L28/32A型主機(jī)排氣閥座脫落和漏水的原因解析及修理探討

摘 要：針對(duì)本公司某輪L28/32A型主機(jī)排氣閥座在運(yùn)行中脫落和進(jìn)、排氣閥座漏水的實(shí)例，此文簡要分析了造成柴油機(jī)排氣閥座脫落，進(jìn)、排氣閥座處向氣缸內(nèi)泄漏冷卻水的原因，在此基礎(chǔ)上闡述了一般的處理方法，并就如何修理提出了一些對(duì)策措施。

關(guān)鍵詞：L28/32A柴油機(jī)汽缸蓋閥座脫落；漏水原因；對(duì)策修理

故障情況概要

本公司某輪，是一艘五千噸級(jí)散裝化學(xué)品/油輪二用船，主機(jī)為L28/32A型柴油機(jī)。在近些年來，該輪有發(fā)生主機(jī)汽缸蓋由閥座向汽缸漏冷凝水的情況，同樣該情況也經(jīng)常出現(xiàn)于缸蓋水套，經(jīng)過兩次吊缸檢修后但依舊沒完全解決問題。然而在現(xiàn)實(shí)的管理過程中經(jīng)查看檢看，不管是閥座，還是水套“O”形圈漏水，它們都具有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是在主機(jī)的運(yùn)行過程中，當(dāng)水溫超過60℃后就不會(huì)在有泄漏發(fā)生。特別是在去年的上半年中，因?yàn)榻舆B三次在運(yùn)行的過程中發(fā)生了排氣閥脫落事故，已引起公司內(nèi)部廣泛的關(guān)注和足夠的重視。

1 閥座密封發(fā)生漏水的原因解析

閥座發(fā)生向缸內(nèi)漏水的情況主要存在兩個(gè)地方，一個(gè)是缸蓋閥座里面的水腔“O”形密封圈，另一個(gè)就是閥座口外周與缸蓋閥座孔靠過盈配合剛性結(jié)合面處。

1.1 橡膠密封面發(fā)生漏水的原因

1.1.1 閥座的“O”形密封圈因老化失去彈性而不具備較好密封性能

1.1.2 當(dāng)冷凝水腔產(chǎn)生較嚴(yán)重的水垢之后，會(huì)在很大程度上對(duì)冷卻效果造成影響，繼而會(huì)出現(xiàn)局部高溫的情況，尤其是當(dāng)水垢較多地產(chǎn)生于排氣閥座冷卻水腔及通道后，再加上水腔的通道空比較狹小，其直徑僅有8mm，特別是在內(nèi)部還存在彎曲的通道，故堵塞的情況時(shí)有發(fā)生。在水質(zhì)比較差的情況下，發(fā)生與冷卻強(qiáng)的腐蝕程度比較嚴(yán)重，經(jīng)拆除檢查發(fā)現(xiàn)，不僅存有非常多的水垢，而且“O”形密封圈處還因?yàn)楦g而產(chǎn)生了很多坑槽，從而更加促進(jìn)了漏水的發(fā)生。

1.1.3 盡管一直使用的是“701”循環(huán)淡水處理劑，但幾乎沒機(jī)會(huì)在修理的時(shí)候?qū)⒏滋兹坷霾⑦M(jìn)行徹底的除垢，因此冷卻效果仍然不佳，進(jìn)而更加促使了橡膠圈的老化而導(dǎo)致漏水。

1.2 剛性密封面漏水原因分析

1.2.1 閥座本身存在配件的質(zhì)量問題。一方面可能是因?yàn)檫^盈余量不足，通常情況下，標(biāo)準(zhǔn)過盈兩為：進(jìn)氣閥0.05-0.07mm，排氣閥0.10-0.12mm；另一方面可能是所采用的剛性配合面不具有較高的加工精度；再者也可能是因?yàn)楸ｐB(yǎng)出現(xiàn)問題，比如閑置過久后產(chǎn)生的某些變形等。

