主机空冷器常规查漏封堵方法及管理

青岛远洋运输有限公司 刘广利

一、主机空冷器结构与作用

空气冷却器是船舶主机的一个重要部件，其作用是降低增压后空气温度，提高扫气密度和过量空气系数，增加扫气单位体积含氧量，降低柴油机的循环平均温度，减小热负荷，提高燃油燃烧效率和主机输出功率，改善柴油机的动力性和经济性，减小机器尺寸。

船用主机空气冷却器是用海水/低温淡水冷却增压空气的换热器，大多采用卧式布置，传热面积大，空气分布均匀，传热效果好，拆装维修方便。冷却器芯子管束采用优质耐腐蚀黄铜管，两端用焊接或胀接方法连接在铜质管板上，光管外壁装配翅片扩大传热面积，翅片管束分层排列，管内海水/低温淡水通过管壁和翅片与管外增压空气换热。翅片管束是空气冷却器的核心元件。增压空气为单流程，海水/低温淡水冷却为三流程。由于中央集中冷却系统初投资和运行费用大的原因，近来新造船舶一般已不采用，海水冷却的空冷器占多数。空冷器工作状况的好坏对主机的运转工况影响极大。通过空冷器后增压空气温度范围一般为25～45 ℃，扫气进机温度为40～50 ℃，扫气低温、高温报警设定25/55 ℃。

对于无限航区船舶，设计计算空冷器额定负荷时，常在主机额定功率下，环境条件选定为热带条件：海水温度32 ℃，压气机入口温度45 ℃。冷却裕量用于应付各种意外情况或突发事件，即空冷器部分管束堵塞或封堵仍可维持使用。

二、主机空冷器管束漏泄及堵塞故障原因分析

空冷器是现代柴油主机必不可少的设备，尽管冷却器芯子使用了优质黄铜材料，但由于海水腐蚀、高温（高增压扫气压力可达0.28 MPa，温度210 ℃）环境以及空冷器本身质量等原因，空冷器的使用寿命仍不长，一般来说5～6年就会报废，究其原因大部分是因为海水管束漏泄封堵过多或堵塞无法疏通导致冷却不良，无奈换新。主机空冷器管束漏泄或堵塞故障的可能原因如下：

（1）管束外部高增压空气高温，内部海水腐蚀，工作环境恶化。

（2）管壁薄，制造有缺陷或黄铜管质量差。

（3）喷管清洗空冷器时，清水冲洗不净，残存清洗液造成管束腐蚀。

（4）冷却器管束在海水、含水蒸气作用下产生化学腐蚀。

（5）冷却器管束加工制作过程产生较大内应力，黄铜管发生应力腐蚀季裂。

（6）冷却器管束金属表面产生微观电化学腐蚀和穴蚀破坏。

（7）冷却水腔内锌块腐蚀完后没有检查定期更换，不能有效防止穴蚀等电化学腐蚀。

（8）冷却器管束脏堵主要是海水中本身杂质及微生物吸附在管道内壁生长所致。

（9）使用海水进口阀调节进入冷却器海水量的方法，进口处节流减压，一旦低于水的饱和压力海水遇高温管壁气化，就会析出盐分等杂质黏附管壁堵塞管束；气化同时产生气泡水击对管板和管壁气蚀形成孔穴。

三、主机空冷器管束查漏封堵方法

主机空冷器漏水现象在船上时有发生，海水漏泄会造成扫气中所含的盐分增加，影响主机燃烧质量，还会对主机部件造成一定腐蚀。此外，进出港机动用车期间，主机扫气压力较低，空冷器的背压也低，漏泄的海水量会更大。漏到机舱的污水增加，也会给污水处理带来困难。及时查找空冷器的漏水部位并予以消除对于保证船舶正常营运非常重要。

远洋船舶70%的时间航行在茫茫大海上，经常处于一种前不着村后不着店的环境下，并会遭遇各种恶劣气象条件。轮机人员掌握主机空冷器管束常规查漏封堵方法就显得极其重要，但空冷器查漏封堵通常只在2～3年或5年周期的厂修时才能见到。由于船员流动性大，更换频繁，甚至不少具有几年履职海龄的轮机长也未曾目睹此项修理过程，希望下述介绍对轮机同行以后的工作有所帮助。

《钢质海船入级规范》中空冷器建造后检验要求：1.检查管子、管板有无变形、损坏、积垢、腐蚀等情况；2.清洗气腔和水腔；3.换新防腐锌块；4.冷却水侧以1.5倍工作压力液压试验。新造空气冷却器芯子出厂液压试验压力一般为0.60 MPa，冷却海水压力通常为0.25 MPa。水侧1.5倍工作压力水压试验，则空冷器查漏泵压压力为0.40 MPa，可使用手扦泵淡水泵压查漏。

