空压机曲轴箱进水故障实例分析

苏云龙

摘  要：水冷式空压机曲轴箱进水是一种常见的故障，这种故障应该及时排除，否则可能导致曲轴轴瓦的严重磨损、咬死，更严重的甚至导致爆炸。作为轮机管理人员应该重视这个问题，在故障解决前不应该投入使用。

关键词：空压机;曲轴箱进水

1 故障现象

某集装箱船备车进港，在准备启动No.2 空压机时发现曲轴箱进水。日常只需要一台空压机运作即可满足日常的需求，考虑到备车时机舱的耗气量大，一般投入2～3台空压机工作（依据实际情况决定）。之前No.2空压机一直处于备用状态，实际上回离港至今并未运转。发现No.2空压机曲轴箱液位镜中清晰可见滑油和水的分界面，下层的水清澈，上层的油未见乳白色。通过曲轴箱底部的旋塞放出大量的水。

该轮已有25年船龄，机舱一共有3台空压机：1台日用空压机，2台主空压机。3台空压机均为水冷活塞式空压机。2台主空压机并非是同一时期的产品。据了解，之前的No.2空压机由于曲轴咬死，造成空压机爆炸而报废，当前的No.2空压机为重新装配。至于什么原因导致曲轴箱进水未能得知，由于船舶所有人已经更换数次。

依据常规思路，进行了空压机气缸盖的拆除，进行气缸盖和中间冷却器水压测试，没发现漏泄;由于缸头垫床拆除时已经损坏，不能很好地检查拆除前是否存在漏泄，装复时更换新垫床。在重新装配好空压机，更换新的滑油后，No.2空压机投入使用，同时密切关注曲轴箱底壳油质的变化。运行一周后，打开曲轴箱道门检查，未发现油底壳有水，滑油也未见乳化现象。至此，初步判断漏水问题已经解决。这样又按照以前的使用原则：靠离港备车No.1和No.2主空压机投入使用，平时使用日用空压机。

然而，过了一个月，No.2空压机曲轴箱进水的现象又出现了。

2 故障分析

水冷活塞式空压机（如图1所示）曲轴箱进水在日常实践中是常见的故障现象，一般多为气缸盖裂纹，气缸盖垫床破损或者中间冷却器漏泄导致的。由于气缸盖的结构复杂，特别是鼻梁区的应力大，容易产生裂纹，如果裂纹贯穿到冷却水腔就产生漏水，水进入气缸，尤其是老龄船，气缸套磨损，活塞环槽磨损，活塞环无法保证滴水不漏。这样，漏出的水就进入曲轴箱。气缸盖的垫床破损也容易导致冷却水漏入气缸，因为缸体的冷却水腔和气缸盖的冷却水腔是相连的，他们之间是靠气缸盖垫床保证密封的。只要水进入气缸，就很容易漏到曲轴箱去。

本船的问题似乎不在常见的故障范围内，但是有一个问题是明确的：那就是一定有水进入了曲轴箱。难点是怎么找到漏点。

回到说明书查找答案是故障解决的基本途径，也是实践中切实可行的方法。

在通阅了说明书后，可以明确得出这样的结论：一定有水进入了曲轴箱。這样反向推理，水进入的途径有哪些？这是什么水？逐一排查。

首先排查水进入的途径：一是气缸盖垫床，二是气缸盖裂纹，三是缸套下部水侧的密封圈损坏。对于多级空压机，级间冷却器的漏泄也需考虑在内。对于垫床，安装前确保垫床的完好;检查与垫床接触的两个面的平整性;气缸套拔出检查，更换缸套水腔密封圈。对气缸盖和冷却器进行了水压测试，没有发现漏水。至于说“水是什么水”就是一个难题。正常就是冷却水，这里不可能有海水。把取得的水进行化验确认是淡水，但不能确定是冷却水。这淡水除了冷却水外还有其他的来源吗？图1中6液气分离器进入了视野。液气分离器是否可能成为一个进水的通道呢？

空压机排气中含有细小油滴;此外，空气被压缩后空气中的水分压力提高，经冷却后往往因超过其饱和蒸汽压力而析出水分。液气分离器多为惯性式，压缩空气进入分离器后，容积增大，流速降低，流向不断改变;油分子比气体分子质量大，惯性大，撞击分离器壁面后附在壁面，聚集而流到壳体下部空间。液气分离器和冷却器都设有自动和手动的泄放阀，在工作中应定时开启，排放分离出来的油和水。

3 故障解决

如果水从液气分离器来，必须通过阀片才能进入气缸。查阅说明书“卸载说明”部分发现空压机不工作的时，阀片处于开启状态。图2 中3245为卸载阀整体，启动时卸载阀延时动作保持阀片开启，减小空压机马达启动负荷。正常工作时，卸载阀动作，阀片关闭。

在空压机停止工作时，液气分离器和冷却器的自动泄放阀处于打开状态，如果此时来自外界有压力的水倒灌进入液气分离器，水是可能进入气缸的。正常情况下，空压机自带的自动泄放系统会定期（一般工作期间30 min）的将水泄放到泄放管路，流到污水井。如果泄放管路不通，那么工作中的空压机打开自动泄放阀时，泄放出来的水分可能进入停止运行的空压机气缸。因为停止运转的空压机卸载阀打开，此时卸载管路和泄放管路相通，就可能出现水倒灌的现象。

接下来，就需要排查一下空压机系统的泄放管系（如图3所示）。前往机舱空压机现场查看发现：如图3的布置方式，3台空压机的泄放管汇集在同一管路中，由日用空压机—No.1空压机—No.2空压机的顺序，而且No.2空压机恰好在拐角处汇入泄放总管。

现场拆下了泄放管系，发现泄放管系在拐弯处90%已经淤堵了。在清通了管系后，恢复了空压机的正常使用。

此后，No.2空压机再没有发现曲轴箱进水的问题。这样，本船No.2空压机进水的问题的原因找到了，问题彻底解决了。

该船在航行期间No.2空压机长时间未运行，漏入气缸内的水进而进入曲轴箱是导致故障的直接原因;间接原因为老龄船常见的排水管系、泄放管系的淤堵。

4 结 语

一个认真负责的轮机员不会放过一个故障，更不应该隐瞒故障。放过一个故障就可能埋下事故的隐患;隐瞒故障可能造成严重的事故。本船之前已经由于空压机曲轴箱进水导致滑油乳化，曲轴咬死，造成空压机爆炸，然而在故障未能排除的情况下，选择重新安装一台继续使用，这是一个安全隐患，可能造成重大的财产损失和人员的伤亡。

对于本次故障的解决，可以看到：在老龄船工作的轮机人员处理问题时应该有发散思维，常规的方法不能解决问题时，应该拓展思路：把问题和具体的场景相结合。解决问题应到现场，现场提供的信息直接、客观，现场也可以提供更多的信息。

参考文献

[1] 费千，船舶辅机[M].大连：大连海事大学，2005.

[2] 殷合香，王炳忠，郑卫东，空压机气缸进水故障分析及处理[M]. 山东：海军航空工程学院，2003.