副機曲柄銷軸瓦燒熔事故分析與處理

青島遠洋運輸有限公司 劉廣利

副機曲柄銷軸瓦燒熔事故分析與處理

青島遠洋運輸有限公司 劉廣利

介紹一例因副機滑油泵端面過度磨損使副機滑油失壓，致曲柄銷軸瓦燒熔的機損事故及處理過程。分析副機曲柄銷軸瓦燒熔事故原因，提出曲柄銷軸瓦損壞預防措施和管理對策，并提供應急情況下不吊缸更換曲柄銷軸瓦、干燥棕繩快速磨削燒熔的軸瓦合金等較為實用的修理方案，供同行參考。

機損事故；端面磨損；滑油泵失壓；曲柄銷軸瓦燒熔

一、事故情況

某船，船齡30年，副機型號B&W 5T23HH。副機嚴重老化，航行時必須兩臺副機并電運行。

某日凌晨，風浪天氣，船舶航行途中No.1、No.3副機并聯供電。No.3副機滑油低壓報警，查看機旁滑油壓力表，發現油壓快速下降。緊急啟動 No.2副機并電，停No.3副機。

事故現場：No.3副機曲拐箱道門、飛輪端輸出軸軸封冒出大量油煙，手摸曲拐箱各缸道門均高溫，No.4缸道門高熱。持續手搖副機滑油預潤滑手搖泵，兩人強力盤車維持輕度轉動。半小時后，打開副機曲拐箱各缸道門，發現No.4缸道門端蓋下部、道門機架上堆積厚厚的魚鱗片狀脫落的軸瓦合金，連桿大端高熱，軸瓦合金燒熔冒溢，其他各缸正常。拆下No.4缸連桿大端下端蓋，軸瓦燒熔粘連在曲軸曲柄銷上，敲擊撬下連桿大端下瓦，軸瓦合金層表面溝痕粗糙，嚴重燒熔粘連，曲柄銷表面粘連的軸瓦合金形成周向凹凸不平的圓圈。粘連附著在曲柄銷表面的燒熔軸瓦合金層硬度大，嘗試竹片、銅皮、三棱刮刀、油石皆難以拂刮或磨削。

二、事故原因查找與分析

考慮船舶航線較長及No.1、No.2副機老舊狀況，為確保船舶安全，船舶只能自修，盡快恢復No.3副機運轉。

拆檢吹通No.3副機滑油壓力表、壓力繼電器滑油管路，未見異常；調校測試滑油壓力表、壓力繼電器，發現滑油壓力表、滑油低壓報警繼電器正常，滑油低壓停車保護繼電器老化不動作，所以No.3副機滑油低壓時，滑油低壓報警而不能自動停車。

拆檢No.3副機滑油泵，發現油泵外部端蓋與兩齒輪端面過度磨損，端面間隙過大而失去密封作用，導致油泵高壓油腔與低壓油腔串通，內部嚴重漏泄，容積效率大大降低，以致油泵不能正常吸油排油[1]。查看泵外部端蓋與泵體之間的墊片發現墊片較薄，已無法通過減小其厚度來調整端面間隙。只能將泵體與端蓋結合面磨去少許，以資補救[1]，或換新該端蓋。查找備件，備件箱存有2只翻新的齒輪泵外部端蓋和多只新軸套。因滑油泵外部端蓋過度磨損，導致副機滑油低壓或失壓，引起了本次事故的發生。

三、曲柄銷修復方法

仔細檢查No.3副機No.4缸連桿，未見損傷或變形。決定采用不吊缸、人工打磨拋光曲軸曲柄銷、恢復副機使用的修理方案。

制作一根總長度大于缸頭高度與活塞行程之和的活塞起吊絲桿。絲桿下部螺紋保持完好，以便旋入活塞頂部吊裝螺紋孔，絲桿上部焊接D形環以便懸掛手拉葫蘆。拆除No.4缸油頭，從油頭孔插入起吊絲桿，旋入活塞頂部螺紋孔內，用葫蘆起吊活塞至不妨礙副機曲軸盤車位置。下部從曲拐箱道門用純棉繩系固連桿大端，起到定位和保險作用。

曲軸曲柄銷修復使用人工棕繩/帆布打磨拋光法。該方法是船舶應急情況下，人工打磨拋光曲柄銷的一種快捷、實用、可行的自修方法。

第一步：用干燥的棕繩來回拉、松磨削曲柄銷。開工前，穿過副機兩側道門油底殼上方，在No.4缸道門下部橫拉鋪設一張舊床單，防止棕繩細末、金屬碎屑等異物落入油底殼。選用直徑15 mm左右的棕繩繞曲柄銷2圈，副機曲拐箱兩側道門前各坐一人，手拉繩子一端，用力均勻拉、松棕繩，控制棕繩從曲柄銷前部到后部，由后部到前部，利用粗糙的棕繩表面均勻磨削燒熔粘連在曲柄銷表面的軸瓦合金。在2人配合往復拉、松磨削曲柄銷過程中，第三人同時確保間隔一定時間盤車曲軸相同的角度（15°、30°或45°）。棕繩的表面粗糙度可保證快速磨削燒熔粘連的軸瓦合金。棕繩繞曲柄銷2圈，由前及后、由后及前均勻磨削，保證曲柄銷的圓柱度；同時，間隔一定時間盤車相同角度，確保曲柄銷的圓度。磨削直至曲柄銷表面光潔無燒熔合金停止。力度不夠，可更換新的棕繩。

