记一次辅机曲柄销轴承故障修复及原因探讨
2010-01-20 赵文利
某轮日本接船后正好一个月，在航行途中一台辅机的曲柄销轴承意外故障烧毁，自修无效。半年后在日本厂修时换新曲轴，迄今运行了三千多小时，情况良好。但这次轴承烧毁的真正原因，始终不得而知，希望同行们共同分析探讨。
故障发生经过：某轮是我局购入的二手船，仅八年船龄，船上配置三台DA IHA TSU6PSHTc-26D辅机（发动机功率550KW）。交船时三台辅机的运行小时分别为No.1:4070h； No.2:8207h；No.3:8528h，均已达到和超过了吊缸检修周期（4000-7000h）。
12月30日，该轮航行在马来西亚至新加坡途中，当值班轮机员13：00正点巡回检查时发现No.1辅机滑油压力略有下降，不到0.28Mpa,滑油出机温度升高，为66℃左右，（通常为0.29-0.3Mpa，56℃左右）。当时考虑可能船位纬度低，海水温度升高，冷却器效果不佳。经调整冷却器调温阀后仍无效果，滑油温度上升至67℃，压力低至0.26Mpa。当值轮机员立即通知值班机匠启动No.2辅机，并车使用，降低No.1辅机载荷至150KW（原为300KW），继续观察，尔后又降至80KW，Z后卸载，滑油温度虽没有再升高，但压力仍在下降。至14：30停机时，滑油压力降至0.23Mpa,(说明书规定的压力正常值为0.2-0.3Mpa)。停机前把No.1机与No.2机仔细比较，略有轻微的敲击声，缸头略有油烟，曲轴箱道门温度较高。15：10左右打开曲轴箱道门检查，发现3#缸连杆大端轴瓦移位，走外圆，间隙明显增大，温度明显增高，并在油底壳发现金属屑，当即报告轮机长。根据现场情况，初步判断3#曲柄销轴承烧毁，决定次日吊缸检查。
检查情况：我们首先将3#缸吊出检查，发现曲柄销受到磨损，留下明显的痕迹；连杆大端轴瓦受到磨损，留下明显的迹痕；连杆大端轴瓦内侧白合金全部化完，并有磨损；轴瓦外侧与轴壳体走外圆，两片轴瓦的三个定位凸舌全部咬掉；轴瓦单面减薄约1mm，宽出轴承壳7-8mm不等。对此我们决定：（1）修整曲柄销，并磨光，抛亮；（2）换新连杆及轴瓦；（3）另五只缸结合吊缸检修周期吊出检查：（4）拆检第三，四道主轴承。经过六天奋战，其他五只缸套检查无异常，清洁测量，装复。第三，四道主轴承情况良好，上下轴瓦无磨损，桥规值正常。而3#曲柄销修整后测量，数据异常，既有锥度，又有椭圆度，Z大的配合间隙将达1mm。为了使No.1辅机能维持使用，我们采取了几点措施：
（1）提高滑油压力，由原来的0.29-0.3Mpa提高道0.35Mpa以补充部分流失的滑油；(2)适当降低滑油温度，提高一点滑油粘度；（3）降低整机使用负荷，以200KW为限，只作并机使用（单机航行中一般要在250-300KW）；（4）适当减少3#缸供油量，降低该缸的负荷；（5）加强值班检查，缩短检修周期。
整机装妥后试车，先后进行慢车，空载，试车检查，没发现异常，然后并车，载荷逐步加到120KW运行40分钟检查发现，轴承白合金有少量渗出。吊开检查发现，轴瓦向运转方向移位3mm，白合金局部铺开，局部过度磨损，分析判断为：因轴承间隙过大，油膜破坏，产生冲击，冲击压力和圆周摩擦力至轴瓦破坏。为能Z低限度的维持使用，再换新轴瓦，并将3#停油减缸运行。但空载试车后轴瓦仍有少量白合金渗出，并移位3mm左右。根据如此状况，No.1辅机已无法继续运行了。
故障发生经过：某轮是我局购入的二手船，仅八年船龄，船上配置三台DA IHA TSU6PSHTc-26D辅机（发动机功率550KW）。交船时三台辅机的运行小时分别为No.1:4070h； No.2:8207h；No.3:8528h，均已达到和超过了吊缸检修周期（4000-7000h）。
