船舶主机no1缸活塞头顶部开裂事故分析

船舶主机no1缸活塞头顶部开裂事故分析

活佛是重要的机械燃油器之一，其强度非常复杂。活塞头的顶部要同高温高压的燃气直接接触,内腔则由冷却液冷却,与此同时活塞还要承受周期变化的机械力的冲击。本文探讨当发生主机活塞头裂纹时采取的措施、对策和预防措施。1.滑油带滑油段滑油进线某轮主机,型号6UEC52LS,6缸;增压器型号:MET53SD。航行途中,凌晨05:20,大管轮检查发现主机曲拐箱量油孔油气冒出,机舱内油雾弥漫,进一步检查发现主机NO.1缸活塞冷却油温度上升至58℃(正常值50℃)。大管轮立即请示驾驶台要求主机降速,并电话通知轮机长,轮机长下机舱马上对主机运行参数进行检查,同时叫机匠再开一台副机并入电网运行。到05:30时,主机转速已从海速98rpm降至前进三78rpm,但NO.1缸活塞冷却油温还在继续上升,达到了61℃,当时初步判断主机NO.1缸活塞头顶部开裂,主机继续减速,并通报船长,向船长说明情况和必须尽快停车吊缸抢修。由于当时风浪很大,海况恶劣,船长要求保持船舶动力。继续航行1小时后,船长开始择地掉头抛锚。期间NO.1缸活塞冷却油温再度快速上升,同时滑油压力跌至0.14MPA,主机滑油自清滤器清洗动作频繁。分析因该轮主机活塞头冷却是使用系统滑油冷却,高温燃气及燃烧物碳粒倒窜到滑油系统,滑油滤器脏堵。为避免因滑油压力低造成其他摩擦副润滑失效,造成更大的机损事故发生,船舶采取单缸停油运行,停油期间打开示功考克发现有滑油冲出,明确判断主机活塞头顶部开裂。07:45开始抛锚,在风浪及涨水的共同作用下,锚链刹不住,驾驶台强行用车,试图稳住船身。最后一车因停车时间较长,排气管内滑油油气较多发生排气总管内油气爆燃现象。08:45抛妥左锚7节入水,机舱开始吊缸,更换NO.1缸活塞总成。16:30主机吊缸换用备用活塞总成作业结束,并对扫气箱、排烟总管检查,残存滑油清除,透平增压器喷嘴环外观检查,由于空间有限,无法检查喷嘴环内侧转子叶片情况,喷嘴环局部换挡轻微变形。船舶主机试车正常,16:35开始绞锚,16:50锚起续航。当主机从前进三加速到海速时,主机增压器有喘振,为保证航行安全又考虑到到港时间仅为二天,所以维持前进三速度到港做进一步检查和修理。2.透平冷爆事件原因分析及对策查故障主机活塞头是4年前翻新件,翻新原因是活塞环槽磨损超标,顶部腐蚀量尚在规定范围内,以前修理翻新情况不详,总计运行时间1万多小时,经过对损坏部件检查及测量,发现烧穿的活塞头顶部,最大烧蚀量为5mm,并没有超过允许烧蚀量10mm,探伤检查此活塞头并非疲劳损坏,活塞头的烧穿部位刚好对应于前噴油器下方,所以判断活塞头烧蚀的主要原因是主机在长期低负荷运转时船舶采取的技术措施不够到位,重视程度不够。主机在长期低负荷运转时油头雾化不良,在喷油器喷油结束时滴油,燃烧时将该部位的油滴点燃,造成活塞该部位金属材料局部过热而强度不够烧穿,是该缸活塞头烧穿的主要原因。船舶采取单缸停油措施,应变措施欠妥。船舶在抛锚后主机停车检修前已经发生透平冷爆事件。该轮主机活塞头为系统油冷却,滑油通过机架内滑动套管导入活塞头顶部冷却,该油路同时保证十字头润滑。活塞进油管路没有阀门对油量和油压进行调节。单缸停油导致滑油进排气总管并挥发油气发生爆燃是这件事件的直接原因。燃烧室燃气倒窜滑油系统导致滑油压力下降,可以加强进口滤器的清洁及自清滤器的手动排渣,维持滑油压力,减少负荷但不采取单缸停油,使燃烧室的滑油与燃油一起燃烧,防止积油产生油气发生冷爆。到港后检查主机透平转子叶片、喷嘴环罩损坏。该轮透平损坏的直接原因是由于主机NO.1缸活塞头顶部开裂,在大风浪中航行,无法停车检修更换,在船舶抛锚修理前主机慢车运行了约两小时,由于高温燃气及燃烧物碳粒倒窜进主机滑油系统,主机滑油冷却油高温,滑油滤器脏堵,自清滤器动作频繁,船舶采取单缸停油,部分滑油通过排气阀吹入排气总管。在船舶锚泊作业中,由于最后一车使用间隔时间较长,排烟总管内滑油在高温排烟壳体的作用下,挥发出大量油气,在主机排气过量空气及高温热源的共同作用下形成爆燃。爆燃形成的冲击波震碎喷嘴环罩(喷嘴环罩为铸铁件),瞬间爆燃集聚大量的能量形成的冲击波使得转子瞬间加速度极大,产生的离心力导致转子叶片端部断裂,破碎部件在高速燃气的吹扫下冲出透平涡轮端罩壳,积淀在废气锅炉进口侧。瞬间爆燃集聚大量的能量形成的冲击波使透平转速瞬间极大增高,转子轴、轴承摩擦副的润滑状况也变差,透平端轴承,压气端轴封也受到损伤。3.严格控制主机油温度加强抵港前主机扫气箱检查,尤其是主机活塞头状况检查;加强对主机油头的泵压、漏泄试验、开启压力试验、雾化质量检查,防止油头滴漏,保证燃烧工况;在保证正常排温的情况下,按要求控制好空冷器温度;加减车速度要慢,启动时尽量减小油门,防冷爆,控制主机负荷,防止超负荷运行;加强对主机活塞头冷却油及油温的检查,保证活塞的良好冷却,必要时拆检清通活塞头冷却油孔,提高淡水温度,减少热应力;日常运行时严格监控主机油温度,减少高硫燃油造成的低温腐蚀;船舶在恶劣天气下航行,严格控制主机