情况复杂的状况很多,还是需要根据现场的第一手资料进行分析判断的。那么在保证了燃油系统和注油率的良好状况下,怎么通过扫气口检查即CBO判断吊缸的时间呢?决定吊缸最重要的几个因素:活塞环的磨损量;活塞头部的烧蚀情况;环槽间隙;活塞环断环,咬死,拉痕等异常;活塞头漏油等特殊情况,而这些都可以通过扫气口进行检查,再结合实际中的热工报告,应该能确定更加合适的吊缸时间的。有些机型的第一道活塞环工作面侧设置了CL grooves,正常情况下,通过测量和持续监控CL grooves的深度来决定吊缸周期还是更有参考价值的。示意图如下:
   
通过检查扫气口确定吊缸周期!
通过检查扫气口确定吊缸周期!

  其实船上工作就是这样,理论与实际往往是相互依赖又相互矛盾的,有时候理论不适合实际管理,但没有理论很多时候又无法支撑实际工作。实践是检验真理的唯一标准,但真理不一定是终极的。那对于船舶的管理,我们更应该从实践中探索真理,只有不断地探索才能找到符合实际情况且行之有效的更加科学化的管理方法。每条船管理人员的频繁流动性以及每个人管理水平的参差不齐,造成了各船舶状况的明显差异。我依然认为“因地制宜”的管理方式更科学,在能力足够的情况下完全打破“循规蹈矩”的死板模式。回到本文论点,Condition-Based Overhaul是否可行?这里我再引用一下MAN B&W 工程师的话与大家共勉:The experience with our engines with the latest updated combustion chamber design, i.e. with Oros shape and the latest piston ring design, slide fuel valves and optimized temperature levels, counts more than seven years of operation. Against this background, we have gained valuable knowledge about the need for piston overhauls compared with earlier experience. The “Guiding Overhaul Interval” for pistons, previously set to 12-16,000 hours, appears to have been set rather too conservatively. Normally,the need for piston overhaul does not arise until much later, and extensions up to 32,000 hours are a possibility.
(完) 

作者:刘财义 来源:海机务之家

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