基于疏浚船舶主机缸头漏水故障实例分析

郭香宁

【摘  要】本文主以国内进行做业的疏浚抛锚船舶进行分析，研究主机缸头的漏水故障。首先对该主机的冷却水的系统进行分析，然后通过对其各个部位进行详细的排查，最后决定对故障的位置进行分析定位。最终在更换气缸头后，主机可以正常运行，并且各项参数均为正常，由此漏水故障予以排除。

【关键词】疏浚船舶;主机缸头;故障分析;漏水

1、实例简介

本次主要分析在国内进行做业的疏浚抛锚船舶，其主机的最高功率达到8700KW，具体型号：瓦锡兰12V38B。由于其在工作中突然抛锚，因此对其曲轴箱道门进行检查，检查机器内部运动和固定的部件。而检查盘车过程中清晰的看到SB5缸的内壁位置出现水珠连续漏出，并且可以看到缸套壁泛黄。最后决定对故障的位置进行排查并分析定位。

2、12V38B型主机内部的冷却水系统

本次排查故障的主机运用封闭式的淡水冷却系统，该系统有高温与低温的水冷系统加以组成，通过将海水利用两个中央冷却器加以冷却而制成冷却水。主机使用的冷却水系统有不同且独立的两个回路：高温水的回路主要对气缸和气缸头以及空气冷却器的高温侧（初级）加以冷却;而低温水的回路则对增压空气冷却器的低温侧（次级）加以冷却。通过外部的冷却水进入高温水泵的吸入口，并和发动机的出口管道经过调温阀的旁通回路回来和温度高的出水加以混合。冷却水经过相应的调节后再送入主机的机身内通道之中，然后分别流向不同的气缸内。冷却水通过缸套内的凹槽流向缸套上方的中心孔而继续向上流动，由此对缸套的顶部加以冷却;而气缸头的冷却水则是通过缸盖的最底部位置流入，并对气缸头的底部位置以及喷油器的套筒加以冷却，然后冷却水会流进排气阀座中;在气缸头的排气位置流出的冷却水流向冷却水出口位置聚集;最后，由主机内的空冷器高温侧后将冷却水加以流出机体内并流向高温水板式的冷却器再次加以冷却。而机身的低温水通过中央冷却系统再经过主机内的空冷器低温侧流向机体。

3、故障分析与排查

船舶在损坏前处于正常工作的状态，并且在运行过程中未出现高温水以及低温水的相关异常。通过之后对主机的曲轴箱进行检查发现缸套内壁出现水珠，因此可以确定缸套的O形水套密封圈完好。与此同时，出现事故前正常工作，所以缸套产生裂纹的机率低，但也需要考虑是否损坏。

3.1主机气缸头与气缸套密封圈的排查

此次出现故障的主机，其气缸套则是利用合金铸铁加以离心浇铸加式制成，并且于凸肩内部加工冷却孔，由此冷却主机气缸套的上部区域。对冷却水腔的密封则主要利用机体和气缸套之间的O形圈以及密封胶，而气缸套的最底部利用凸缘予以支承，对于腔体内没有相应的冷却措施，但可以经过气缸套下平侧面和曲轴箱加以相连。

通过翻看维修保养指导书发现，气缸头的垫片对气缸燃气和气缸套的高温冷却水进行密封，并且对压缩比同样可以进行调节。当该位置出现损伤时，冷却水则会流进气缸的内部以及活塞中，所以在盘车过程中，冷却水通过气缸套的内壁和活塞间出现的间隙而流进曲轴箱。主机的气缸头O形密封圈主要对气缸套的冷却水进行密封，避免出现外漏的情况。

将主机高低温水的进口与出口阀门关闭，然后等到内部的冷却水完全排出将气缸头拆出，通过查看明确气缸套、活塞等位置出现积水，而气缸套的壁面和活塞以及气缸燃气面均出现了生锈的情况，对主机气缸头使用的垫片进行检查发现无破损。而当钢垫出现密封不严时会致使燃气向外流动，由此则会导致垫片和缸套间的接触位置显现燃气痕迹，并且高温水的压力出现不正常的上下浮动，另外，在气缸头上的密封O形圈同样没有出现破损和变形。因此表明钢垫属于正常状态。

