淺析DAIHATSU副機(jī)排氣閥桿頻繁斷裂的原因及解決方法

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副機(jī)既是船舶的動(dòng)力來源，也是船舶安全營(yíng)運(yùn)的保障。副機(jī)的基本構(gòu)造雖然不是太復(fù)雜，但其工作原理及輔助裝置的功能，卻同船舶的大型主機(jī)相差無幾。在實(shí)際工作中由于管理上的疏忽，任何一個(gè)環(huán)節(jié)如果出現(xiàn)了問題，都可能引起非常嚴(yán)重的機(jī)損事故。其結(jié)果不但給保養(yǎng)工作增添了不必要的麻煩，也會(huì)給船公司造成額外的經(jīng)濟(jì)損失，在實(shí)際工作中必須引起管理人員的關(guān)注。
% W5 u4 `6 l& x. B+ u: S+ t- K1 A一．故障的發(fā)現(xiàn)
筆者于2006年5月中旬，上“XXX”輪接任輪機(jī)長(zhǎng)工作。這是一條由日本制造的近25年的船舶。交接班時(shí)查閱輪機(jī)日志和副機(jī)檢修記錄，發(fā)現(xiàn)該輪的NO.3副機(jī)已很久沒有使用。是什么原因讓這臺(tái)副機(jī)長(zhǎng)期擱置不用呢？在交班的注意事項(xiàng)中是這樣記載的：“排氣閥桿曾經(jīng)發(fā)生過三次斷裂，事故原因不明盡量少用或者不用”。一條將近25年的老齡船，其機(jī)電設(shè)備老化是必然的現(xiàn)象。如因該副機(jī)曾出現(xiàn)過故障就停止使用，勢(shì)必會(huì)加重其它兩臺(tái)副機(jī)的工作負(fù)擔(dān)，這樣既縮短了其它副機(jī)的檢修時(shí)間，也增加了管理人員的維修保養(yǎng)的難度，其結(jié)果對(duì)船公司和船舶都會(huì)產(chǎn)生不利的影響。
! S! }! D! k$ Z5 l二．故障發(fā)生的經(jīng)過
9 u$ Y, e: e6 I( k, }, u( q: S$ X. r由于老齡船舶的機(jī)電設(shè)備逐漸老化，無形中增大了船舶的維修保養(yǎng)難度，如果再加上某些設(shè)備不能正常使用，勢(shì)必會(huì)給安全營(yíng)運(yùn)帶來負(fù)面的影響。筆者在接班后利用工作之余，召集有關(guān)人員調(diào)查NO.3副機(jī)發(fā)生故障的經(jīng)過，并仔細(xì)地查閱了該副機(jī)以往的檢修記錄。
. K: K6 R8 q6 |' y; _  X% \NO.3 DAIHATSU副機(jī)故障的歷史記錄：
1、該副機(jī)在運(yùn)行3916小時(shí)后，進(jìn)行了一次“常規(guī)吊缸檢修”，兩月之后再一次“吊缸檢修”。兩次檢修的間隔僅1616小時(shí)，這其中的原因不言而喻。由于這一段時(shí)間的記錄不詳，所以筆者在此不想過多敘述。
2、該副機(jī)的排氣閥桿，第一次發(fā)生斷裂故障是在航行期間。故障之后進(jìn)行了全面而細(xì)致的檢查，并在第四缸內(nèi)發(fā)現(xiàn)一只斷裂的排氣閥。這次故障造成了該副機(jī)的缸頭/缸套/活塞破裂、連桿嚴(yán)重彎曲變形、曲軸瓦變形損壞、大量的冷卻水漏進(jìn)曲拐箱的滑油中，同時(shí)在透平廢氣端的噴嘴環(huán)處，發(fā)現(xiàn)了大小不等的一些金屬碎塊，萬幸是沒有對(duì)該副機(jī)的透平造成損壞。在經(jīng)過檢修更換部分損壞的部件后，該副機(jī)又似乎恢復(fù)了“原樣”，第一故障距上次“吊缸檢修”，該副機(jī)運(yùn)行了1595小時(shí)。