1.2.2 在不斷的修理過程中，汽缸蓋閥座孔的配合面可能逐漸形成損傷，而損傷通常較多發(fā)生于擊點(diǎn)、拉槽等處，進(jìn)而造成不嚴(yán)密封差生漏水。

1.2.3 閥座因?yàn)椴涣祭鋮s或燃燒可導(dǎo)致整機(jī)或局部產(chǎn)生變形，進(jìn)而會(huì)對(duì)原本嚴(yán)密的貼合造成破壞，最終導(dǎo)致密封不嚴(yán)而產(chǎn)生漏水。

1.2.4 在對(duì)閥座進(jìn)行拆裝的過程中，未采取規(guī)范的操作方法，甚至是采取死敲硬打的方法，而未采用液氮冷卻的方法進(jìn)行正確的安裝，最終對(duì)配合面造成損傷而影響密封效果。

1.2.5 缸蓋閥歷經(jīng)多次的清潔浮銹修理操作，更有甚者是在此過程中，因圖快省事等人為因素，而采用沙皮紙進(jìn)行打磨清潔，這樣做的結(jié)果就是空座會(huì)變大，經(jīng)過多次則可導(dǎo)致閥座與孔的過盈不足而不能進(jìn)行嚴(yán)密裝配繼而發(fā)生漏水。

2 缸套與水套密封漏水的原因分析

就柴油機(jī)的構(gòu)造來看，在缸蓋與水套之間，通常存有兩道“O”形密封圈，而水套與缸套水腔一般通過6個(gè)直徑為15mm的水管接頭進(jìn)行連接，“O”形密封圈位于其兩端，漏水則通常發(fā)生于水套密封或水管接頭密封處，經(jīng)過多次拆檢的結(jié)果來看，發(fā)生漏水的原因主要可歸結(jié)于一下幾個(gè)方面：

2.1 在機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中可致水溫升高，進(jìn)而會(huì)加速“O”形密封圈的老化進(jìn)程，嚴(yán)重時(shí)甚至可因高溫而發(fā)生碳化，最糟糕的情況就是，在冷卻水路發(fā)生堵塞的情況下，在氣閥與閥座部位發(fā)生持續(xù)的燒蝕可將“O”形密封圈徹底燒毀，此時(shí)發(fā)生的漏水量最大。

2.2 未進(jìn)行徹底的清潔工作，一旦“O”形密封圈部位存有不平服的情況，如果再未采取特定的補(bǔ)救措施，比如未使用適當(dāng)?shù)拿芊獠牧线M(jìn)行處理等，最終可造成漏水。

2.3 在進(jìn)行缸蓋水套的拆除檢修過程中，并未對(duì)陳舊的“O”形密封圈進(jìn)行及時(shí)更換，重復(fù)使用頻率過高也可造成漏水。

2.4 “O”形圈質(zhì)量差，“O”形圈裝扭曲、填不合適密封膠、裝水套及缸蓋時(shí)傾斜著裝或強(qiáng)行壓入，“O”形圈被切壞而造成漏水。

3 排氣閥座脫落原因分析

事實(shí)上，在運(yùn)行的過程中發(fā)生柴油機(jī)排氣閥脫落的情況并不多見，而在短短的三個(gè)月內(nèi)連續(xù)發(fā)生三只不同缸蓋排氣閥座脫落的情況更是非常少。筆者認(rèn)為產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因相對(duì)更為復(fù)雜。現(xiàn)根據(jù)我的資料及發(fā)生脫落前后的某些客觀因素與誘因進(jìn)行一定分析，初步可總結(jié)為以下五個(gè)方面的原因：

3.1 使用過質(zhì)量不高的燃油，或是螺旋槳被異物纏住后造成了過大的熱負(fù)荷，因生產(chǎn)調(diào)度或某些特殊的海況與海區(qū)限制，機(jī)器長時(shí)間地在處于高負(fù)荷狀況下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 不具備足夠的閥座與閥孔過盈量。

