絞吸式挖泥船主機(jī)常見故障診斷與分析

CAT3516B是7025型絞吸式挖泥船生產(chǎn)動(dòng)力核心，其運(yùn)行狀況的良好與否直接影響挖泥生產(chǎn)進(jìn)度、安全、質(zhì)量、效率及生產(chǎn)成本。因此就要求輪機(jī)管理人員和操作人員做好船舶主機(jī)管理維護(hù)工作，及時(shí)排除故障，保證設(shè)備完好率，使其高效平穩(wěn)安全的運(yùn)行。一、17025型挖泥船所使用柴油機(jī)的性能參數(shù)、結(jié)構(gòu)7025型絞吸式挖泥船是由荷蘭HC公司設(shè)計(jì)，船上專門配套3臺(tái)卡特皮勒柴油機(jī)組，兩臺(tái)CAT3516B(一臺(tái)用于水下泵電動(dòng)機(jī)配套，一臺(tái)用于甲板泵機(jī)配套)、一臺(tái)CAT3512型（用于船舶液壓系統(tǒng)，負(fù)荷較小，故障率較少，故不做討論）。主機(jī)基本性能參數(shù)如下:排列型式:V型360°/6,防凍液內(nèi)循環(huán)，ω型直噴式，中間冷卻，高增壓，缸徑×行程=170mm×180mm；氣缸數(shù):16個(gè)；壓縮比:13,額定轉(zhuǎn)速1500r/min,最大功率約1600kw,額定功率約為1040kw，實(shí)際工作時(shí)燃油耗率約為0.265~0.345L/kW.h。最小干式重量是7795;最小長(zhǎng)度是3349mm;最大長(zhǎng)度是3725mm;最小高度是1753mm;最大高度是2091mm;最小寬度是1703mm;最大寬度是2053mm。27025型挖泥船主機(jī)常出現(xiàn)的故障及解決方法由于7025型挖泥船屬非自航船舶，長(zhǎng)時(shí)間使用過程中船舷兩側(cè)的散熱管內(nèi)附著大量的海生物。造成換熱效果不好，特別是夏天容易出現(xiàn)高溫報(bào)警。如某航浚7號(hào)柴油發(fā)電機(jī)組冷卻方式為海水冷卻，CAT3516舷外冷卻器，總散熱面積12.5m2，使用64個(gè)月。該船在天津港地區(qū)使用中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)主機(jī)負(fù)荷超過60%時(shí)易發(fā)生冷卻水高溫報(bào)警，報(bào)警時(shí)間點(diǎn)跟潮位、季節(jié)、水溫、海水清晰度不同而發(fā)生變化，特別是高溫天氣較多的夏季問題更為嚴(yán)重，為了降低柴油機(jī)冷卻水的溫度，經(jīng)機(jī)務(wù)部門會(huì)同有關(guān)專家協(xié)商，將舷外兩側(cè)的散熱片組改為內(nèi)循環(huán)，即由該船內(nèi)部的壓載艙海水對(duì)散熱器進(jìn)行冷卻。經(jīng)改造后在天津港臨港高沙嶺作業(yè)區(qū)施工時(shí)，主機(jī)功率為890~1050kw，水溫90℃左右、油溫95℃左右,實(shí)際測(cè)量的冷卻液進(jìn)口溫度保持在29-34℃，出口溫度維持在75~88℃左右，完全控制在溫升范圍內(nèi)，即使是在炎熱夏季(室外溫度高達(dá)27~30℃)，但主機(jī)冷卻水溫度始終控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，冷卻效果良好，達(dá)到了預(yù)定效果。機(jī)油消耗過大時(shí)可能的原因如下:一是油底殼液位過高。這時(shí)，多余的潤(rùn)滑油會(huì)被帶入燃燒室燒掉，造成機(jī)油消耗量過大;二是主機(jī)曲軸箱內(nèi)氣體壓力高于正常值時(shí),會(huì)導(dǎo)致主機(jī)滑油消耗量過大,即透氣管口末端的金屬網(wǎng)罩被油垢封堵,致使曲軸箱內(nèi)氣體不能從透氣管中排出,引起曲軸箱內(nèi)壓力升高;三是渦輪增壓器和進(jìn)氣管之間的油封密封受損，造成燒機(jī)油;四是氣門導(dǎo)管磨損，間隙過大。氣門導(dǎo)管磨損，產(chǎn)生躥氣，用于潤(rùn)滑搖臂和氣門的機(jī)油就會(huì)通過氣門導(dǎo)管和氣門桿之間過大的間隙進(jìn)入氣缸燃燒，造成機(jī)油的消耗量增加;五是活塞環(huán)受損、卡死或折斷，不起刮油作用。