第２６卷第４期 中国修船 ＣＨＩＮＡ ＳＨＩＰＲＥＰＡＩＲ Ｖｏ１．２６ Ｎｏ．４ Ａｕｇ．２０１３ ２０１３年８月 一起主机机损事故的原因分析及其预防对策 谢照利 （浙江新骆海运有限公司，浙江台州 ３１８０００） 摘要：文章以一起真实的柴油机曲轴箱爆炸事故为例，从机舱管理的角度分析拉缸引起曲轴 箱爆炸的具体原因，并提出预防拉缸机损的对策。 关键词：柴油机拉缸；原因分析；对策 中图分类号：Ｕ６７２ 文献标志码：Ｃ 文章编号：１００１—８３２８（２０１３）０４—００１６—０３ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ ａ ｒｅａｌ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｏｆ ａ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ ｃｒａｎｋｃａｓｅ ａｓ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｇｉｖｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃａｕｓｅ ｌｅａｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｒａｎｋｃａｓｅ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｆｒｏｍ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｆａｉｌｕｒｅ，ｓｏｍｅ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ ｅｎｇｉｎｅ ｂｒｏｋｅｎ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｆａｉｌｕｒｅ ａｒｅ ａｌｓｏ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ；ｃａｕｓｅ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅ １事故概况 某船在２００９年８月初上午秦皇岛到温州航行 途中，发现主机缸头及曲轴箱烟气较大，于是通知 轮主机润滑系统的工作原理：柴油机曲轴箱为干式 油底壳，发动机的滑油储存在油底壳下面的滑油循 环舱内，循环油舱包括２个部分：一部分为供油油 箱，另一部分为回油油箱。滑油泵采用独立的电动 泵，另设ｌ台独立的用于预供油和备用的泵。滑油 泵将机油经滑油冷却器和过滤器送人发动机滑油总 机长下机舱，并电告驾驶台降速至前进一（约２３０ ｒ／ｍｉｎ）。经各方面检查包括压力温度等参数，同时 清洗进机柴油滤器，未见异常情况。再次加速到前 进四（约４７０ ｒ／ｍｉｎ），进行测爆和点温检查，观测 到的排烟情况与平常相差无几。船员分析认为烟气 较大可能是汽缸内密封性差所致，判断问题不大， 管，这根总管装在曲轴箱下观察门上方的地方。在 冷却器和过滤器之间，装有压力调节阀，将多余的 滑油排人油箱（供油箱）。滑油经总管及支管进入 主机各润滑部件。当主机滑油泵发生故障后，系统 按正常主机转速航行到目的港，计划抵港后对主机 进行吊缸检查。不久后主机发生曲轴箱爆炸。经打 进行手动转换由滑油备用泵代替，以达到系统正常 工作。为了在启动前给柴油机泵油，滑油管道系统 中装有独立预润滑油泵（由主机滑油备用泵兼）。 显然本次机损事故的主要表现是拉缸引起的， 而拉缸 最根本的原因就是由于摩擦表面润滑油 膜损坏后，金属直接接触而产生高温熔融后的粘着 开道门检查，发现３ 缸连杆轴瓦脱落在油底壳， 于是马上组织人员对３ 缸吊缸检查，发现３ 缸缸 套有拉缸现象，且有３／４的周向裂缝，曲柄销已严 重磨损，活塞头与裙部的连接螺栓有４根已断裂， 活塞连杆组件已无法使用。