大型ME电喷主机常见紧急停车故障排除策略

一、HPS单元泵轴断裂的故障1、故障现象FLH轮的航行安排为2020年11月5日自釜山开往美国装货港哥伦比亚河道的VANCOUVER港，并于2020年11月7日1625L（0605GMT）在日本海清津靠近海峡口附近（40°59'N，139°43.0'E），船舶主机遭遇故障，发出报警提示，船舶控制系统自动调整航速，实现降速。2、故障原因与分析经检验分析发现，在主机停车和重启过程中，电动压泵运行液压油压力保持在安全运行范围内，主机紧急停车后，维修人员对310阀组的安全阀进行拆除，检查安全阀未出现异常，采用压缩空气对阀组进行清理并安装回去或重新更换310阀组电磁阀，主机停车故障保持不变，初步确定可能是机带泵系统存在泄漏问题。进而，立即将检修情况反馈给机务，机务给予指导意见，开展启车试验，监测液压泵本体压力接头处的压力，监测数据表明1#、3#泵的排出压力与吸入口的压力差别不大，2#泵排出压力与系统显示压力数值保持一致，继而判断1#、3#泵出现故障，无法正常开展工作，初步确定泵轴连接处存在故障。船员对1#、3#泵展开专业检查，确定HPS单元泵轴断裂，不能工作。3、故障处理更换损坏部件，故障消除。二、排气阀行程不正常的故障1、故障现象按照调查报告显示，于2020年12月27日，FXH轮处于正常航行状态，主体发出“ExhaustValveStrokeLow”报警提示，主机出现故障，自动降速。2、故障原因及分析MANB&WME-C主机排气阀工作原理如图1所示。图1工作原理由于ME主机排气阀故障的较经常碰到，对此需在分析排气阀的工作原理的基础上，探究出相应措施来解决故障问题。状态1：排气阀启动行程该情况主要是由FAVA阀供给给执行器约23MPa动力油压所引起的，其具体原理为：当一级柱塞已经完成了所有动作后，二级柱塞就会被推动进行（方向向上）；此时，位于压缩高压油管中的滑油会产生油压，由此排气阀上部活塞会受到该油压的影响而向下进行；排气阀被顶开。对于排气阀启动行程来说，主要有3个关键部位，分别为：（1）可发挥出第一次缓冲效果的自调阻尼柱塞。原因是，该阻尼柱塞内部安装了阻尼弹簧。（2）中部阻尼活塞。该阻尼活塞由于其油缸内的滑油一直都处于充满状态，因此当排气阀杆开始向下运动时，该阻尼活塞也一起出现下行动作。（3）与自调阻尼柱塞作用类似，也可以达到缓冲目的的位于空气弹簧腔室内部的空气活塞。状态2：排气阀关闭行程该情况主要是因为排气阀系统所设定的开启时间已结束；此时，排气阀就会自动关闭行程。具体流程为：在排气阀关闭行程的同时执行器会释放下部油压，因此排气阀能够在空气弹簧作用下除了克服阀杆自身重力外，还可以克服上部高压油管内的油压，向上运动完成行程的关闭。值得注意的是，在该情况下，由空气活塞、补充空气的单向止回阀、腔室下部的阀杆导套密封令组件等构成的空气弹簧组件是最重要部件，必须要在排气阀关闭行程的瞬间可以保证其腔室内要具备高够高的空气压力来推动空气活塞可以进行上行动作。情况1：关于空气单向补给阀一些老式的MAN&BNW主机此处是用节流阀替代的，其之所以安装了止回阀，主要是为了避免空气活塞在下行过程中会导致弹簧空气出现压缩而倒流进入补气管路；由此，活塞在下行时就能够压缩掉空气弹簧气缸内的空气，从而完成对较高压力的增加，以更好地助力于排排气阀关闭时所需要的动力值。情况2：排气阀的特殊设计ME-C主机排气阀相比早期机型，其阀座的设计方案为W形，为了大幅提高密封性、延长检修周期和使用寿命，ME-C主机排气阀采用双重密封设计。除此之外，其在另一层面的设计特殊主要体现于对排气阀杆密封油控制单元的引进[1]。