預防柴油機拉缸的措施

摘 要： 柴油機拉缸是一種危害極大的船舶安全事故，可導致船舶失去動力，威脅船舶和人員的財產生命安全。避免柴油機拉缸的重點應放在預防上. 本文從科學管理柴油機和預防柴油機拉缸方面出發，結合實際案例，對預防柴油機拉缸提出了可行性的建議。

關鍵詞：拉缸；原因；預防

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.034

1 拉缸故障簡介

柴油機氣缸的拉缸是由于活塞與缸套兩個摩擦面之間缺乏潤滑油膜，當柴油機在高負荷運行時，燃燒室爆炸壓力過大，某些區域產生熱力凸起，該熱力凸起點會逐漸擴展造成局部熔著、而熔著區域由于部件的相對運動又被撕脫，造成接觸面產生硬化層，硬化層破裂產生的金屬磨粒會造成相對運動的磨損，產生與氣缸中心線平行的高低不平的磨痕，這就是“拉缸”，接觸面嚴重的熔著磨損是造成拉缸的主要原因。

2 拉缸故障實例分析

某輪NO3發電機型號MANB&W-8L23/30H，1280kW，900RPM，廢氣渦輪增壓，當柴油機工作1200h時NO1缸發生拉缸，該缸一進氣閥桿斷裂，且閥盤碎裂掉入汽缸，造成活塞頭與缸套損壞嚴重，造成全船失電，嚴重拉缸事故。對該輪進行了故障原因調查分析如下：通過查看輪機日志查看工作參數記錄時發現，該副機一直存在排煙溫度高的情況，且最高負荷只能達到額定功率50%。檢查脫落的氣閥殘片，發現有數條“貝紋線”，這是疲勞裂紋特征。拆檢柴油機的進排氣系統，發現空冷器冷卻水管部分阻塞；透平噴嘴環積碳嚴重。于是更換了空冷器，解體清潔了透平以后，排煙溫度平均降低了40--50℃，綜合上述排查可知：由于冷卻水管堵塞，導致掃氣溫度提高；渦輪增壓器效率降低。高的排煙溫度導致燃燒室組件受熱膨脹，氣閥間隙相應變小，氣閥與閥座不能有效密封，高溫燃氣回流沖刷進氣閥面和閥座，形成氣閥面腐蝕麻點，早期會在閥桿和閥盤形成熱疲勞裂紋，進而造成閥盤碎裂，金屬碎塊會造成活塞頭與缸套的損壞，最終造成拉缸。

3 預防發生拉缸的措施

柴油機管理應貫徹“預防為主”的原則。減少故障發生的幾率，降低機械故障率和經濟損失，在使用上，應嚴格按照柴油機操作說明和使用注意事項，拉缸故障是完全可以避免的。

3.1 注意運行時的各狀態參數值

在柴油的正常海上航行時，各值班人員要密切注意柴油機的各工況參數與運行狀態。

（1）汽缸油注油量指標。相應指標應符合說明書的要求。太大的注油率，不但浪費汽缸油，增加運營成本，使部件處沉積物增多，引起活塞環粘著，使氣口因積碳而變窄等，還將導致掃氣箱著火。注油率太小，很難形成完整的氣缸油膜，造成嚴重咬缸事故。保持活塞環最大清潔度與缸套最低的磨損量是衡量最佳的注油率的兩個指標。[1]

（2）排溫指標。各缸的排煙溫度是否處于正常范圍內，一般偏差應控制在平均值5%之內，排煙溫度反應燃燒室熱負荷與機械負荷參數。油頭滴油、高壓油泵故障、燃燒室密封不好等都會引起排煙溫度的異常。

（3）滑油指標。目前的活塞冷卻都是利用套管式的主機系統油冷卻，檢查其回油的流量與溫度，如果回油流量小且溫度高表示活塞冷卻不良，不良的冷卻會導致活塞頭過熱，進而導致拉缸。

（4）測示功圖。運行中要經常測取柴油機的P-V示功圖與P-Q功率圖，分析各缸的工作狀態和內部工況，及時進行調節是十分必要的。如果P-V示功圖中若某缸壓縮壓力明顯比其他缸低，則表示燃燒室密封不良，可能是排氣閥燒蝕漏氣；如果P-Q功率圖中某缸圖形面積小，則表示此缸做功小，可能是油頭或高壓油泵故障；如果某缸爆壓太高，則需要對單缸油門或者VIT進行調節。

（5）掃氣箱檢查。每個月對柴油機掃氣箱進行檢查，檢查各道活塞的工作表面是否光亮，磨損指標是否正常是；活塞令是否有卡死；活塞頭積碳多少，是否有不正常的磨損；缸套的掃氣口是否有倒角和凸臺等；活塞下部空間是否有金屬及斷令等。通過柴油機的運行時的實時監控結合每個月的定期掃氣箱活塞與缸套的檢查，及時發現各種異常情況，發現問題提前解決。

3.2 燃油方面

燃油的凈化是重要環節，應注意檢查燃油系統中的粗、細濾器。燃油離心分離是凈化燃油最有效的手段，正確選擇比重環的尺寸，油溫的加熱時間和最佳排油量（30%-50%），可以兩臺分油機并聯使用以保證油的質量。在燃油加裝時避免不同牌號的燃油混艙，根據加裝燃油的硫分選擇合適的汽缸油的。為改善低質燃油的性能，添加燃油添加劑。

3.3 良好的磨合

理想的磨合是關系到拉缸與否的重要因素。磨合時使用的滑油品質和數量也是磨合的關鍵因素之一。初期磨合是拉缸的高發期，因此，在磨合期的負荷應由小到大，轉速由低到高，科學合理的分配時間 ，不要急于加大負荷運轉。氣缸的注油率正常值在1.0--1.4G/KWH之間。

3.4 選擇合適的氣缸潤滑油

柴油機氣缸油的選擇主要考慮含硫量、柴油機的換氣類型等，根據實際機型選擇合適堿值和粘度指數的潤滑油。

3.5 加強冷卻系統維護

柴油機運行中要多檢查冷卻水的溫度和壓力，檢查各缸冷卻水的流動情況，水溫保持在要求的范圍內，大的溫差變化會加速橡皮圈的老化，還會使部件產生機械應力。定期對缸套水進行化驗處理和清洗冷卻系統水垢，避免柴油機冷卻系統異常高溫。柴油機停機要利用鍋爐的蒸汽或者電加熱對缸套、活塞頭等部位進行暖缸是十分必要的（65℃），暖缸有利于缸內發火，易于啟動，還可以使滑油均勻分布，避免缸套嚴重磨損，減少壁缸的熱應力。[3]

4 總結

在柴油機的管理使用過程中，還要通過現代的科技手段監控缸套、活塞環等摩擦部件的微小磨損變化；定期對系統滑油和掃氣箱泄放殘油進行分析化驗，通過化驗油中金屬顆粒的含量等提前對拉缸進行預警。只要用科學的方法管理與使用柴油機，用科學的手段及時發現柴油機拉缸的各種隱患。就能避免拉缸的發生。

參考文獻：

[1]陳義廣.柴油發動機的拉缸檢查和預防[J].煤炭技術，2007，26（10）：1.

[2]杜榮銘，錢天祉.船舶柴油機[M].大連：大連海運學院出版社，1988：65-69.

[3]趙宗雄，何文山.船舶柴油機[M].大連：大連海事大學出版社，2001：125-136.

作者簡介：王建濤（1974-），男，山東濰坊人，本科，中級職稱，船舶輪機長，研究方向：輪機管理與自動化。