“萬頃沙”輪瓦錫蘭主機(jī)故障分析與處理方案

賴?yán)ち? 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(jī)大修過程中發(fā)現(xiàn)一些零部件異常關(guān)鍵性問題的處理做具體論述。“萬頃沙”輪主機(jī)機(jī)型為瓦錫蘭（蘇爾壽）ZAL40S，裝機(jī)于2004年7月19日，至2019年初已運(yùn)轉(zhuǎn)總時(shí)間達(dá)到10萬小時(shí)以上，運(yùn)行時(shí)間已15年，由于工作疲勞、磨損、應(yīng)力變形和早期設(shè)計(jì)缺陷等各種方面原因，相繼出現(xiàn)了一些影響柴油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的異?，F(xiàn)象，和有些甚至可能引起機(jī)損風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)問題。給該輪的運(yùn)行管理帶來了困難和挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：“萬頃沙”;輪瓦錫蘭主機(jī);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(jī)的正常運(yùn)行和公司船舶生產(chǎn)效益的最大化，通過查閱大量的相關(guān)資料，以及和廠家資深技術(shù)人員的探討，針對(duì)不同的問題，做出相應(yīng)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(jié)省成本的基礎(chǔ)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(jié)論

1.1 主機(jī)連桿大端孔尺寸超差問題

1.1.1 主機(jī)連桿大端孔尺寸超差分析

“萬頃沙”輪主機(jī)總運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間在2004年至2019年有10萬多小時(shí)，主機(jī)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(yùn)轉(zhuǎn)約5萬多小時(shí)，2019年5月主機(jī)修理時(shí)發(fā)現(xiàn)全部連桿大端直徑橢圓度（0.14-0.19）基本超標(biāo)，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(fèi)用昂貴，兩臺(tái)主機(jī)更換全部連桿大端需花費(fèi)備件費(fèi)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(shí)間較長(zhǎng)，在保證機(jī)械可安全運(yùn)行的前提下，為節(jié)省公司船舶使用成本，需要研究是否可以進(jìn)行修復(fù)處理。

“萬頃沙”輪瓦錫蘭主機(jī)機(jī)型（ZAL40S））由于設(shè)計(jì)上存在連桿大端孔左右方向的尺寸偏小，材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度偏弱的問題;對(duì)比公司浚海系列船舶主機(jī)（浚海系列RR B32/40機(jī)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?。?。

這種設(shè)計(jì)弱點(diǎn)，造成在實(shí)際使用中，在長(zhǎng)時(shí)間的交變應(yīng)力作用下，連桿大端橫向部位出現(xiàn)向外周方向的形變，而上下方向則對(duì)應(yīng)出現(xiàn)向內(nèi)圓方向的形變，實(shí)際測(cè)量結(jié)果也反映出此現(xiàn)象（左右尺寸變大，上下尺寸變?。Ｍㄟ^對(duì)其他相同機(jī)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(bào)廢的案例。

按廠家推薦的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，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(fā)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(biāo)準(zhǔn)較嚴(yán)，在實(shí)際使用中極易超差（一般兩個(gè)大修周期就會(huì)出現(xiàn)超差情況），如按該標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行則會(huì)增加大量備件費(fèi)用負(fù)擔(dān)。由于該標(biāo)準(zhǔn)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(duì)應(yīng)的是軸瓦間隙增大，如果將軸瓦間隙標(biāo)準(zhǔn)作為最后評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，則隨著軸頸直徑變小，大端孔的最小直徑也可相應(yīng)減小。實(shí)際測(cè)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(yīng)縮小到364.92，這樣在評(píng)判大端孔上下方向尺寸時(shí)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(duì)比了其他功率范圍相近的機(jī)型的橢圓度極限數(shù)據(jù)（大多數(shù)為0.10），結(jié)合連桿大端橫向的載荷負(fù)擔(dān)相對(duì)較輕，和了解了其他船舶的實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將橢圓度超差極限適當(dāng)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(shù)值超差的情況，需考慮換新或修復(fù)?？紤]到備件費(fèi)用昂貴，為降低修理費(fèi)用，對(duì)修理方案做了認(rèn)真探討。

1.1.2 主機(jī)連桿大端孔尺寸超差提出處理方案如下