某船主机连续机损事故分析

黄其金

(浙江远洋运输股份有限公司，浙江 杭州 310009)

某船主机连续机损事故分析

黄其金

(浙江远洋运输股份有限公司，浙江 杭州 310009)

某船主机SULZER 6RLB56仅3个月时间连续发生多起拉缸、活塞头烧损、活塞环卡死等事故。文章参照轮机日志和船员口述，对该船频发事故的原因进行了逐一排查分析，特别是对气口处横向裂纹产生的机理进行了剖析，得出在更换缸套后没有进行必要的磨合以及缺少日常管理的结论。由事故的教训，引发科学管理的的必要性，提出如何预防类似事故发生的具体措施。

拉缸事故；横向裂纹；活塞头烧损；磨合；活塞环卡死

机械设备的可靠运行、科学合理的管理、积极妥善地处理各种事故及故障，无疑是对安全生产最大的保障。作为船舶主动力推进装置的柴油机，是整艘船舶的心脏，而燃烧室部件又是柴油机的心脏，燃烧室部件的好坏将直接影响整艘船舶的安全与否。根据英国劳氏组织的调研获知，80%以上的机械事故与人的因素密切相关，也就是人的操作与管理在柴油机使用过程中起主要作用。柴油机缸套的磨损、拉缸，均有其内在的规律和诱因。只要轮机管理人员有足够的柴油机知识和安全意识，许多事故完全可以避免。

1 事故的发生

某船主机型号SULZER 6RLB56，功率 5 640 kW，额定转速130 r/min。

1)该船某年8月5日在印度贝迪港锚地等候进港期间，第6缸(运转7 208 h，没发现缺陷)正常吊缸检修。活塞吊出后，发现缸套气口处有多条裂纹，活塞检测正常，更换新缸套、全部活塞环后装复。

2)9月14日航行抵越南胡志明港，因第4缸缸套漏水吊缸，发现严重拉缸，缸套有多条横向、纵向裂纹，第1道活塞环卡死在活塞令槽中，更换新缸套和备用活塞组。

3)9月21日自国内张家港满载出航，第二天刚出长江口，因第6缸缸套裂损、大量漏水，漂航吊缸。发现缸套严重拉伤，内表面多处金属剥落，活塞头第1道环槽以上部分被1～3 mm的金属包层裹住，明显是与缸套高温摩擦形成金属焊接现象，更换新缸套和备用活塞头。第6缸距8月5日换新缸套仅使用557 h。

4)10月23日中午，第2缸、第4缸缸套同时裂漏。因前方有10级台风，同时船上也没有备用缸套，只好封2缸慢速开往福建的三都澳锚地避风等候缸套备件。在锚地船员又吊第2缸、第4缸，发现缸套气口处多条横向裂纹，表层多处剥落，活塞环全部卡死，活塞头部第1道环槽以上被金属包裹，船员敲除包层约1～3 mm后打磨换新后装复。第4缸距9月14日换新缸套仅使用334 h。

5)10月28日，09：15由三都澳锚地开航，13：10定速，18：00又发生第3缸、第5缸严重敲缸、第6缸再次裂漏一系列不正常现象，船舶无法继续航行，10月29日锚泊福建建平海港外锚地。船员再次吊出第6缸换新缸套，因第1道环槽烧熔，活塞环无法取出，船上已无备用活塞和缸套，只得封第6缸、第3缸慢速开往厦门港锚地等待备件和安排厂修。这次第6缸缸套主机运转仅28 h。

6)10月31日到11月3日，该船在厦门锚地航修，并由公司技术部门组织调查，查找分析原因。在厦门锚地，更换第1缸、第6缸的活塞头；第1缸、第3缸、第5缸的缸套。拆检中发现第1缸、第3缸的汽缸油注油器被积碳咬死，各裂损缸套的裂纹大多在气口附近，呈横向断裂状，少则4条，多则16条。

2 事故原因分析

从事故现象来看，该船柴油机主要发生汽缸拉缸、裂漏、活塞头烧损、活塞环卡死以及注油器积碳咬死等故障。自8月5日起到10月31日，在不足3个月的时间里，共损坏汽缸套9只，活塞头3只。其中有3只汽缸套损坏时仅工作557 h、334 h 、28 h。分析事故原因如下。

1)拉缸原因。柴油机活塞与缸套因间隙过小或配合不当，造成局部金属熔合焊接继而撕裂的现象，当裂纹扩展到一定程度便引起裂漏。从对该船的调查中发现，主机换新缸套、活塞等重要运动部件后，没有进行必要的磨合。吊缸后试车时重新注入的冷却水温度没到60 ℃，平时机器暖缸也不充分，使缸套内外形成较大的温差应力。