图1中空冷器黄铜管束内径为12.5 mm，则可选取长度200 mm左右、直径17 mm的黄铜棒制作泵压封堵棒。车制封堵棒小端直径为10 mm，圆锥顶角7°左右。

图2中空冷器泵压插头由插头、三通、压力表和截止阀组成。插头可用黄铜棒车制而成，锥度尺寸与黄铜封堵棒相同。

查漏时，空冷器两端面各一人，可选择管束一行行逐只管子淡水泵压查漏，将查过漏的最后一根管子插入一L形铁丝作标记。泵压封堵棒插入待泵压查漏管后，用一小榔头轻轻敲击一两次。泵压插头无须敲击，如图3，只需双手握住泵压插头轻轻转动嵌入管束即可。然后，如图4所示，使用手扦泵淡水泵压至压力0.40 MPa，关闭手扦泵截止阀或泵压插头截止阀，观察压力表指针数分钟内读数是否下降。漏泄管束也可用L形铁丝标记。实际工作中，如果船舶没有手扦泵，则可使用日用淡水或空气查漏。

空冷器漏泄管束查出后，车制长30 mm、锥度顶角7°左右的铜塞封堵漏泄铜管。最后，装复空冷器2只端盖注满淡水，整体泵压至0.40 MPa，静置30 min后，观察压力表读数是否下降。如果压力下降，则需要重新逐根管子淡水泵压查漏并检查管束与管板胀紧部位。

四、主机空冷器管束漏泄及堵塞故障预防措施和管理对策

针对主机空冷器管束漏泄或堵塞故障问题，我们对船舶空冷器管理进行了详细的跟踪分析，总结空冷器管束漏泄及堵塞故障预防措施和管理对策如下：

（1）喷管化学品清洗空冷器后，清水冲洗直至将残留化学品冲洗干净为止。

（2）及时清除机舱设备的燃油、滑油滴漏，做好机舱清洁工作，减少机舱空气中油分含量，停泊时将增压器进气滤网用帆布盖住，保持增压器进气滤网的可靠性与有效性，阻止灰尘和油气未经滤网进入，减少空冷器化学清洗次数。

（3）船舶厂修时，冷却器由专业厂家化学煮沸24 h，清水反复冲洗，最好使用超声波清洗，定期检查、试压。

（4）用空冷器海水出口阀控制冷却海水流量，保持合适的扫气温度，使冷却水全部接触管壁，且海水流速稳定防止气化减少穴蚀，同时换热效果好。最好使用旁通调节。空冷器海水出口温度保持45 ℃以下。海水流量调节的原则是无论空冷器能否冷却下来都保持其所有回水管束充满冷却海水，保持空冷器管束始终处在海水充满的状态中运行。

（5）每隔3～6个月定期清通空冷器管束海水面，根据扫气、冷却水温差数据及锌块的耗损情况，调整检修间隔周期，及时检查更换锌块，防止空冷器管束穴蚀等电化学腐蚀。

（6）保持空冷器测量点上U形压差计的准确性，压差大于200 mmWC，检查空冷器气面是灰尘污染还是油气污染，决定使用高压水清洗还是化学清洗剂外部泵喷管循环冲洗，尽量减少化学清洗次数。

（7）清通空冷器管束时，使用直径合适的尼龙毛刷清通，两人配合，一人清通，另一人用水管将清通的管子用压力水立即把刷掉的泥巴冲洗掉，防止其干在管壁上，提高冷却效果。

（8）堵塞的管子，用5 mm直径的钢筋焊上6 mm的钻头用电钻钻通（不要用跟管子直径12.5 mm差不多的钻头进行钻通，否则不但不易钻通，还可能伤及管壁）。轻微堵塞的管子基本都能钻通，但人工疏通往往是捅不动的。

（9）管束清通和电钻钻通后，装复空冷器关阀加水到快满位置，注入液体干酸化学浸泡，每次清洗浸泡1～2 h。如果每次都能执行上述步骤，空冷器3～4次清通后，堵塞的管子会渐渐通开。

五、结束语

空冷器是船舶主机系统中一个构造简单、容易被忽视的重要部件，它对柴油机的工况、性能、功率及油耗影响极大。作为一名轮机管理人员，对此必须有清醒的认识，工作中尽可能采取各种有力措施，加强空冷器管理，提高空冷器的换热效率，延长空冷器使用寿命。用出口阀控制冷却介质流量，保持换热器始终处在冷却介质充满状态中运行的方法值得在实际工作中推广使用。

[1]中国船级社.钢质海船入级规范2006(第1分册)[M].北京:人民交通出版社,2006.

[2]杜荣铭.船舶柴油机[M].大连:大连海事大学出版社,1999.