3、故障处理船员对排气阀与安全阀进行检查，检测空气压力为0.65~0.75MPa，空气止回阀处于正常工作状态。调整检修排气阀，报警仍未消除。尝试更换整个排气阀，报警消除。4、避免故障的措施（1）定期检查排气阀，对执行机构补油管路的两个止回阀进行维护，保证系统工作正常运行。（2）养护液压油缸，定期对油缸顶部的放气螺栓进行放气。（3）对空气缸密封圈实施密封性试验，判断是否存在老化漏气情况。（4）定期检修空气弹簧进口止阀，清楚堵塞杂物，预防安全阀泄漏问题。三、主机活塞杆螺栓断裂的故障1、故障现象在2020年05月07日0359L，FMH轮正处于新加坡加油锚地备车航行过程中，在航行过程中主机扫气相泄放柜发出高位警报。考虑到船舶处于航行状态，无法中止停车对主机进行检修，故只能对主机工况状态进行动态监控，以便后续对故障进行排除与处理。船舶在新加坡加油锚地停下后，船员将主机NO.3活塞缸扫气箱打开，做好与船长的沟通协调工作，获得进入扫气箱检查的许可，并确保测氧仪监测符合作业条件后，检修人员进入NO.3活塞缸扫气箱进行检查。根据反馈检测情况来看，固定活塞与活塞缸的螺栓松脱缺失了，滑油从孔洞泄漏，影响了主机正常工作。2、故障原因及分析导致紧固失效故障的原因主要有以下3种：（1）产品质量不达标：起固定作用的螺栓产品质量不符合标准，可以对断裂的螺栓材料进行质量检测，确定其内部的金属成分、强度性能以及制作工艺是否达到了使用标准。（2）装配工艺不合格：装配构件时存在预紧力大小设置不科学，预紧方法与顺序存在失误等情况。（3）活塞杆法兰上端和活塞头的接触面平整度不足。活塞杆法兰上端和活塞头的接触面主要是通过060垫床进行密封的，这种密封方式不能使得活塞杆法兰上端和活塞头紧密连接，加上后期活塞在长时间工作状态下会受到往复惯性力与运转作用的影响，原来平整度刚好或未达到标准的接触面会变得更加凹凸不平，平整度不断降低，进而造成活塞杆连接螺栓松动脱落。3、故障处理经检查，检修人员在扫气箱内部找回了松动掉落的固定螺栓。按装配要求重新安装，故障消除。4、避免故障的措施采购原厂建活塞杆螺栓构件，并对其内金属质量与制作工艺进行检验；严格遵守装配规范的指导，安排业务水平较高的人员进行活塞杆安装作业；检查活塞杆法兰上端和活塞头的接触面平整度，预防在锁紧活塞杆螺栓的前提下出现螺栓断裂故障。四、处理与预防排气阀关闭过慢“敲击”的方法（1）通常来说，当某缸排气阀在大型ME电喷主机常态运转时因关闭速度过慢而引发报警系统时（严重时会发生敲击现象），第一步要确认的是该情况下的控制空气压力（约7.5bar为最佳）；若空气压力低于7.5bar，则需根据实际情况来对应地将空气压力值调高。完成上述步骤后，如果报警依然存在，可将大型ME电喷主机排气阀下部密封油单回阀拆开（正常运行中可拆开），观察是否存在空气漏出现象。若确定为该原因，就可以在到达合适港口后对排气阀下部密封油单回阀进行更换处理。（2）航行中经常拆开检查密封油管是否有油滴出（每滴间隔应大于4.5s），通道是否畅通。若无油滴出，需择机拆检密封油单元查找原因所在。五、预防控制单元故障的方法根据当前市场上常见的两种不同的ME电喷主机MPC的不同适用范围与功能，即MPC与MPC10，选择符合船舶主机类型的控制单元，并严格按照安装规范与防护等级要求进行安装作业。对此，可采取的控制措施有：（1）在船舶建造的过程中，应将控制单元的安装放在重要位置，加强对电缆敷设作业的质量控制，将MPC安装在密封电气控制柜中，再将控制柜安装在主机旁控制侧的机械架子上。（2）严格安装设计单位的船舶建造图纸开展电缆敷设作业，电缆绑扎松紧适度，并做好标识。（3）在船轮机长应采用小型真空吸尘器帮助作业，按照每月一次的检查频率对密封电气柜的接线进行检查与清理，预防