5、該副機(jī)的排氣閥桿，第二次發(fā)生斷裂故障是在錨泊期間。故障的特征與第一次幾乎是如出一轍，這次是在第一缸內(nèi)發(fā)現(xiàn)一只斷裂的排氣閥。由于停車及時(shí)所以損壞的部件比上一次少。為了杜絕同樣的故障繼續(xù)發(fā)生，再次對(duì)該副機(jī)進(jìn)行了“吊缸檢修”。在更換已損壞部件的同時(shí)，將所有的排氣閥及排氣閥套換新。第二次故障距第一次的故障，該副機(jī)運(yùn)行了1086小時(shí)。
6、  該副機(jī)的排氣閥桿，第三次發(fā)生斷裂故障是在卸貨期間。此次是第六缸的排氣閥發(fā)生斷裂故障，萬幸的是斷裂的排氣閥沒有落入氣缸內(nèi)，所以故障對(duì)該副機(jī)沒有造成更大的損壞。第三次故障距第二次的故障，該副機(jī)也運(yùn)行了1523小時(shí)。
3 u+ y6 _% r3 C6 U; t- d( K7、  在第三次故障之后經(jīng)過檢修，該副機(jī)間斷地使用了62小時(shí)，便長(zhǎng)期擱置起來而停止了使用。
: V) k, r' p7 i" X綜上所述，在不到一年的時(shí)間里，該輪的NO.3副機(jī)曾在正常運(yùn)行中，排氣閥連續(xù)發(fā)生三次斷裂故障。前兩次故障導(dǎo)致斷裂的排氣閥，落入了正在運(yùn)行中的副機(jī)氣缸內(nèi)，造成了一系列部件嚴(yán)重?fù)p壞。由于發(fā)生故障的原因難以查明，所以曾令許多人感到困惑不解。筆者認(rèn)為在實(shí)際工作中，應(yīng)該本著由易到難的原則，去分析故障發(fā)生的原因。
( y& z4 @# A1 f5 t8 Q三．故障原因的分析
船舶任何設(shè)備發(fā)生故障，都是具有一定的原因的。如果故障的原因不能被及時(shí)查明，那么類似的故障必將繼續(xù)發(fā)生下去。通過查閱NO.3副機(jī)的歷史記錄，認(rèn)為該副機(jī)連續(xù)三次發(fā)生同樣故障，起因都是由于排氣閥桿斷裂所引起的。問題是為什么排氣閥桿會(huì)頻繁地發(fā)生斷裂呢？雖然排氣閥桿斷裂具有一定的突發(fā)性和偶然性，但是輪機(jī)人員疏于管理也會(huì)促使故障的發(fā)生。只有查出排氣閥桿斷裂的原因，才是解決該副機(jī)故障的關(guān)鍵所在。
NO.3 DAIHATSU副機(jī)故障的分析過程：
1、  排氣閥三次斷裂的時(shí)間分別是在檢修后的1595/1086/1523小時(shí)，間隔時(shí)間為1000-1500小時(shí)左右。因此在對(duì)該副機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)時(shí)，應(yīng)縮短檢查周期加大檢修力度。
+ d. F1 b; g9 I; H0 w1 i0 h2、  排氣閥桿三次斷裂的部位均在閥桿的哈夫塊處，此部位是閥桿通過哈夫塊與彈簧連接處，由于該部位的熱應(yīng)力和疲勞應(yīng)力比較集中也容易磨損，所以必須使用足夠的滑油對(duì)其進(jìn)行有效的冷卻和潤(rùn)滑。
3 H( Q2 U# V8 c- H3、  三次故障斷裂的排氣閥桿，既有日本制造的也有中國(guó)生產(chǎn)的。這基本上可以排除排氣閥，由于產(chǎn)地不同而質(zhì)量有差異的說法。
4、  檢查斷裂的排氣閥桿發(fā)現(xiàn)，氣閥間隙處調(diào)節(jié)油量的錐形螺釘，在前兩次故障時(shí)由于忙亂而不知去向，第三次卻發(fā)現(xiàn)錐形調(diào)節(jié)螺釘散落在缸頭上。