3.3 氣閥導(dǎo)桿間隙超規(guī)定，在氣閥落位不正的情況下可導(dǎo)致長時(shí)間處于偏擊的狀態(tài)，繼而使閥座結(jié)合外圓偏磨與閥孔內(nèi)圓產(chǎn)生橢圓形的變大松動(dòng)，如此不僅可造成漏水，也可發(fā)生脫落。

3.4 如果發(fā)生新缸蓋脫落的情況，多數(shù)時(shí)候是因?yàn)橹圃鞆S商的原因，他們未能留有足夠尺寸的閥座孔而保持理想的過盈量。

3.5 其他不確定的因素比如還有缸蓋材料與氣閥座材料的膨脹系數(shù)等。

4 防止閥座和水套漏冷卻水的方法

4.1 可將主機(jī)的加熱系統(tǒng)改為單獨(dú)的一個(gè)系統(tǒng)，而在當(dāng)前，主機(jī)的淡水加熱系統(tǒng)通常與生活供熱是用的同一個(gè)加熱器，如果將處理劑投入到冷卻水中，又會(huì)在人們的用水過程中對(duì)人體皮膚及食品造成較大影響，不應(yīng)用處理劑又不能實(shí)現(xiàn)滿意的冷卻效果，在負(fù)荷過大的情況下，缸蓋的缸套會(huì)形成裂痕，同時(shí)加快了冷卻腔的腐蝕進(jìn)程，因此產(chǎn)生閥座漏水。而通過對(duì)加熱器進(jìn)行改造，同時(shí)按要求對(duì)冷水機(jī)進(jìn)行處理劑的投放，既可保持飲水，又可較好防止結(jié)垢與腐蝕。

4.2 利用修船之際，對(duì)缸蓋及閥座冷卻腔實(shí)施徹底化學(xué)清洗，同時(shí)進(jìn)行閥座、“O”形密封圈以及其他腐蝕部位的修復(fù)與更換。我們或者可以通過鍍光車進(jìn)行原有尺寸的恢復(fù)，或者也可在對(duì)發(fā)生銹蝕的缸蓋閥座孔進(jìn)行一定光車后在原配基礎(chǔ)上加用新的大尺寸閥座胚與“O”形密封圈。

4.3 主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中要防止淡水高溫，避免冷卻水各部位“O”形圈遇高溫老化。

4.4 通過近期中檢廠修機(jī)會(huì)，徹底疏通清潔冷卻水系統(tǒng)，設(shè)備安裝時(shí)，輪機(jī)長、大管輪要按三級(jí)檢查制把好安裝質(zhì)量關(guān)，按安裝工藝要求做實(shí)。

4.5 在主機(jī)停用期間，應(yīng)將淡水的溫度保持在60℃以上，以免過度的溫差變化而造成“O”形圈的變形而產(chǎn)生漏水，一旦發(fā)生閥座大量漏水的情況則應(yīng)及時(shí)更換新的缸蓋。

4.6 航行中堅(jiān)持使用淡水循環(huán)處理劑，增加冷卻效果，防止水垢的快速生成。

4.7 機(jī)器停用，備車時(shí)必須沖車檢查。

4.8 如果發(fā)生閥座或水套大量漏冷卻水，在停機(jī)后放掉冷卻水，采取臨時(shí)搶修來消除故障和缺陷。

4.9 漁民的不規(guī)則捕魚，航道遍布漁網(wǎng)，駕駛?cè)藛T在航行中要加強(qiáng)了望，采取切實(shí)有效措施，盡可能避免纏漁網(wǎng)導(dǎo)致主機(jī)熱負(fù)荷過大破壞水密封。

4.10 近年來，船舶燃料供應(yīng)市場魚龍混雜，燃油供應(yīng)商良莠不齊，把好燃油領(lǐng)用質(zhì)量關(guān)十分重要，船舶輪機(jī)部主管人員要避免因領(lǐng)用劣質(zhì)燃油而導(dǎo)致機(jī)器燃燒系統(tǒng)工況失常所帶來的過熱破壞水密封。

