分油機是船舶動力系統(tǒng)中的輔助設(shè)備，關(guān)乎動力裝置的可靠運行和使用壽命。本文從實船案例出發(fā)，詳細分析分油機水路動作原理，解釋發(fā)生故障時出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，并針對該故障設(shè)備部件進行些許改進，以供同行參考。
1 故障概況
某新造VLOC船離港后，主滑油分油機(型號SJ60HH)總是不定期報警停機，警報顯示為泄漏報警。復位重啟后，分油正常。新分油機報警沒有持續(xù)性，報警時間點不固定，一時不知從何處著手解決。
2 初步分析故障
如圖1和圖2所示，泄漏報警的原因可能有以下幾點：1)主密封圈1有損傷，密封不嚴；2)與主密封圈配合的活動底盤密封面2有傷痕，密封不嚴；3)活動底盤周向密封圈3老化，破損或傷痕，關(guān)盤工作水(以下簡稱“關(guān)盤水")(驅(qū)動活動底盤關(guān)閉的壓力水)泄漏；4)引導閥外圓周面密封圈4老化，破損或傷痕，關(guān)盤水從引導閥外部泄漏；5)與引導閥閥芯配合的墊圈5錐面有傷痕，關(guān)盤水從引導閥內(nèi)部泄漏；6)泄放塞6臟堵，開盤排渣水(以下簡稱“開盤水")泄放不及時，引導閥延時關(guān)閉，關(guān)盤水未充滿下部空間，活動底盤未關(guān)閉；7)給水裝置密封圈7老化，破損或有傷痕，給水泄漏；8)給水裝置噴孔8臟堵，給水量不夠，活動底盤未關(guān)閉；9)活動底盤與分離筒匹配不佳，上下動作時有卡阻；10)引導閥臟污，開關(guān)時偶爾卡阻。若泄漏報警原因為第1)～9)點，一旦出現(xiàn)泄漏報警，復位后仍會報警；第10)點存在偶然性，與故障現(xiàn)象類似。
3 初步排除故障
帶著疑問，筆者拆裝了分油機，仔細檢查上述每一點可能造成故障報警的原因。
1)檢查活動底盤的外邊緣立面和與之配合的分離筒圓周部分、活動底盤的內(nèi)邊緣立面和與之配合的分離筒中心部分，各配合面光滑無毛刺、無摩擦痕跡，且上下動作非常順暢，排除第9)點原因；
2)檢查上述每一道密封圈，發(fā)現(xiàn)主密封圈無損傷，3、4、7處密封圈彈性良好，無損傷，故障原因不在第1)、3)、4)、7)點；3)檢查與主密封圈配合的活動底盤密封面2和引導閥墊圈5錐面，均無傷痕，第2)、5)點原因可以排除；4)拆下泄放塞6,發(fā)現(xiàn)噴孔上部有泥巴堆積，孔道內(nèi)有少許泥巴沉積；5)拆開給水裝置，里面有大量泥巴沉積。拆檢給水總濾器，濾器比較臟。清潔所有給水部件和通道，裝復分油機，試運轉(zhuǎn)，分油正常，一天都沒有出現(xiàn)報警。綜合上述檢查過程，懷疑故障與某船廠加注的淡水有關(guān)。
4 故障反復
5天后，主滑油分油機泄漏警報響起，復位操作后仍有泄漏報警且跑油。再次拆檢分油機，沒有發(fā)現(xiàn)任何異常。檢查2個引導閥閥芯，開關(guān)順暢，說明此故障并非由引導閥閥芯卡阻造成。打開給水裝置，發(fā)現(xiàn)又有少許泥巴積存。于是放空淡水艙，清洗后重新造水，并拆洗淡水壓力水柜和分油機給水總濾器，消除該船廠淡水的影響。此后，分油機一直正常運轉(zhuǎn)。然而10天后，分油機泄漏報警再次響起。
5 進一步探究故障