  s9 Y% `5 ^& S( N+ E5、  據(jù)曾兩次上過該輪的人員回憶，以前NO.2副機(jī)進(jìn)氣閥桿也發(fā)生過斷裂，檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)錐形調(diào)節(jié)螺釘也散落在缸頭上，所幸的是當(dāng)時(shí)沒有造成其它部件的損壞。
# R4 m; e; V' z6 D3 w2 J& b! Z5 ^; a6．  查閱副機(jī)說明書和核對(duì)備件得知，進(jìn)氣閥頭的直徑大于排氣閥頭的直徑，進(jìn)氣閥桿斷裂時(shí)被擋在缸套的凹槽上，排氣閥桿斷裂時(shí)卻落入副機(jī)的氣缸內(nèi)，從而導(dǎo)致了一系列的部件被瞬間損壞。
( a' S4 |. E4 I, j+ R7、  筆者在接班后經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)，三臺(tái)副機(jī)的搖臂油質(zhì)不佳（混有柴油和水分）壓力也偏低，運(yùn)行中油壓沒有達(dá)到副機(jī)說明書要求的2-3kg/c㎡。
通過深入分析發(fā)現(xiàn)，NO.3副機(jī)排氣閥桿頻繁發(fā)生斷裂的原因，應(yīng)該被鎖定在閥桿頂端的哈夫塊處，進(jìn)而最終被鎖定在該處的冷卻和潤(rùn)滑效果上。該輪的副機(jī)額定轉(zhuǎn)速高達(dá)900 rpm，搖臂拍打閥桿的次數(shù)相對(duì)較高。如果由于振動(dòng)而使錐形調(diào)節(jié)螺釘脫落，那么潤(rùn)滑油就會(huì)通過錐形調(diào)節(jié)螺絲孔，直接噴到缸頭搖臂罩內(nèi)的其它地方，造成閥桿頂端與哈夫塊接觸面處嚴(yán)重缺油，使該部位得不到足夠而有效的冷卻和潤(rùn)滑。加劇了該部位的熱應(yīng)力和疲勞應(yīng)力的集中，因此導(dǎo)致了副機(jī)排氣閥桿頻繁地發(fā)生斷裂。
綜上所述，筆者認(rèn)為錐形調(diào)節(jié)螺釘從副機(jī)的搖臂上脫落，造成了該部位沒有足夠而有效的冷卻和潤(rùn)滑，這是引起副機(jī)排氣閥桿頻繁斷裂的主要原因！
四．故障解決的方法
0 [2 L3 \! j; v" C/ G4 o$ Q$ u在2006年6月主管人員交接班時(shí)，接班的輪機(jī)員回憶在其它輪工作期間，也曾經(jīng)遇到過副機(jī)排氣閥桿斷裂故障。發(fā)生故障的原因當(dāng)時(shí)雖然也沒有定論，但是在副機(jī)的缸頭上卻發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)螺釘，這件事讓筆者更加堅(jiān)定了自己的判斷。既然故障原因是錐形調(diào)節(jié)螺釘由于振動(dòng)而從搖臂上脫落，導(dǎo)致了閥桿頂端與哈夫塊接觸面沒有足夠而有效的冷卻和潤(rùn)滑，那么我們就應(yīng)該在這方面加大檢修的力度，深入細(xì)致檢查搖臂潤(rùn)滑系統(tǒng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，以便使問題得到完全徹底地解決。
7 o! ^, C) n6 \0 O; u4 ^  pNO.3 DAIHATSU副機(jī)故障的解決過程：
1、徹底清潔該副機(jī)的搖臂油柜，清洗吸入濾器和回油濾網(wǎng)。并在搖臂油柜內(nèi)放一塊磁鐵，以便吸附搖臂潤(rùn)滑油系統(tǒng)的金屬磨料，來保證油路暢通和減少接觸面的磨損。
" _2 e1 R/ X0 G2、解體該副機(jī)的搖臂油泵更換已磨損的部件，重新調(diào)節(jié)搖臂油泵的安全閥壓力，以達(dá)到說明書要求的壓力2-3kg/c㎡。