3.2主机气缸头的喷油器套筒排查

高温的燃气和喷油器的头部位置进行最直接的接触，因此喷油器的工作环境特别恶劣。此主机喷油器没有使用单独的冷却系统，而是运用高温水对喷油器进行冷却。高温水紧紧围绕着喷油器的套筒外部腔室，由此可能出现缸内出现渗漏的情况，所以对喷油器的套筒应当进行相应的排查。

通过对喷油器进行拆出进行检查发现，并没有渗水的现象。查看说明书可以确定喷油器套筒的经过冷套过盈的配合，因此，一般情况下不会造成问题的发生。而为明确故障的位置，因此对使用缸头泵压开展实验进行排查。

3.3排气阀的阀座排查

冷却气缸头与排气阀阀座主要使用高温冷却水：气缸头主要利用气缸凸肩孔以及气缸头底水孔将冷却水流入缸内;冷却之后利用气缸头顶的出口再流入高温冷却水的水管之中。阀座与其底面属于燃烧室的一小部分，并受高温的作用。由于高温而造成排气閥在恶劣的环境下开展工作，所以为确保工作的正常运行，因此需要使用高温冷却水对其进行冷却处理。而为确保排气阀的封闭性，在阀座装配O形密封圈，如下图1所示。

图1阀座O形密封圈

主机工作时，气阀与阀座在工作时受到高温、摩擦、腐蚀的作用。进气阀和排气阀的阀座进行周期性的开启与关闭，由此导致阀座的端面和气缸头下部的阀座产生碰击。而为了降低撞击，则在阀座的底盘周围设计为倒角的形式，以此保证处于正常的磨损。由于安装阀座时运用冷缩的方法加以安装，所以其承受了较大的张力，如受到冲击长期的撞击，则会产生较大的磨损出现，由此同样会产生渗水的情况。

经过查看说明书，安装排气阀的阀座均有相关的标准，而由于各方面的原因，所以不能直接进行拆检。

4、故障定位分析

采取肉眼观察的方式无法对故障进行有效的定位，因此对气缸头的燃烧面进行相应的探伤检查，结果显示出现裂纹的情况，如下图5所示。由此决定运用泵压气缸头进行检查，先将渗水点找出，首先把气缸头出现的锈蚀加以整理，然后把水渍吹净。在船舶上利用尼龙棒加工制做楔形的堵塞棒，然后将其堵住气缸头下冷却水的孔;吊起气缸头并在其上部冷却水出口位置，将泵压的接口以及压力表的法兰予以安装;最后再检查各个通道并开展试验。根据泵压的要求为0.5MPa，加压后显示，排气阀无水渍出现，喷油器同样无水渍出现。

最后通过综合分析，决定对气缸头进行更换，在更换完成之后，对主机进行高温水的加注工作，然后等待一会再开启高温水泵，并详细查看主机的气缸头以及缸套是否产生渗水的情况;当充分的进行暖缸之后，而高温水已经达到80℃左右，再一次的开启高温水泵，此时同样未出现渗水的情况;而在气缸头更换后的几天，依据标准的程序冲车，并检查发现缸内无水雾且各项运行均为正常的状态。由此表明，主机缸头的漏水现象已经解决。

5、结束语

本次气缸头产生的故障，并不是非突发性而导致的，事先应当出现一定的征兆现象。而监视系统未及时报警，可能是由于主机运行过程中，排气阀的阀座出现的渗水对缸内燃烧的作用不大而导致。本次检查的故障主要在于气缸的内部中，因此不易被发现，所以在平时一定要仔细的对主机排烟的颜色予以观察，并及时的找出隐患所在。只有定时对机器进行保养和维护，并且对运行的各项参数发生的变化有效的掌握，才能在检查故障时提高检查的精确度。

参考文献：

[1]熊兵，顾含，董庆丰，等.某远洋船舶主机缸头漏水故障分析与排除[J].航海技术，2017（2）：55-57.

（作者单位：中交天航滨海环保浚航工程有限公司）