船抵達巴西錨地，主機停車，機艙比此前安靜。筆者立刻來到主滑油分油機旁，觀察分油機的動作。分油機突然“鐺"地響了一聲，查看各參數(shù)，均正常。考慮非排渣時段，分油機為何會有這種響聲出現(xiàn)，而且此聲音與排渣聲音不同，排渣響聲應是“鐺……",聲音較長且大，但此聲音卻短且小。手動按“手動排渣"鍵，分油機正常排渣。隨后，分油機“鐺，鐺"響了兩聲。查看時序，分油機此時正處于進關(guān)盤水階段，關(guān)盤水電磁閥(Solenoid Valve, SV)2得電。沒有供應開盤水，卻有類似排渣的聲音，而且泄水漏斗一直有水流出，這種現(xiàn)象無法解釋(在排渣后進關(guān)盤水這個階段)。進入分油時序后，為了能夠更好地觀察現(xiàn)象，筆者調(diào)出分油機控制時序表。“鐺"的聲音再次響起，SV2關(guān)盤水電磁閥正開啟，此時處于每15 min補關(guān)盤水5 s的時段。查看泄水漏斗，同樣有水流出，說明這個聲音的形成來源于關(guān)盤水。
6 理論研究
為找出上述現(xiàn)象發(fā)生的原因，筆者便重新研究分油機的水路工作原理。分油機排完渣后，引導閥閥芯在離心力的作用下被甩出貼緊后面墊圈形成錐面密封。SV2電磁閥得電，關(guān)盤水開始供應。當分離時間結(jié)束，到達排渣時序時，SV1排渣電磁閥得電，排渣水開始供應，經(jīng)過如圖4所示的路線1→2→3→4,到達引導閥閥芯后部，推動引導閥閥芯向分離筒中心運動，錐面密封被打開，活動底盤下部的水按D→E→F路線排出。排渣結(jié)束時，SV1排渣電磁閥失電，開盤水停止供應。開盤水通道里殘存的開盤水，經(jīng)泄放塞排出，引導閥閥芯在離心力的作用下，重新被甩出貼住后部墊圈形成錐面密封。
1)排渣結(jié)束后，供給關(guān)盤水，經(jīng)過A→B→C→D→E,到達活動底盤下部，活動底盤上行。因為離心力的作用，水的流向會遵循“先外后里"的原則。當活動底盤下部充滿后，水就會慢慢往中心移動。當水空心半徑小于a時，水就會按照B→C′→3→4路線到達引導閥閥芯后部。與此同時，水從泄放塞排出，導致外部的泄放漏斗處持續(xù)有水流出(供應開盤水時，泄放塞也是一直在泄水，但這股水夾雜在排放的關(guān)盤水里面，不容易區(qū)分開來)。
2)如果泄放塞可以把流入開盤水通道的水及時排掉，分油機就不會排渣。若無法及時排出，多余的水就會推動引導閥閥芯向分離筒中心運動，打開錐面密封，關(guān)盤水排出，出現(xiàn)排渣現(xiàn)象。當關(guān)盤水漏泄一部分后，新供應進來的關(guān)盤水又會按照“先外后里"的原則進入到活動底盤下部(此時，進入排渣通道的水被中斷)。開盤水通道的水被泄放塞泄放完后，錐面密封又會重新形成，活動底盤就會被重新托起。待活動底盤下部腔室被再次充滿后，水又會進入到開盤水通道，形成排渣。所以出現(xiàn)了“鐺，鐺"的間歇聲響，直到關(guān)盤水供應停止。3)上述出現(xiàn)的泄漏警報，可能是分油機分油過程中間歇補水或是排渣結(jié)束后進關(guān)盤水時，活動底盤打開后，補水剛好停止或是剩余時間的補水量不夠，沒能把活動底盤頂回去，分油機跑油導致出口壓力低而報警(在不同水域、不同時間點，分油機溫度不同，關(guān)盤水流失[1]不一樣，且淡水壓力水柜水壓波動大，造成分油機進關(guān)盤水時的情況有差別)。此情況具備偶然性，所以泄漏報警時間周期不固定。4)前面拆洗分油機后可以運行一段時間無警報，是因為泄放塞孔比較干凈或是泄放塞孔上部無泥巴堆積。運轉(zhuǎn)一段時間后，泄放塞孔道臟污，孔上部有泥巴沉積，就會出現(xiàn)不能及時把關(guān)盤水排掉的情況，造成非正常排渣。若泄放塞孔徑過大，正常排渣時開盤水全部漏泄，排渣又會失敗。因此，泄放塞的孔徑設(shè)計要非常合適：既能及時把多余的關(guān)盤水排掉，又不能影響正常的排渣。5)泄放塞孔徑的設(shè)計可能過于理想化，設(shè)計裕度不夠。要根本解決問題，需要增加泄放塞排水速率或降低關(guān)盤水給水速率。