在各方人员的共同努力 下经过简单的封缸处理后慢车驶回目的港进行吊缸 修理。 磨损所致。当活塞或活塞环与汽缸表面油膜薄弱甚 至遭到破坏时，２个运动表面突起部位相接触出现 微小的“熔着”现象，“熔着”部位又由于相对运 动被撕裂，由此金属表面新形成的硬化层被破坏， ２事故原因分析 在分析该船拉缸机损事故之前，先了解一下该 变成金属磨粒，这又加剧了滑动表面的磨损。在出 现粘着磨损的短时间内，汽缸内壁出现与活塞运动 作者简介：谢照利（１９６４一），男，浙江温岭人，高级工程师，大学本科，主要从事船舶机务管理工作。 ・１６・ ２０１３年第４期 谢照利：一起主机机损事故的原因分析及其预防对策 第２６卷 相一致的高低不平的损伤，严重时滑动部位完全粘 着或卡住，发生了柴油机拉缸的机损事故。如果柴 油机在运转中声音不正常，发出“吭吭”声或 来产生的杂质，主机在运行的过程中，本应通过精 滤器过滤掉的杂质却没有过滤掉，同时发生拉缸及 烧瓦后磨出的金属颗粒又混入润滑油中，造成恶性 循环。 “嗒嗒”声等不正常的干磨擦声；柴油机转速下降 或运转声音沉重甚至自动停车，这是因为汽缸内摩 ３）该船的主机润滑油循环油舱容积偏少，按 擦功增大；曲柄箱或扫气箱冒烟或发出油焦气味， 这是由于缸套和活塞组件温度升高，使曲柄箱或扫 气箱空间加热，油被蒸发成油气，当活塞环黏着或 断环失落时使燃气泄漏以致着火；增压器转速下 降、冷却液温度升高，排烟温度、冷却水温度和润 滑油温度显著升高等现象时，可判断柴油机发生了 拉缸。下面就本次主机拉缸机损事故原因详尽分析 如下。 要求应有６ ｍ 以上，而实际只有３．５ ｉｎ 。这样不 利于润滑油的沉淀、净化和散热。 ２．２润滑油温度偏高 这是本次事故发生的原因之一。因滑油温度高 粘度变差，载荷能力下降，油膜易破坏，主要是配 套的滑油冷却器达不到冷却效果。 ２．３海况环境不良 该船本航次海况差，风浪大，主机负荷偏重， 本次主机拉缸机损事故从现场情况看，发生的 过程基本上是这样的：首先是第４道主轴承过热 更加恶化和加剧了各轴承的负荷。由于风浪大使船 舶产生摇摆，容易把滑油循环油舱中的杂质搅起带 入润滑系统。 （烧瓦）先发生，因该道主轴承是整台柴油机中负 荷最大的一道轴承，由于滑油脏且油温高混着磨出 ２．４轮机管理人员对主机的日常维护保养工作不 到位 的金属颗粒进入连杆大端轴承，引起３ 缸连杆大 端轴承的损坏，进而使进入连杆小端及活塞的油量 减少，引起活塞过热，发生拉缸事故。当连杆大端 轴瓦磨损到一定程度从瓦座中脱出时，滑油从此处 １）该船投产后已运行２ ５００多小时，没有对 滑油进行取样化验和吊缸检查，如能定期取样化验 和吊缸检查，定会早些发现滑油中存在的杂质过多 的现象。尽管技术部门在４月份时已通知船上，适 时吊缸检查和取油样化验，但受客观因素影响 （船期紧，人手少等），均未及时进行，技术部门 也未及时跟踪落实。 ２）轮机管理人员存在处理事故的经验不足， 使得事故进一步扩大。从事故发生和机件损坏程度 泄漏，中断了供活塞冷却的滑油，导致活塞头部急 剧膨胀，咬死缸套，因而拉断了活塞头与活塞裙的 连接螺栓，同时拉裂了缸套。拉缸开始后，活塞和 汽缸壁被拉毛，两者之间的间隙不断增大，汽缸内 的高压燃气也不断往曲轴箱里窜，可燃混合气体的 浓度和压力急剧升高，当其浓度达到其可燃极限、 温度达到其燃点时，就发生曲轴箱爆炸。当然，从 连杆大端轴承烧瓦到活塞头与活塞裙的连接螺栓拉 断而停车不会是瞬间发生的，肯定存在一个比较长 的过程，事故发生的原因有以下几个方面。 ２．１主机使用的润滑油中杂质较多 看，发生的过程肯定有一段时间，但轮机人员没有 发现任何征兆，特别是在主机曲轴箱发生爆炸前， 主机烟气大已有一段时间，但船上只是采取慢车后 拆检柴油滤器及外观检查，未停车仔细全面检查， 也未考虑到问题的严重性，更没有采取必要的措 施，失去了处理事故的最佳时机。 