8320ZCd-6 柴油机咬缸事故分析及反思
韩锡方 李启富 许昌明
一、事故发生经过
某轮是一艘新船,配备广州柴油机厂生产的6320ZCd-6柴油机,额定功率2060kw,额定转速525r/mim,今年1月31 日首航,固定航线天津至广东汕头,该轮第9 航次,于2006年5月1日15、00 时开航,由天津装煤炭驶往汕头。2006年5月5日03:30 时左右船舶航行到大陈岛以东大约10 海里(北纬28、29、东经122、05)处时,发生主机第四缸活塞咬缸事故,据轮机日志记录,发生事故前主机运转一直都很正常。据当班人员反映,03、30 时左右从机舱平台甲板集控室出来准备进行巡回检查时,发现主机周围烟雾弥漫,气味刺鼻,立即到机旁将主机紧急停车,随后打开曲轴箱导门检查,发现主机第四缸缸套漏水,吊缸检查,发现该缸发生严重的咬缸事故。由于船上配件不足、配件尺寸不符(如厂供连杆小端铜套与活塞销配合过盈且过盈值达到1、1mm;船上没有配备活塞销、活塞和连杆;市购的活塞销比本机原活塞销长2mm,且油道不符;市购的活塞加工不规范,裙部外径比说明书标准大0、14mm 左右,厂供缸套上端有一道50mm~60mm 宽、内径¢320-0、20 的耐磨圈(说明书没有标明),两者形成过盈配合;而市购的缸套没有这一圈;与市购的活塞可配合使用等)及其他原因,船舶自修了几天无法修复,根据公司指令,5 月8 日封缸将船驶往温岭石塘抛锚,公司机务人员及厂方人员共同到船协助修理。
二、现场勘验和检查
该机第四缸发生事故,其余各缸均正常,损坏情况如下: 1、气缸套内表面发黑,有严重的纵向拉痕,外表面封水橡胶圈轻度硬化,弹性不足;
2、活塞外表面发黑,活塞环咬死在环槽内,外园与活塞外表面磨得一样平;
3、活塞销孔发黑、咬毛;
4、连杆小端铜套抱死在活塞销上,定位销磨断;
5、连杆小端铜套座孔天地之间比左右之间大0、1mm,拉长变形; 6、连杆大端轴承正常,无明显损坏现象;
根据现场勘验情况,估计引起咬缸事故的最大可能是该缸断油或供油不足所至,因此对该缸的润滑油路进行了祥细的检查,当拆下该缸主油路油管时,发现有一棵螺钉在油管里,堵塞了主油路,仔细观察该螺钉,确定是半自清滤器芯子的紧固螺钉,拆卸所有4 只半自清滤器芯子检查,发现其中一只滤芯果然少了一棵螺钉。 三、事故原因分析
本航次船从天津开航后,航行途中发现半自清滤器前后压力差加大,知道滤器堵塞,于是将半自清滤器调换一组使用,将堵塞的一组滤器拆卸清洗。由于上一次滤器拆卸清洁时滤芯的其中一棵螺钉未拧紧,而且所有螺钉都没有保险装置,在使用过程中,由于螺钉(钢)与滤芯(铝)受热膨帐的系数不同,使得原本未拧紧的螺钉与螺孔的配合变得更松,又由于振动和油压力的冲击作用,使螺
钉慢慢松动并逐渐旋出,当该螺钉最后脱离滤芯后,在油压的作用下,随着油液向主机润滑油道流去,由于该机主油管入口前管座直角接头里面原装有的初次动车过滤网根据使用的要求已经拆除,所以该螺钉没有受到任何阻挡就进入了主机主油管,通过主机主油管一直向前移动,当移动到第四道主轴承油管处时刚好落入该油管里,由于油管弯头阻止螺钉继续向前,螺钉就留在弯头前直管处,阻塞了该油管的大部分油道,使得由该油管通过的润滑油仅能满足第四道主轴承润滑的需要,而通过第五道主轴承的润滑油主要润滑、冷却第五缸活塞连杆组件,只有一部分流向第四缸活塞连杆组件,这部分润滑油数量有限,除满足润滑连杆大端轴承外,仅有很少量的一部分流向连杆小端铜套起润滑作用,根本无法到达活塞冷却油空间,对活塞起冷却作用。很快使活塞过热膨胀引起活塞环、活塞销、连杆小端铜套等咬死,与缸套发生拉缸现象,发出敲击声,并造成缸套漏水、燃气下泄,至使曲轴箱烟气大量冒出,机器周围烟雾弥漫现象。