12月30日，该轮航行在马来西亚至新加坡途中，当值班轮机员13：00正点巡回检查时发现No.1辅机滑油压力略有下降，不到0.28Mpa,滑油出机温度升高，为66℃左右，（通常为0.29-0.3Mpa，56℃左右）。当时考虑可能船位纬度低，海水温度升高，冷却器效果不佳。经调整冷却器调温阀后仍无效果，滑油温度上升至67℃，压力低至0.26Mpa。当值轮机员立即通知值班机匠启动No.2辅机，并车使用，降低No.1辅机载荷至150KW（原为300KW），继续观察，尔后又降至80KW，Z后卸载，滑油温度虽没有再升高，但压力仍在下降。至14：30停机时，滑油压力降至0.23Mpa,(说明书规定的压力正常值为0.2-0.3Mpa)。停机前把No.1机与No.2机仔细比较，略有轻微的敲击声，缸头略有油烟，曲轴箱道门温度较高。15：10左右打开曲轴箱道门检查，发现3#缸连杆大端轴瓦移位，走外圆，间隙明显增大，温度明显增高，并在油底壳发现金属屑，当即报告轮机长。根据现场情况，初步判断3#曲柄销轴承烧毁，决定次日吊缸检查。
检查情况：我们首先将3#缸吊出检查，发现曲柄销受到磨损，留下明显的痕迹；连杆大端轴瓦受到磨损，留下明显的迹痕；连杆大端轴瓦内侧白合金全部化完，并有磨损；轴瓦外侧与轴壳体走外圆，两片轴瓦的三个定位凸舌全部咬掉；轴瓦单面减薄约1mm，宽出轴承壳7-8mm不等。对此我们决定：（1）修整曲柄销，并磨光，抛亮；（2）换新连杆及轴瓦；（3）另五只缸结合吊缸检修周期吊出检查：（4）拆检第三，四道主轴承。经过六天奋战，其他五只缸套检查无异常，清洁测量，装复。第三，四道主轴承情况良好，上下轴瓦无磨损，桥规值正常。而3#曲柄销修整后测量，数据异常，既有锥度，又有椭圆度，Z大的配合间隙将达1mm。为了使No.1辅机能维持使用，我们采取了几点措施：
（1）提高滑油压力，由原来的0.29-0.3Mpa提高道0.35Mpa以补充部分流失的滑油；(2)适当降低滑油温度，提高一点滑油粘度；（3）降低整机使用负荷，以200KW为限，只作并机使用（单机航行中一般要在250-300KW）；（4）适当减少3#缸供油量，降低该缸的负荷；（5）加强值班检查，缩短检修周期。
整机装妥后试车，先后进行慢车，空载，试车检查，没发现异常，然后并车，载荷逐步加到120KW运行40分钟检查发现，轴承白合金有少量渗出。吊开检查发现，轴瓦向运转方向移位3mm，白合金局部铺开，局部过度磨损，分析判断为：因轴承间隙过大，油膜破坏，产生冲击，冲击压力和圆周摩擦力至轴瓦破坏。为能Z低限度的维持使用，再换新轴瓦，并将3#停油减缸运行。但空载试车后轴瓦仍有少量白合金渗出，并移位3mm左右。根据如此状况，No.1辅机已无法继续运行了。
我们将检修情况电告局，公司，经联系，准备在荷兰鹿特丹港由某公司就地光车，加厚轴瓦。但检查后的情况是：3#曲柄销需光去2.16mm才能修圆。因轴颈表面有微裂纹，总共要修去3.66mm，而他们的Z大工作量仅能光去2mm，建议整根曲轴拆下修理。
对故障原因的一点调查分析：此故障发生得较为突然，出人意料。从出现的原始资料看，No.1辅机的吊缸检修周期Z短，88年10月在日本进行过厂修，检修报告记录详细，各项数据也令人满意。近一年的运行记录也无异常，到故障发生时，已运行了4314小时（接船后运行了244小时）。接船以后不久，主管轮机员对该机进行过必要的常规检查。曲轴箱内部检查时也未发现明显异常，连杆大端螺栓无松动（扭矩在85~95kg.m）。故障发生时也未断油。停机时油压还在0.23Mpa（滑油低压报警值为0.12Mpa）。机械上无故障。辅机运行时各项参数均正常，功率均匀。故障发生时正在航行中，使用功率300KW左右，载荷稳定，并已换用了196小时（22日10：30启用，30日14：30故障停机）。因此从管理使用的角度上看，无任何故障因素。但对该机进行较详细深入的调查后，发现有些迹象也不无参考价值。（1）吊缸检查时发现2#，3#缸的连杆互换装错。（2）该机滑油压力较No.2，No.3辅机略低0.015~0.02Mpa之间。（3）曲柄销直径的测量数据明显异常。（4）据仔细回忆，接船后曲柄箱检查时，感觉3#缸曲柄销轴承处在Z后泵油时，出现较其他缸略早，油量也略多于其它缸。
