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主机滑油失效与船舶主机润滑油管理

发布时间:2020-05-10人气:88

某轮主机滑油多次化验后,显示化验结果异常但没有引起船舶管理人员的重视,最终导致机损事故。

文章分析了该轮事故发生的原因,提出对船舶主机润滑油的管理要点。

一、事故

某轮1996 年建造,主机型号: Akasaka A41,六缸四冲程。

某日上午自深圳开出,开航前机舱检查各项数据指标正常,主机运行未见异常。

航行约 1h 后发现主机机油压力下降,机油滤器压差增大,停车清洗滤器。

此时发现在一根滤芯上沾有铜屑,随即通知驾驶台,希望停车检查。

船长当即命令船舶偏出航道,就近选择锚地抛锚。 

停车后打开曲拐箱导门检查,发现曲拐箱下面有较多铜屑,初步判断主机主轴瓦烧损,经进一步仔细检查,发现主机No.3、4、5 道主轴承已明显移位,其它 4 道外观未见异常; 检查还发现主机 No.3 道主轴瓦和主轴颈拉毛损坏,主机需进厂修理。

进厂后进一步发现 3# 曲轴轴瓦的内衬面已严重拉毛受损,其轴瓦软质巴氏合金层材料已经基本磨损殆尽,露出底层钢制材质。

曲轴轴颈也有相应轻微的磨损。

5# 主轴瓦、轴承座以及主轴颈均有严重的拉毛现象。 

该轮主机滑油在机损事故发生前1年内多次化验结果已经显示存在问题。

第一次滑油送检化验结果: 

水分含量 0.40% ,不溶物含量 0.30% ;

第二次送检化验结果: 

水分含量 0.15% ,不溶物含量 0.45% ; 

第三次送检化验结果: 

水分含量0.40%,不溶物含量 0.30% 。

3次化验结果显示主机滑油不溶物和水分含量均较高,但都没能引起船舶轮机管理人员的重视。

机损事故发生后,在船厂修理期间仅约10m³的油柜中清理出 0.5MT 的油泥。

由此可见该轮主机系统滑油脏污程度已经十分严重。

二、事故原因分析

本次事故的主要原因应该是滑油脏污、失效,而导致滑油脏污失效的主要原因是: 

1) 燃油油质较差,含硫量偏大;

2) 该轮主机是四冲程筒状机型,高增压,缸套与活塞环密封性不好,高温燃气下窜引起滑油氧化变质;

3) 滑油在使用过程中,水分和燃油不完全燃烧产生的沉淀不溶物容易直接进入曲拐箱,导致主机系统滑油脏污。

而造成上述原因的主要因素是轮机管理人员的设备保养、操作、管理水平和工作责任心。

三、主机滑油的管理

1.船舶柴油机润滑的特点

该轮主机为四冲程柴油机,主机气缸润滑、主轴承和曲轴润滑均为同一主机系统滑油。

用于柴油机气缸和活塞之间的润滑油,所处的条件是非常苛刻的。

因为柴油机在工作时,其上活塞环区的温度可达200℃以上,气缸中氧气的浓度增加了几十倍,燃油燃烧生成的灰分中又含有 FeO 和 V₂O₅,它们是活性很高的氧化催化剂,这一系列恶劣条件,都可使润滑油迅速氧化变质。

该轮主机吊缸检修周期一般为5000h,但由于生产任务紧,并非每个缸均按照保养周期检修,导致活塞与气缸间的密封不能保证燃气不下窜。

润滑油氧化后生成过氧化物(RO₂) 和有机酸(ROOH) ,引起金属( Me) 腐蚀: 

Me+RO₂→ MeO+RO 

Me+2ROOH → (RCOO)₂Me+H₂O 当润滑油中有水时,则发生电化学腐蚀,如果混入海水,电化腐蚀由于电阻减小,腐蚀速度大大加快。

2Me+2H₂O+O₂ →2Me (OH)₂

Me (OH)₂ + 2RCOOH→(RCOO)₂Me+ 2H₂O

现代柴油机大多使用抗磨性强、机械强度高的合金作轴承,如铜铅、银锡等合金,少量的有机酸就足以严重腐蚀轴承,使轴瓦产生斑点、麻坑。

腐蚀程度与通常用的锡合金相比,铜铅合金要大100倍,银镐合金要大2000倍。 

润滑油在高温、薄油层下氧化同时还生成羟基酸及高分子化合物,它能牢固地粘附在活塞环等处,形成一层坚固的韧性很大的薄膜,这就是“漆膜”。

燃料燃烧后产生的灰分、油烟和碳粒很易附着在漆膜上,它们可进一步缩聚,最终生成黑色的泥状沉淀物-“积炭”。

如果燃用高含硫量的燃油,则燃烧后生成的SO₂、SO₂和 H₂SO₄可以进一步促进润滑油磺化氧化,形成很不利的密度较大的积炭。 

“漆膜”和“积炭”的形成将影响柴油机正常运行和使用寿命,增加磨料磨损,甚至造成“拉缸”和 出现“咬死”情况。

针对上述润滑油的工作条件,在选择润滑油时一定要按照柴油机厂家推荐的润滑油选择,不要轻易更换滑油品种,对柴油机的保养严格按照说明书的保养周期进行常规保养,考虑到磨损,随着使用时间的增加,逐步缩短保养周期。 

2.防止外来物的混入

在了解船舶柴油机润滑的特点后,就能分析滑油变质的原因。

曲轴箱油在循环使用中其性质不可避免地会发生变化,当它变化到不能满足使用要求 时需要进行处理和更换。

在正常使用条件下,滑油变质速度较慢。

如管理不当、操作失误或长期工作不良,导致外来物侵入就会加速滑油变质。

混入的外来物主要有海水、淡水和灰尘,各种金属磨料和焊渣等硬质颗粒,油漆、石棉和棉纱等软质杂质,燃油和气缸中的燃烧产物等。

海淡水的混入会使滑油乳化,破坏其润滑性能,腐蚀金属表面,加速部件磨损,同时还能加速滑油的氧化,使滑油过早变质; 

燃油漏入会降低滑油的粘度和闪点,一方面使滑油难以形成油膜,另一方面是曲轴箱内积存大量油气,降低滑油的闪点; 

燃烧产物的漏入会增加滑油的酸值和碳渣增加,燃烧产物中硫酸与滑油反应生成含硫和氧的固体沉淀物,加速滑油的变质。


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