四、经验教训和建议
该事故从经过、检查处理和分析来看,结论是:由于主机滑油半自清滤器滤芯螺钉脱落,堵塞主机第四缸主油管造成该缸缺油引起咬缸。该事故从螺钉堵塞第四缸主油管到缸套漏水、燃气下泄、曲轴箱烟气大量冒出的整个过程,虽然时间不会很长,但因为每缸润滑油路有二条,而且主油路也不是全部堵塞,因此,整个过程也不会很短,其间应该会出现敲缸、冷却水及润滑油温度升高、曲轴
箱开始小量冒烟、曲轴箱温度升高等事故先兆现象,如果能加强巡回检查,就会及时发现,不会造成整缸活塞连杆机构损坏报废、船舶停航六天的严重后果。另从广州柴油机厂协助修理的技术人员 谈话中得知,同类型事故已发生过多起,但仍没有引起厂方的高度重视,采取相应的措施杜绝类似事故的重复发生。从该事故中应吸取的教训和建议有:
1.切实抓好船舶的备件配置、把好零部件(特别是运动件)的产品质量关;
2.严格执行船舶航行值班制度,加强各设备的巡回检查; 3.必须提高船员的管理素质、技术素质和工作责任心;
4.全面分析检查影响船舶机电设备安全的薄弱环节,做好防范措施,确保运行安全(如本机给半自清滤器滤芯螺钉加保险、滑油进主机主油管前的初次动车过滤网除去铜丝网后继续使用以阻止大棵粒物体进入主机)。
5.建议柴油机制造厂应该及时通知配套厂改进产品设计,如半自清滤器滤芯紧固螺钉要加保险等,以免类似事故重复发生;
6.建议各柴油机配件厂应严格按零部件原设计图施工,按标准检验,确保所生产的配件完全符合产品技术要求和质量标准。 关于广柴主机6320Zcd-6型的管理要点
为保证主机能够正常燃烧,发挥到最佳的工况,减少滑油的消耗,减少气阀的烧蚀,现从各环节归纳如下:
1. 现普遍使用的是180cSt燃油,一般要求沉淀柜内的加温为70℃,
但水分与杂质含量大时,也要将燃油加温到90—95℃,每4小时打开放残阀放残一次,直到将水分与杂质放净为止;一般情况日用柜的温度为90℃,分油机加热温度为95--98℃,分油机流量调整到额定流量1/3为宜,例如SJ2000分油机,流量为600L/小时,并且要求燃油分油机连续不停的运转进行分油净化提高燃油品质,进主机最佳的喷射温度115-120℃,最佳喷射粘度范围为9-12cSt,我们建议保持在10cSt;燃油进机温度尽量提高些,但以喷射雾化粘度为最终控制目的。各燃油滤器,包括供油单元滤芯要定期清洗,减少再次污染到系统中,
2. 在柴油机运转过程中,可用手触摸高压油管的脉动情况,观察排气颜色,检查排气温度,通常要把各缸排烟温度控制在390℃以内(虽然说明书规定450℃,但是在实际应用中超过390℃就容易将气伐烧损,如果燃烧状况良好,燃烧完全,形成的不完全燃烧产物少,积碳结垢少的情况,有时排气温度高时气伐仍然能够安全运转),柴油机爆发压力建议不超过115kgf/c㎡,通常爆发压力高或者各缸工况不平均时容易发生主机震动或者连杆轴瓦损坏,如遇排气冒黑烟,排温急剧升高,爆压不正常等现象,需要及时更换喷油器,喷油器喷射压力及喷油雾化检查建议每航次做1次,不超过500小时(因为国产针阀偶件、喷嘴等部件质量不稳定),喷射压力290—300kgf/ c㎡,雾化检查及喷油压力检查以慢压为准,若有缺陷,要注意喷嘴,针阀偶件,弹簧的适时更换。
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