第二步：用油棕繩來回拉、松打磨曲柄銷。準備一只油壺，不停地在曲柄銷棕繩纏繞打磨部位澆注副機潤滑油，打磨至曲柄銷表面無軸向軸瓦合金燒熔粘連暗痕。

第三步：用干燥長條帆布帶來回拉、松打磨曲柄銷。其要領同第一步，打磨直至曲柄銷表面軸向暗痕光亮。

第四步：用長條油帆布帶來回拉、松打磨拋光曲柄銷。準備一只油壺，不停地在曲柄銷帆布帶纏繞打磨拋光部位澆注副機潤滑油，其他要領同第二步，打磨拋光直至曲柄銷表面光潔明亮。存留輕微均勻的周向光亮暗痕不影響使用。

副機No.4缸曲柄銷打磨拋光完畢，換新曲柄銷軸瓦。間隙測量，發現該缸軸承間隙比規定間隙略小，連桿切口斷面對稱墊薄銅皮調整間隙，換新連桿螺栓，裝復；同時，換新副機滑油低壓自動停車保護繼電器。

為尋找驗證本次副機曲柄銷軸瓦燒熔事故真正原因，裝復副機滑油泵原外部端蓋，持續手搖副機滑油手搖泵，沖車、短暫啟動No.3副機，發現副機滑油壓力為零。更換翻新的副機滑油泵端蓋及軸套，啟動No.3副機，滑油壓力恒定為0.4 MPa，壓力正常。

No.3副機運行初期，采用了如下監控手段：（1）不間斷手摸/紅外測溫儀感測對比No.4缸曲拐箱道門溫度；（2）No.4缸曲拐箱道門端蓋部位放置照明燈監控有無煙氣；（3）副機曲拐箱通大氣油氣柜管路下部端口放置照明燈監控有無煙氣。

之后，該副機一直正常使用，直至兩年后船東賣船。

四、事故預防措施和管理對策

曲柄銷軸承作為副機的一種重要易損基礎件，在運轉時受到周期性變化的氣體力和活塞、連桿慣性力的作用，并且氣體力在燃燒時具有沖擊性。[2]曲柄銷軸瓦承受著很高的非穩定載荷（即動載荷），加上老舊副機曲柄銷發生較大磨損后產生的圓柱度和圓度誤差[2]，工作條件更加惡劣。曲柄銷軸瓦一旦損壞，危害巨大。應該切實加強老舊副機管理，采取有效措施防止曲柄銷軸瓦損壞事故可能造成的重大損失。

老舊副機曲柄銷軸瓦損壞事故預防措施和管理對策如下：

（1）機帶滑油泵定期解體檢修。

（2）副機滑油壓力、溫度安全保護裝置定期維護、校對并試驗。

（3）吊缸時，測量曲柄銷圓度、圓柱度及軸瓦間隙是否符合要求，是否超過極限。

（4）副機軸系周期性安全檢查時間縮短一半，如250～300 h。

（5）定期清洗滑油濾器，檢查滑油是否臟堵。定期分離滑油，定期化驗系統油質，不合格則更換新油，換滑油時清潔油底殼。

（6） 副機運轉期間保持正常油位，嚴禁滑油高溫。

（7）副機運轉期間，用槍式紅外激光測溫儀間斷測量或手摸方法監控各缸道門蓋溫度，以便間接了解各個軸承工作狀況；曲拐箱道門端蓋部位及曲拐箱通大氣油氣柜管路下部端口加強照明，監控有無煙氣。

（8）適當縮短吊缸檢修周期，減少燃氣對滑油的污染。

（9）副機安全檢查時，手動盤車，檢查軸系是否卡滯；螺絲刀撥動連桿大端，間接檢查曲柄銷軸承間隙是否合適；仔細檢查軸瓦側面內表面軸瓦合金是否有冒出痕跡。

（10）手摸曲拐箱底部檢查有無異物，手摸底部滑油對光檢查有無軸瓦合金粉末。

（11）調整副機各缸負荷，分配均勻；嚴禁超負荷、超速運轉。

（12）曲軸拐檔差測量數據，不能超出說明書極限。

五、結束語

本起副機曲柄銷軸瓦發生燒熔事故的過程： 副機滑油泵外部端蓋與齒輪端面過度磨損而失去密封作用，導致油泵高壓油腔與低壓油腔串通，內漏嚴重，滑油失壓[1]。滑油低壓自動停車保護繼電器老化不動作，副機不能自動停車繼續運轉。No.4缸軸承間隙比規定間隙略小，潤滑油失壓，油膜不能建立，曲柄銷與連桿大端軸瓦的合金直接接觸，干摩擦產生高溫使合金熔化[2]。

副機滑油壓力、溫度安全保護裝置必須定期校對并試驗，各調整參數如滑油低壓報警值與低壓停車值必須按照說明書設定。

對于軸系較差、需要頻繁更換連桿大端軸瓦維持使用的老舊副機，制作活塞起吊專用長絲桿，采用不吊缸更換副機連桿大端軸瓦的方法，值得推薦使用。

曲軸曲柄銷人工棕繩/帆布打磨拋光法作為船舶一種應急自修方法，實用可行。在具體使用中，其中的四個步驟可以根據曲柄銷的不同損傷程度靈活運用，但絕對不可急于求成。若打磨拋光時間不足、方法不對、曲柄銷光潔度不夠、橢圓度或圓錐度大，貿然副機試車、運轉往往會造成重復機損、欲速不達的被動局面。

[1]費千.船舶輔機[M].大連:大連海事大學出版社,2000:21,22.

[2]滿一新.輪機維護與修理[M].大連:大連海事大學出版社,2000:166.

Failure analysis and repair of connecting rod bearing for diesel generator engine