2)活塞头烧损原因。活塞冷却系统长期不检查形成油垢，致使活塞冷却不良，活塞头内部冷却腔碳化油层达1～3 mm，水中含有大量油污，严重影响活塞冷却的传热效果。

3)活塞环卡死、注油器咬死原因。由于汽缸油调节失误导致以上问题。8月6日轮机日志记录：第一次吊第6缸后将所有汽缸油注油器总成调到最大8格处，而不是只把第6缸汽缸油调大。第1缸～第5缸的汽缸油过量，致使积碳严重、活塞环卡在环槽中。此后汽缸油再也没调整过。

4)缸套横向裂纹的原因。缸套产生裂纹的原因很多，缸套的拉缸、汽缸内高温燃气的冲蚀、腐蚀磨损与磨粒磨损，这些都有可能造成缸套裂纹。而这些原因造成的裂纹大多是纵向或者龟裂状的撕裂痕，显然与横向裂纹无关。在查阅了轮机日志及询问了相关轮机员后，发现该主机口琴阀从不拆检、表面被油污严重污染、扫气箱从不清洁，造成扫气箱积油及扫气口积碳严重。在运行过程中大量的碳灰被扫入汽缸中，造成缸套严重磨损，在缸套下部(活塞处于下止点时最下1道活塞环处)形成凸肩。另外，缸套上下部本身存在较大的温差，气口处缸套又存在截面积突变，在气口处形成应力集中。因此，活塞运行过程中在强大的拉缸力和凸肩阻力作用下，气口处就产生了横向裂纹。

3 事故发生的机理

1)一对新运动副在相对运动时，2个摩擦表面有肉眼看不见，但真实存在的毛刺和配合形状的差异，2个摩擦表面不可能形成面接触，只在极少数微凸起的峰处形成点接触，其实际接触面积很小，仅为名义接触面积的千分之几乃至万分之几，如此微小的接触面却要承受摩擦面上全部载荷，因此，凸峰点受力非常严重，在相对运动的过程中，凸峰点间相互挤压，产生高温熔化—焊接—撕裂的过程。在没有得到良好的磨合情况下，这种过程将在初期重复发生，导致拉缸甚至抱缸事故[1]。

2)对于工作机械来说，为了保证其工作性能以及合理的运动间隙，必须进行适当的冷却。如果没有进行冷却，相对运动的金属表面温度持续升高，进而导致配合间隙的改变以及对金属材料的刚度和强度产生不利影响。但是冷却过甚，又将带走柴油机的能量，损耗做功能力。因此，每台柴油机都在说明书中有建议冷却温度[2]。

3)关于汽缸注油量，柴油机说明书里有更详细的规定。主要根据是：注油量=燃烧量+下落量+存积量，当注油量超过某一值时，存积在活塞环与环槽之间的滑油量过多，在高温作用下结焦、积碳，使活塞环卡住而失去弹性，影响密封性能[3]。

4 教训与总结

1)机器的老化和损坏不可避免，但事故发生率可以降低。任何违反规定的操作和管理都是要不得的。换新缸套、活塞环，进行必要的磨合，不仅有利于柴油机良好运行，同时也提高了安全性和可靠性。日常管理马虎，柴油机口琴阀和扫气箱清洁保养缺失，最终导致因应力过大而产生横向裂纹。另外，要强化安全意识，严格执行安全操作规程。决不能为赶船期，违反科学、野蛮操作。

2)加强机务主管部门对船舶现场监督的工作力度，提高对故障船舶的跟踪、技术指导。在多次发生事故之后，应该及时组织相关技术人员进行原因调查和分析，找出对症的处理措施以防范类似事故的重复出现。

3)要有相对固定的船员队伍。频繁更换轮机管理人员，会使职业稳定性丧失。到期换岗，能拖则拖，明明应该保养的工作由上一岗拖到下一岗、再下一岗，导致小工作产生大问题。还有，船员的职业操守、敬业精神也必须经常宣讲。只有每个船员无论工期长短，都以本职工作为使命，认真履行职责，许多不该发生的事故才可以避免。

[1]胡强生.轮机维护与修理[M].大连：大连海事大学出版社，2011.

[2]周明顺.船舶柴油机[M].大连：大连海事大学出版社，2014.

[3]卢恒荣，于敬来.主推进动力装置[M].大连：大连海事大学出版社，2014.

Failures happened to the main engine SULZER 6RLB56 many times just in 3 months,including cylinder damage,piston head burnt and piston ring stuck.According to the engineering journal and seamen's oral account,investigation and analysis were given to the failures one by one ,especially the mechanism for the transverse cracks at port.The failures came from lack of running-in after cylinder liner replaced and defect of daily management.From these lessons,necessity of scientific management is introduced and concrete measures are put forward on how to prevent such similar failures.

cylinder damage;transverse crack;piston-head burnt;running-in;piston-ring stuck

黄其金(1966-)，男，浙江温州人，轮机长，大学本科，主要从事船舶营运工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.04.004

2016-03-14