正常情況下，曲軸旋轉(zhuǎn)濺起的，用來潤(rùn)滑氣缸內(nèi)壁的機(jī)油，常被活塞環(huán)刮下流回油底殼。當(dāng)活塞環(huán)磨損、卡死或折斷后，刮油性能下降或不起刮油作用，使機(jī)油進(jìn)入燃燒室燃燒，導(dǎo)致機(jī)油消耗量增加。如某航浚7*、1"主機(jī)，在該主機(jī)運(yùn)行至10000h左右時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)油壓差數(shù)值增長(zhǎng)過快，約1.3kPa/h，機(jī)油消耗率約為8.5Lh。柴油機(jī)的水溫(89°±2)、油溫(95°±1)、機(jī)油、燃油壓力(388kPa±5）等數(shù)值均在正常范圍內(nèi)。在對(duì)柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行查看后，發(fā)現(xiàn)排煙總管排煙煙色發(fā)藍(lán),初步判斷可能為增壓器故障導(dǎo)致燒機(jī)油。隨后停機(jī)對(duì)增壓器進(jìn)行拆檢，拆下來的增壓器從表面看沒有異?，F(xiàn)象，增壓器的廢氣端及壓氣端葉輪正常，且在增壓器壓氣口和進(jìn)氣管沒有油跡。故排除增壓器問題。再次對(duì)電子數(shù)據(jù)及運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)和工況進(jìn)行檢查，推測(cè)可能是柴油機(jī)某缸活塞及活塞環(huán)或缸套磨損異常導(dǎo)致大量機(jī)油進(jìn)入燃燒室參與燃燒或者是燃燒室竄氣導(dǎo)致機(jī)油損耗量異常。經(jīng)拆解發(fā)現(xiàn)，第4缸的活塞頭部及缸蓋燒蝕異常嚴(yán)重，該缸的缸套磨損也很嚴(yán)重,活塞環(huán)已經(jīng)全部斷裂，活塞環(huán)槽也不再光滑平整。圖1第4缸缸頭燒蝕情況圖2第4缸活塞損壞(中環(huán)與油環(huán)間隔墻損壞DSCN4432)情況結(jié)合柴油機(jī)的工作狀況，分析其原因是:活塞與缸套之間過度磨損導(dǎo)致活塞與缸壁之間的間隙過大，引起活塞沿缸壁上下運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生偏擺。偏擺的活塞在運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)活塞環(huán)產(chǎn)生擠壓，造成活塞環(huán)與氣缸壁的適應(yīng)性變差，引起活塞環(huán)在環(huán)槽內(nèi)發(fā)生不規(guī)則的軸向、徑向運(yùn)動(dòng)和扭曲變形,從而導(dǎo)致氣缸的氣密性下降，最終導(dǎo)致活塞環(huán)斷裂，對(duì)進(jìn)入燃燒室的機(jī)油無法起到刮油的效果，同時(shí)燃燒室竄氣到油底殼導(dǎo)致燒機(jī)油。CAT3516B型主機(jī)機(jī)油壓力過低時(shí)，一般第一步應(yīng)檢查油底殼內(nèi)油量是否充足，是否存在機(jī)油泄漏問題。第二部檢查機(jī)油是否有其它油品混入（如柴油）。當(dāng)油底殼內(nèi)有柴油出現(xiàn)時(shí)，首先用斷缸停油的方法來判斷出哪個(gè)缸出問題，再者檢查問題缸的噴油器是否能夠正常工作，如噴油器工作良好，那么就需要檢測(cè)配氣機(jī)構(gòu)的使用情況，方法是通過測(cè)量該汽缸的最高壓縮壓力，進(jìn)而可以判斷該汽缸的密閉情況。假如是噴油器故障，首先應(yīng)檢查并調(diào)試噴油器的耦合件，進(jìn)而將故障排除。假如是因?yàn)槠?、活塞環(huán)磨損嚴(yán)重超標(biāo)、活塞環(huán)折斷、對(duì)口、卡死失效故障，須馬上對(duì)汽缸、活塞環(huán)、活塞等進(jìn)行修理或換新;如果是閥座間隙過大的問題，應(yīng)調(diào)整氣門腳間隙，排除故障。三、總結(jié)本文簡(jiǎn)要介紹了7025型絞吸式挖泥船主機(jī)CAT3516B型柴油機(jī)的性能參數(shù)、基本結(jié)構(gòu)