4.11 認(rèn)真執(zhí)行維修保養(yǎng)計(jì)劃，始終保持機(jī)器啟動(dòng)、燃燒、潤滑、冷卻四大系統(tǒng)的良好技術(shù)狀況，防止產(chǎn)生過熱破壞水密封。

4.12 通過必要的修理，保證閥座與氣缸蓋閥座孔之間剛性配合面的規(guī)圓無損，保證有足夠的裝配盈量，以保證密封。

5 防止閥座脫落的方法

為最大程度防止機(jī)器發(fā)生閥座脫落的嚴(yán)重事件，應(yīng)首先對(duì)上述三大情況進(jìn)行誘因分析，同時(shí)更應(yīng)在此前提與基礎(chǔ)上執(zhí)行下列方法：

5.1 對(duì)某些相對(duì)更為老舊的船只，應(yīng)更加加強(qiáng)對(duì)船舶制造廠的技術(shù)咨詢工作，在收集資料的同時(shí)加強(qiáng)檢修與保養(yǎng)，通過多方討教與積累經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而采取必要的技術(shù)處理手段，制定行之有效的預(yù)防措施與切實(shí)可靠的應(yīng)急預(yù)案，最大程度將風(fēng)險(xiǎn)防范于未然。

5.2 正對(duì)諸如由于氣閥導(dǎo)管間隙過大導(dǎo)致的氣閥側(cè)擊造成的磨損；不恰當(dāng)?shù)男蘩砬鍧嵎椒ㄔ斐傻膿p傷；因長期銹蝕多次修理清潔形成生鐵材質(zhì)汽缸蓋閥座孔的自然損耗增大而相應(yīng)減小了裝配過盈量；廠、商制造時(shí)或后續(xù)配件本身加工精度上的誤差；現(xiàn)用材料與原始材質(zhì)上的差異，因材料本身固有的膨脹系數(shù)不同在某一特定高溫條件下的變異，可能引起不能滿足設(shè)計(jì)初衷的實(shí)際使用中過盈緊配之要求，這個(gè)因素頗難確定等種種問題，有的放矢的進(jìn)行修理，消除氣閥座與缸蓋剛性過盈安裝配合面和缺陷，才能從硬件上得以保證。

5.3 針對(duì)氣閥閥座三次脫落且不論時(shí)間的長短、誘因多少，但有一個(gè)不容置疑共性原因是機(jī)器在超過說明書規(guī)定的最高排溫350℃狀態(tài)下長期運(yùn)行下發(fā)生的。因此，要求船舶輪機(jī)管理級(jí)人員把握控制好船舶航行和設(shè)備使用及相關(guān)的輔助工作管理控制的每一個(gè)環(huán)節(jié)，避免主機(jī)長期在超熱狀態(tài)下運(yùn)行。具體防范措施不外乎：

a.防止纏漁網(wǎng)、打車葉引起主機(jī)高溫；b.避免長時(shí)間在惡劣天氣頂風(fēng)航行造成超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)引起主機(jī)高溫；c.杜絕因加裝使用劣質(zhì)燃油引起主機(jī)高溫；d.克服因維修保養(yǎng)質(zhì)量不高，四大系統(tǒng)工況不良引起主機(jī)高溫；e.對(duì)配件供應(yīng)和質(zhì)量的驗(yàn)收及質(zhì)量跟蹤制度。

6 結(jié)束語

綜上所述，有關(guān)某輪L28/32A型主機(jī)圍繞氣缸蓋閥座脫落、漏水已困擾了公司及船舶的管理人員一段時(shí)間，對(duì)公司的運(yùn)輸收入和船員的切身利益不無影響，尤其是對(duì)船舶的安全和船員的生命構(gòu)成威脅。經(jīng)過去年的廠修，漏水問題已經(jīng)基本得到解決。經(jīng)過反思心得體會(huì)：一是老舊船應(yīng)加強(qiáng)主機(jī)冷卻水的投藥處理，定期清洗缸蓋冷卻水腔，保持冷卻水的清潔；二是面對(duì)該輪閥座脫落的問題，公司及船舶已擬定了通過兩兩循移送廠家修理的方法，可望在年內(nèi)完成。