“萬頃沙”輪瓦錫蘭主機故障分析與處理方案

賴坤林 陳容欽

摘? 要：文章就耙吸式挖泥工程船“萬頃沙”輪2019年5月主機大修過程中發現一些零部件異常關鍵性問題的處理做具體論述。“萬頃沙”輪主機機型為瓦錫蘭（蘇爾壽）ZAL40S，裝機于2004年7月19日，至2019年初已運轉總時間達到10萬小時以上，運行時間已15年，由于工作疲勞、磨損、應力變形和早期設計缺陷等各種方面原因，相繼出現了一些影響柴油機正常運轉的異常現象，和有些甚至可能引起機損風險的技術問題。給該輪的運行管理帶來了困難和挑戰。

關鍵詞：“萬頃沙”;輪瓦錫蘭主機;故障;處理

Abstract： This paper makes a concrete discussion on the treatment of some abnormal key problems of some spare parts found during the overhaul of the main engine of the rake suction dredger "Wanqingsha" in May 2019. The main engine of "Wanqingsha" was Wartsila （Sulzer） ZAL40S， which was installed on July 19， 2004. By the beginning of 2019， the total running time has reached more than 100，000 hours， and the operating time has been 15 years. Due to various reasons such as work fatigue， wear， stress and deformation and early design defects， there have been some abnormal phenomena that affect the normal operation of diesel engines， and some technical problems that may even cause the risk of machine damage， which brings difficulties and challenges to the operation and management of the round.

為消除隱患，保證主機的正常運行和公司船舶生產效益的最大化，通過查閱大量的相關資料，以及和廠家資深技術人員的探討，針對不同的問題，做出相應的研究分析，提出各種處理措施，綜合考慮各種因素，在盡量節省成本的基礎上，選擇出有利于解決問題的最終方案。

1 問題分析和處理方案及結論

1.1 主機連桿大端孔尺寸超差問題

1.1.1 主機連桿大端孔尺寸超差分析

“萬頃沙”輪主機總運轉時間在2004年至2019年有10萬多小時，主機連桿大端在2010年因大端孔尺寸超差問題已換新，換新后至2019年已運轉約5萬多小時，2019年5月主機修理時發現全部連桿大端直徑橢圓度（0.14-0.19）基本超標，按照廠家工程師的建議要更換全部連桿大端，該連桿大端備件費用昂貴，兩臺主機更換全部連桿大端需花費備件費將近170多萬元。本次修理綜合考慮公司及廠家備件庫存不足，訂貨時間較長，在保證機械可安全運行的前提下，為節省公司船舶使用成本，需要研究是否可以進行修復處理。

“萬頃沙”輪瓦錫蘭主機機型（ZAL40S））由于設計上存在連桿大端孔左右方向的尺寸偏小，材料結構強度偏弱的問題;對比公司浚海系列船舶主機（浚海系列RR B32/40機型）的連桿大端可以看出橫向搭口部位的寬度明顯差別（厚度偏小）。

這種設計弱點，造成在實際使用中，在長時間的交變應力作用下，連桿大端橫向部位出現向外周方向的形變，而上下方向則對應出現向內圓方向的形變，實際測量結果也反映出此現象（左右尺寸變大，上下尺寸變小）。通過對其他相同機型船舶的了解，該問題為普遍性問題，而且由于連桿大端孔變形超差的問題，造成過多起軸瓦抱軸燒損，引起曲軸損壞或報廢的案例。

按廠家推薦的技術標準，連桿大端孔的直徑范圍（364.96-365.06），橢圓度超差極限0.08，而控制連桿大端孔的直徑尺寸最終目的主要是為了控制大端軸瓦的間隙（軸瓦間隙的要求是：上下方向0.22-0.35），間隙過小容易引起散熱不良，軸頸發熱直徑變大而引起軸瓦抱軸燒損，間隙過大則引起滑油外泄量過大，油膜承載能力下降，同樣可能引起軸瓦燒損。

廠家給出的極限標準較嚴，在實際使用中極易超差（一般兩個大修周期就會出現超差情況），如按該標準執行則會增加大量備件費用負擔。由于該標準沒有綜合考慮大端軸頸的磨損，直徑變小的情況，而大端軸頸直徑變小，對應的是軸瓦間隙增大，如果將軸瓦間隙標準作為最后評判標準，則隨著軸頸直徑變小，大端孔的最小直徑也可相應減小。實際測量的軸頸直徑大多在349.95-349.96之間，比最大值350.00小0.04至0.05，所以連桿大端孔直徑最小值可以由364.96相應縮小到364.92，這樣在評判大端孔上下方向尺寸時就減少了超差的情況。

由于左右方向尺寸變大，容易造成橢圓度超差，在對比了其他功率范圍相近的機型的橢圓度極限數據（大多數為0.10），結合連桿大端橫向的載荷負擔相對較輕，和了解了其他船舶的實際使用經驗的基礎上，將橢圓度超差極限適當放寬至0.10。

在以上考量后，大部分連桿大端還是存在直徑或橢圓度的數值超差的情況，需考慮換新或修復。考慮到備件費用昂貴，為降低修理費用，對修理方案做了認真探討。

1.1.2 主機連桿大端孔尺寸超差提出處理方案如下