主機(jī)缸頭水套漏水故障分析

朱軍 秦皇島海事局北戴河海事處

王子華 中遠(yuǎn)海運(yùn)船員管理有限公司大連分公司

1.主機(jī)缸頭水套漏水情況

1.1 基本情況

S輪11年由SL船廠(chǎng)建造，主機(jī)型號(hào)為YMD-MAN B&W 6S35MC。17年主機(jī)出現(xiàn)缸頭水套漏水故障。航行中主機(jī)缸頭水套基本不漏水，漏水發(fā)生在主機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)。在J輪機(jī)長(zhǎng)服務(wù)期間，采取措施是關(guān)閉主機(jī)缸套水進(jìn)口閥（V4/15）、出口閥（V4/16）、去膨脹水柜閥（V4/17）。當(dāng)缸套水泄漏到缸頭水套進(jìn)口管水平面時(shí)，漏泄停止。由于缸頭水套一直漏水，淡水系統(tǒng)也不怎么投藥了。不采取提高暖缸水溫度來(lái)減緩漏水原因是暖缸電加熱不足（實(shí)際原因是高溫暖缸水泄漏到低溫冷卻水系統(tǒng)），停航時(shí)主機(jī)暖缸溫度只能加到六十多度，依然漏水，于是干脆就停止暖缸了。主機(jī)缸頭水套O令一次次地更換，但使用一個(gè)多月，就又漏水了。缸頭水套也換新過(guò)，但沒(méi)有解決問(wèn)題。關(guān)閥臨時(shí)解決漏水措施成了常態(tài)。主機(jī)淡水系統(tǒng)長(zhǎng)期藥物（ROCOR NB LIQUID）濃度不足，系統(tǒng)腐蝕越來(lái)越嚴(yán)重。

2019年7月廠(chǎng)修期間，主機(jī)N0.1～NO.6缸缸頭水套O令全部換新,主機(jī)暖缸水加熱器更新為電、熱油兩用加熱器，熱交換量增加了一倍以上。19年底，S輪抵中東拋錨裝貨。由于短時(shí)間沒(méi)有靠泊計(jì)劃，停熱油鍋爐。單純靠電加熱，主機(jī)缸套水溫只能加到六十多攝氏度，水套漏水嚴(yán)重。

1.2 暖缸加熱不足原因查找

1.2.1 S輪有三種暖缸方式如下：

圖1

（1）單獨(dú)暖缸泵暖缸：主機(jī)缸套水出口閥（V4/16）-暖缸泵進(jìn)口閥（V6/1）-暖缸泵-加熱器-加熱器出口閥（V5/1）-主機(jī)缸套水進(jìn)口閥（V4/15）-主機(jī)。

（2）副機(jī)缸套水暖主機(jī)：副機(jī)淡水出口閥（V9/4）-聯(lián)通閥（V4/14）-缸套水進(jìn)口閥（V4/15）-主機(jī)-缸套水出口閥（V4/16）-連通閥（V4/18）-中央冷卻淡水泵-副機(jī)淡水進(jìn)口閥（V4/1）。同時(shí)需要關(guān)閉連通閥（V4/13）。

（3）缸套水泵和暖缸泵并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)暖缸（4.9bar），此方案為最佳方案。原因在于缸套水泵（4.7bar）一直在運(yùn)轉(zhuǎn)，淡水壓波動(dòng)不大，缸套水溫相對(duì)穩(wěn)定，