7 現(xiàn)場測試與改進
根據(jù)上述分析，在分油機正常分油過程中，手動打開關(guān)盤水電磁閥SV2,分油機馬上出現(xiàn)“鐺，鐺"的間歇聲響。在聲響響起的同一時刻，關(guān)閉電磁閥SV2,分油機出口壓力急速降低，立馬呈現(xiàn)泄漏報警，故理論分析正確。如果調(diào)小關(guān)盤水的補水時間T100,少供應關(guān)盤水，使排渣通道沒有關(guān)盤水流入，可否根本解決問題?經(jīng)過現(xiàn)場觀察，排渣結(jié)束后供應關(guān)盤水，大概8 s左右就會出現(xiàn)“鐺，鐺"聲響。系統(tǒng)設(shè)定T100時間重復供給1次，便需要將其調(diào)節(jié)到3 s(廠家服務(wù)工程師設(shè)定是15 s)。但是，分油機初次啟動運行時，會先供應一次關(guān)盤水，此時只供應一次T100補水時間，若只供應3 s, 活動底盤無法關(guān)閉。所以，將供應關(guān)盤水的時間調(diào)到足夠低，使排渣通道沒有關(guān)盤水流入的想法違背分油機的設(shè)計初衷。要想解決根本問題，就必須使泄放塞的排水速率大于SV2電磁閥補水速率。不管補水時間T100多大，進入排渣通道的水都會被泄放塞及時排掉，永遠無法推動引導閥動作，且保證活動底盤在補水結(jié)束時的絕對關(guān)閉狀態(tài)。為了避免再次拆裝設(shè)備，筆者考慮降低關(guān)盤水的補水速率，將總給水壓由3.0 bar(1 bar=0.1 MPa, 廠家值)降至2.8 bar, 但手動開啟SV2后，“鐺，鐺"聲依舊，于是繼續(xù)降低水壓至2.6 bar, 結(jié)果仍舊有“鐺，鐺"聲……經(jīng)過幾番測試，最后在2.0 bar時，“鐺，鐺"聲消失。測試排渣，功能正常。此舉會降低排渣前置換水的量，使排渣時的滑油損失變大；若調(diào)大置換水時間設(shè)定，又擔心設(shè)置不合理導致置換水進入主機油底殼，造成滑油乳化。
考慮到SJ60HH型機孔徑為0.6 mm, SJ110HH型機孔徑為0.7 mm, 且船上沒有這么小的鉆頭，故使用通針均勻摩擦孔徑圓周(通針帶出少許銅粉即可),使孔徑稍稍變大一點。然后裝復運轉(zhuǎn)，手動打開SV2電磁閥測試，無“鐺，鐺"聲產(chǎn)生。至此，分油機故障終于解決。詢問其他姊妹船，也存在類似情況，采用同樣方法，問題立刻迎刃而解。8 總 結(jié)
當工作中遇到非常見設(shè)備故障時，我們不能盲目地反復拆裝，更換備件。一些現(xiàn)象無法理解或解釋不通時，需要重新研讀設(shè)備圖紙，認真觀察故障的每個細節(jié)，從理論上進一步疏通設(shè)備工作原理，找到可能的根本原因，再通過現(xiàn)場測試，驗證理論的正確性，然后綜合考慮設(shè)備各系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性，最終確定的解決方案，方能從根本上解決問題，且不帶來其他失誤。
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三菱分油機故障分析
更新時間：2023-08-01
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