杂质多易破坏轴承表面油膜，引起轴承表面的 磨料磨损。该船投油以来润滑油已使用２ ５００ ｈ而 未更换，滑油品质很难保证，其次是运行过程中产 生的杂质。引起润滑油中杂质较多的原因有如下几 方面。 ３）在７月中旬主机第４道主轴承温度检测仪 的热电阻早已损坏，至事故发生时没有更换，缺少 了能及时发现事故征兆的一种手段。 综上所述，此次事故的发生确有客观原因存 １）滑油系统原来存在的杂质：因该船刚从别 人手中购得，对管路的制作（工艺方面）和酸洗 质量把关已成过去，导致滑油系统先天存在杂质。 ２）滑油精滤器失效：由于滑油精滤器滤油精 在，如滑油中杂质较多，滑油温度偏高，滑油精滤 器滤油精度达不到要求等；同样管理上也存在许多 问题，如轮机人员对主机养护不够，发现问题未及 时处理，事故处理经验不足，处理措施不当才导致 事故的发生和进一步的扩大。 度达不到使用要求，不管是原来存在的杂质还是后 ・１７・ ２０１３年第４期 中国修船 第２６卷 ３预防拉缸机损的对策 主机拉缸的原因很多，就本次主机拉缸机损的 对窜，使油膜不被破坏。 ６）各配合间隙应良好。柴油机活塞、活塞环 与汽缸的配合间隙，气门问隙正确。活塞环弹性良 原因而言，除了轮机管理人员提高技术业务水平， 加强安全管理责任，增强事故防范意识，提高分析 判断处理故障的能力外，应从机舱管理方面做好以 下工作来避免拉缸机损的发生。 １）正确选用润滑油。根据柴油机的结构性能 确定润滑油质量等级，柴油机强化指数越高，要求 润滑油的质量越高；再根据柴油机工作的环境温度 好，其开口问隙，天地间隙及背隙适宜，避免油膜 遭到机械损坏。 ７）定期维护保养各滤清器和冷却器，使各滤 清器和冷却器均有效，保持管道畅通，使清洁的润 滑油供给充足，润滑良好，冷却恰当。定期对润滑 油循环舱进行清洗，及早发现问题，防患于未然。 ８）经常检查曲轴箱 Ｊ，及时发现活塞与缸套 及柴油机的技术状态确定其粘度牌号，尽量使用多 级润滑油，并避免润滑油的污染，保持添加剂发挥 正常的功效；定期取样送检润滑油的品质，保证油 品的质量正常，并定期或视情更换润滑油。 的异常磨损和曲轴箱内异常沉淀物；及时发现滑油 脏污并及时净化和换油；定期对滑油进行取样化验 和定期吊缸检查，清洁缸内积碳，保证缸套和活塞 环的良好润滑。 ２）磨合应充分。柴油机磨合期应做好负荷和 磨合时间的合理分配，避免未完成磨合就突加负荷 的现象。 ９）在机舱管理中，加强巡回检查，随时监视 主机与增压器的转速，冷却水的温度，注意曲轴箱 或汽缸下部空间是否有冒烟或发出油焦气味。跑冒 ３）每次启动柴油机前，均应向机内压油预润 滑，尽量减少柴油机启动、停车次数，注意将柴油 滴漏是机械设备故障的先期征兆，闻问望切是轮机 管理人员了解设备运行状态的最基本的手段。 １０）在可能的情况下增加主机监测报警系统； 安装可自动进行报警记录的报警系统，如油雾浓度 机控制在额定转速和额定功率内工作，避免超速和 超负荷，避免突加负荷和突卸负荷。注意柴油机润 滑油和冷却水的温度，避免柴油机机件过热。在船 舶进出港和险浅水航道时加强巡回检查，防止冷却 系统失效，注意冷却水和润滑油温度，保证汽缸内 润滑油油膜得以持续存在。 ４）柴油机各正时和压力调整适宜。如喷油定 检测器，用以监视曲轴箱内油雾浓度的变化，在油 雾达到着火浓度之前，发出报警信号。 参考文献 ［１］王军．柴油机拉缸研究［Ｊ］．航海技术，２００４（１）： ５５—５６． 时，配气定时要调定在规定的范围内；冷却水和润 滑油的压力、温度调整符合规范。 ５）一定要保证燃烧室的密封、气封、活塞环 等处应处于良好的状态，保持汽缸密封，润滑油不 ［２］刘运新，孙明．副机活塞油环碎断导致拉缸［Ｊ］．航 海技术，２００５（６）：６５． 收稿日期：２０１３—０４—１２ 兴船报国 创新超越 打造精品 做强主业 ・ｌ８・