  x; n5 X) p8 P, ?6 a) ?& B1 m3、拆卸該副機(jī)的搖臂油管路，反復(fù)細(xì)致地清洗徹底吹通，以保證搖臂潤(rùn)滑油管路的暢通無阻。
4、檢查收緊該副機(jī)搖臂罩內(nèi)的各種管路接頭，杜絕或減少漏泄以保證搖臂潤(rùn)滑油的質(zhì)量。
% s, i+ x3 J6 j) t& x5、重新調(diào)節(jié)并鎖緊該副機(jī)搖臂上的錐形調(diào)節(jié)螺釘（必要時(shí)重新攻絲），來保證各接觸面的最佳供油率，以達(dá)到足夠而有效的冷卻和潤(rùn)滑。
6、解體研磨排氣閥并更換閥桿導(dǎo)套，在閥桿與哈夫塊接觸面的下邊緣，焊制一凸點(diǎn)以防止閥桿萬一斷裂時(shí)，落入該副機(jī)的氣缸內(nèi)打壞其它部件。
% P0 B, t2 Q3 ^# d4 T1 a( F, o2 j( h7、定期清洗搖臂油柜，更換被污染的搖臂油。縮短搖臂上運(yùn)動(dòng)部件的檢查周期，由過去的每周檢查一次，縮短到每班至少檢查一次。一旦發(fā)現(xiàn)問題立即解決，把故障的苗頭消滅在萌芽之中。
通過上述一系列的解決方法，有效地改善了NO.3副機(jī)閥桿頂端，與哈夫塊接觸面的冷卻和潤(rùn)滑效果，隨后我們將該副機(jī)投入了正常運(yùn)行。到筆者撰寫此文時(shí)，該副機(jī)已正常運(yùn)行了近八個(gè)月，再也沒有發(fā)生過排氣閥斷裂的故障。
五．工作中的反思
通過對(duì)NO.3副機(jī)故障的細(xì)致分析以及解決方法，可以認(rèn)為錐形調(diào)節(jié)螺釘脫落是造成故障的主要原因。一只不足5cm長(zhǎng)、0.5cm粗的錐形調(diào)節(jié)螺釘，由于受到搖臂和閥桿的高頻往復(fù)振動(dòng)，造成了錐形調(diào)節(jié)螺釘螺紋磨損而脫落。如果值班人員不按時(shí)對(duì)搖臂進(jìn)行檢查，那么這種破壞性極大的隱患很難被發(fā)現(xiàn)。就是這只調(diào)節(jié)搖臂供油率的錐形螺釘，將問題變得復(fù)雜而且遲遲得不到解決。雖然調(diào)節(jié)螺釘脫落具有突發(fā)性和偶然性，但是故障發(fā)生之后如果能及時(shí)找出原因，那么以后同類型的故障是完全可以避免的。這三起突發(fā)性故障為我們及時(shí)敲響了警鐘，我們應(yīng)該從各種各樣的故障中吸取教訓(xùn)。尤其是那些在老齡船上工作的同行們，應(yīng)該把工作的每一個(gè)環(huán)節(jié)做實(shí)做細(xì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題快速找出解決的方法，才能杜絕類似故障重復(fù)地發(fā)生下去。
! u+ b) J5 a. s* ]$ P$ f在船上工作雖然不難，但要想做好每一項(xiàng)工作卻是不容易的。主管人員不但要有較強(qiáng)的責(zé)任心，而且要熟練掌握所分管設(shè)備的特性。盡管各種設(shè)備之間有一定的聯(lián)系，但是也存在不同的特性。在工作中處理突發(fā)性故障時(shí)，不僅要有正確的理論作指導(dǎo)，而且還靠豐富的經(jīng)驗(yàn)來實(shí)踐。要堅(jiān)持不懈地加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)，通過學(xué)習(xí)來提高自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)。只有這樣才能在今后的工作中，把船舶的機(jī)電設(shè)備管理的更好、更完善！