降低水套因溫度聚變而發(fā)生裂紋風(fēng)險(xiǎn)。

1.2.2 分析暖缸水溫加不上來(lái)原因是：暖缸水泄漏，導(dǎo)致循環(huán)進(jìn)入主機(jī)的熱量不足。可能泄漏點(diǎn)為：

（1）缸套水泵出口閥V16/3&V16/4泄漏，熱水進(jìn)入主機(jī)外淡水管線(xiàn)，淡水冷卻器等。

（2）去膨脹水柜閥V4/17開(kāi)的太大，暖缸水進(jìn)入主機(jī)外淡水管線(xiàn)。

（3）高溫淡水系統(tǒng)和低溫淡水系統(tǒng)存在竄水。

1.2.3 單獨(dú)暖缸泵暖缸

經(jīng)過(guò)初步排查確認(rèn)2號(hào)缸套水泵出口閥V16/3漏泄，關(guān)閉進(jìn)口閥V4/3后缸套水溫明顯上升。關(guān)小去膨脹水柜閥V4/16后，主機(jī)淡水溫度升到82℃以上，調(diào)節(jié)去膨脹水柜閥V4/17開(kāi)度，可以控制主機(jī)暖缸水溫度穩(wěn)定在81℃左右。主機(jī)缸套水溫度加上來(lái)后，缸頭水套基本不漏水。

1.2.4 是否存熱水泄漏

會(huì)不會(huì)還有熱水泄漏呢？這時(shí)當(dāng)值機(jī)工反饋一個(gè)重要信息：高溫膨脹水柜從來(lái)不補(bǔ)水，主機(jī)缸頭水套漏水時(shí)，低溫膨脹水柜液位先降低。這說(shuō)明低溫淡水系統(tǒng)和高溫淡水系統(tǒng)存在竄水。可能漏點(diǎn)為（1）連通閥V4/14，連通閥V4/18關(guān)閉不嚴(yán)。（2）主機(jī)缸套水冷卻器內(nèi)漏（3）低溫膨脹水柜放殘閥V12/9，高溫膨脹水柜放殘閥V12/10關(guān)閉不嚴(yán)，同時(shí)去艙底管線(xiàn)存在盲板。逐一排查原因：

（1）排查后確認(rèn)缸套水冷卻器沒(méi)有內(nèi)漏。

（2）低溫膨脹水柜放殘閥V12/9，高溫膨脹水柜放殘閥V12/10之間連通管路熱：說(shuō)明閥有泄漏，至艙底管路存在盲板1。再插盲板2切斷高低溫系統(tǒng)水路聯(lián)通。

（3）連通閥V4/14發(fā)現(xiàn)泄漏，閥后插盲板3盲死。

（4）觸摸連通閥V4/18閥前和閥后管路，管路熱說(shuō)明高溫管線(xiàn)往低溫管線(xiàn)竄水。管線(xiàn)再插盲板 4。經(jīng)過(guò)以上操作后，高低溫水不在聯(lián)通。缸套水泵和暖缸泵同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，主機(jī)缸套水溫度可以加到78℃，水壓增大后反而不漏了（水壓壓縮O令變形擠滿(mǎn)缸套和水套之間間隙，因而不漏）。

圖2

圖3

2.徹底解決缸頭水套漏水

2.1 基本情況

雖然S輪缸頭水套不漏水了，但沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題。缸頭水套漏水的根本原因是令質(zhì)量不過(guò)關(guān)。S輪庫(kù)存缸頭水套O令2種：

令（1）直徑8.5mm、周長(zhǎng)136mm令較軟，彈性好，新件。

令（2）直徑8.2mm、周長(zhǎng)144mm、令較硬。

查找資料，備件可能尺寸為直徑8.40mm，周長(zhǎng)為3.14＊41.9=131.6mm。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量舊缸頭：環(huán)槽深度7.0mm、寬度10.0 mm。直徑8.5mm O 令裝到缸頭后，測(cè)量高度高出環(huán)槽1.15 mm，缸頭與缸套間隙0.4 mm。令壓縮率量8.5-｛7.0+（1.15-0.4）｝=0.75 mm，壓縮率為8.8%。根據(jù)參考資料，推薦使用令的壓縮率為25%-8%，令（1）滿(mǎn)足要求。同時(shí)令（1）是新供備件，彈性好。綜合分析決定本次NO.2 缸水套首選直徑8.5mm O 令。

2.2 主機(jī)NO.2缸頭水套換O令（2254hs）

NO.2缸缸頭吊出后徹底清潔令槽內(nèi)的床膠，測(cè)量缸頭水套內(nèi)徑為48mm（廠(chǎng)修時(shí)換新）。直徑8.5 mm O令根本安裝不上去。換另一個(gè)內(nèi)徑為48.3mm新水套，O令涂洗手液潤(rùn)滑，水套順利安裝到位。缸頭裝復(fù)回機(jī)體，管路復(fù)位，起動(dòng)缸套水泵，水壓4.7bar，NO.2缸缸頭水套無(wú)泄漏。