关于2#，3#缸连杆的互换装错。通过3#连杆事后送厂校验，以及2#，3#缸曲柄销轴颈尺寸核对（88年厂修报告），已经判定“与此案无关”。因88年厂修时，该机连杆全部换新，所以所谓的装错只能是标记或记录搞错，而滑油压力略低于No.2，No.3辅机，经查阅辅机日志，已由来已久。所以查到的半年前的记录，No.1辅机滑油压力已比No.2，No.3辅机略低0.01Mpa左右，看来这不是直接因素。况且0.29Mpa滑油压力也属说明书规定的0.2~0.3Mpa的上限。但这一现象却有一定的分析参考价值。从曲柄销直径的测量数据看，想必有着“先天”因素。虽然轴颈经过修整，但修整的量极少，仅将一些轻痕用油光锤修去，不至于因为修整而形成一定的锥度和椭圆度，可形成0.4~1.0mm间隙。结合曲柄销轴颈数据异常，整机压力略低于0.1Mpa，曲柄箱检查时3#缸曲柄销轴承泵油的出油略早，油量略多，仙子啊看来确是个可疑现象。3#曲柄销轴承的滑油主要来自3#、4#主轴承，而3#，4#主轴承并没有理由Z先多油。滑油总管自飞轮端至自由端连通各道主轴承，如仅从滑油路线看，6#缸是“近水楼台先得月”。因此可见，3#缸的曲柄销轴承间隙可能略大于其他缸，有着先天不足，而故障的发生只是一个由量变到质变的过程。
鉴于该轮以前是由菲律宾外籍船员使用管理的，管理的水平不高，原始记录不全（一年内的辅机日志不全），无法找到详细可靠的论据，因此笔者只能推断，此次事故是潜在的，肯能来源于以往的使用管理不善，故障后的维修性修复或设备的因素缺陷。（来源：海运科技）
对故障原因的一点调查分析：此故障发生得较为突然，出人意料。从出现的原始资料看，No.1辅机的吊缸检修周期Z短，88年10月在日本进行过厂修，检修报告记录详细，各项数据也令人满意。近一年的运行记录也无异常，到故障发生时，已运行了4314小时（接船后运行了244小时）。接船以后不久，主管轮机员对该机进行过必要的常规检查。曲轴箱内部检查时也未发现明显异常，连杆大端螺栓无松动（扭矩在85~95kg.m）。故障发生时也未断油。停机时油压还在0.23Mpa（滑油低压报警值为0.12Mpa）。机械上无故障。辅机运行时各项参数均正常，功率均匀。故障发生时正在航行中，使用功率300KW左右，载荷稳定，并已换用了196小时（22日10：30启用，30日14：30故障停机）。因此从管理使用的角度上看，无任何故障因素。但对该机进行较详细深入的调查后，发现有些迹象也不无参考价值。（1）吊缸检查时发现2#，3#缸的连杆互换装错。（2）该机滑油压力较No.2，No.3辅机略低0.015~0.02Mpa之间。（3）曲柄销直径的测量数据明显异常。（4）据仔细回忆，接船后曲柄箱检查时，感觉3#缸曲柄销轴承处在Z后泵油时，出现较其他缸略早，油量也略多于其它缸。
关于2#，3#缸连杆的互换装错。通过3#连杆事后送厂校验，以及2#，3#缸曲柄销轴颈尺寸核对（88年厂修报告），已经判定“与此案无关”。因88年厂修时，该机连杆全部换新，所以所谓的装错只能是标记或记录搞错，而滑油压力略低于No.2，No.3辅机，经查阅辅机日志，已由来已久。所以查到的半年前的记录，No.1辅机滑油压力已比No.2，No.3辅机略低0.01Mpa左右，看来这不是直接因素。况且0.29Mpa滑油压力也属说明书规定的0.2~0.3Mpa的上限。但这一现象却有一定的分析参考价值。从曲柄销直径的测量数据看，想必有着“先天”因素。虽然轴颈经过修整，但修整的量极少，仅将一些轻痕用油光锤修去，不至于因为修整而形成一定的锥度和椭圆度，可形成0.4~1.0mm间隙。结合曲柄销轴颈数据异常，整机压力略低于0.1Mpa，曲柄箱检查时3#缸曲柄销轴承泵油的出油略早，油量略多，仙子啊看来确是个可疑现象。3#曲柄销轴承的滑油主要来自3#、4#主轴承，而3#，4#主轴承并没有理由Z先多油。滑油总管自飞轮端至自由端连通各道主轴承，如仅从滑油路线看，6#缸是“近水楼台先得月”。因此可见，3#缸的曲柄销轴承间隙可能略大于其他缸，有着先天不足，而故障的发生只是一个由量变到质变的过程。
鉴于该轮以前是由菲律宾外籍船员使用管理的，管理的水平不高，原始记录不全（一年内的辅机日志不全），无法找到详细可靠的论据，因此笔者只能推断，此次事故是潜在的，肯能来源于以往的使用管理不善，故障后的维修性修复或设备的因素缺陷。（来源：海运科技）