3.O令老化情況分析

圖2、3 NO.2缸換下O令。

正常情況下舊O 令的形狀是扁圓，無(wú)飛邊，有彈性。從圖2中可見(jiàn)舊O令塞滿(mǎn)令槽，無(wú)自由活動(dòng)空間。舊O令非常硬，已失去彈性。兩道O令中靠近燃燒室O令老化嚴(yán)重。新O令截面積S1=3.14×（8/2）2=50mm2,令槽截面積S2=70mm2，令老化后體積增大了遠(yuǎn)不止40%（O令擠壓出飛邊）。盲目增加O令尺寸是不可取的,有缸頭水套撐裂故障案例報(bào)道。令槽纏生料帶，O令纏生料帶，令槽涂床膠都是錯(cuò)誤但一直都在做的錯(cuò)誤做法。密封是靠O令彈性密封的，密封面是條線(xiàn)而不是一個(gè)面。O令不能塞滿(mǎn)令槽，令在環(huán)槽要有自由伸縮空間。

B&W密封O令都是氟橡膠，氟橡膠耐高溫，抗老化。市場(chǎng)上氟橡膠種類(lèi)有幾十種,性能不同，價(jià)錢(qián)各異。這給了不同廠(chǎng)家充分發(fā)揮的空間，船東的選擇也多了。誰(shuí)家的O令性?xún)r(jià)比高，確實(shí)很難抉擇。技術(shù)在進(jìn)步，B&W廠(chǎng)家O令升級(jí)后，密封O令尺寸會(huì)通知了配套廠(chǎng)。出于技術(shù)保密原因，相應(yīng)氟橡膠成分不提供，這可能導(dǎo)致即使YMD廠(chǎng)生產(chǎn)的O令也不能滿(mǎn)足老舊機(jī)器使用（缸頭，水套因腐蝕而間隙變大）。

減緩O令老化的措施。橡膠老化的內(nèi)部因素是橡膠大分子中存在若鍵以至于很容易受到氧的侵襲，從而破壞原橡膠的結(jié)構(gòu)；而外界因素是機(jī)械應(yīng)力，熱，光等物理因素影響。這些因素會(huì)使橡膠變軟發(fā)粘，或變硬發(fā)脆，龜裂，物性降低。

缸頭，缸套、水套在使用過(guò)程中“冷態(tài)”、“熱態(tài)”變化，二者之間的間隙交替變化導(dǎo)致O令受力交替變化，缸套水壓力交替變化，這都加速O令老化速度。保持缸套水溫度恒定，缸套水壓力變化不大對(duì)減緩O令老化非常重要。

冷卻水處理劑的主要作用是減緩水垢形成，減少對(duì)金屬的腐蝕。它還有一個(gè)作用容易被忽視：那就是它降低水中的溶解氧，從而減緩O令的老化速度。

4.總結(jié)

S輪停泊時(shí)，副機(jī)回水熱量不足以暖主機(jī)。造船缺陷給日后工作帶來(lái)困擾。主機(jī)暖缸溫度加不上來(lái)的原因并不復(fù)雜。船舶主管人員安于現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)高低溫系統(tǒng)竄水而沒(méi)有深究竄水所帶來(lái)的后果。船上人員職業(yè)素養(yǎng)參差不齊且流動(dòng)性強(qiáng)，環(huán)境又復(fù)雜多變，這都延緩了問(wèn)題的解決。

NO.2缸水套O令使用兩個(gè)月后又漏水了。后經(jīng)多方了解，BEK(膠圈廠(chǎng))公司有成功解決6S35MC主機(jī)缸頭水套漏水經(jīng)驗(yàn)，滬東也曾從BEK采購(gòu)過(guò)O令，價(jià)格較貴。船東下大力氣，從BEK公司訂購(gòu)高品質(zhì)O令（需測(cè)量實(shí)物尺寸），供船安裝后主機(jī)缸頭水套漏水問(wèn)題得到徹底解決。