某疏浚船舶主机缸头漏水故障实例

锚泊前船舶一直处于疏浚施工状态，主机运行时高温水和低温水的膨胀水箱水位、补水量未见异常。

锚泊后第3天检查曲轴箱内部，仅发现 SB5 缸的缸套内壁持续有水珠滴下，因此排除缸套 O 形水 套密封圈损坏的情况。

同时，因锚泊前主机运行正常，故缸套出现裂纹的概率较小，但不能完全排除。

1.检查气缸头和气缸套密封圈

主机气缸套由特殊合金铸铁离心浇铸而成，凸肩内钻有冷却孔，用于气缸套上部冷却。

冷却水腔由机体与气缸套之间的密封胶和 O 形圈进行密封，气缸套底部由凸缘支承，腔体无特殊的冷却措施，但通过气缸套下部的 2个平侧面与曲轴箱相通。

查阅主机维修保养说明书，气缸头垫片不仅可以密封气缸燃气和调节压缩比，而且可以密封气缸套高温冷却水。

一旦连接部位密封损坏，冷却水就会泄漏到气缸内部和活塞顶上，在盘车时从气缸套 内壁与活塞之间的间隙渗漏到曲轴箱内。

气缸头上的 O 形密封圈则是密封气缸套冷却水以防外漏到机架上。

气缸头垫片和气缸头 O 形密封圈见图 2。

关闭主机高低温水进、出口阀后，待机身内部冷却水排空后吊出气缸头，确认气缸套内部、活塞顶上 有积水，并且气缸套壁面、活塞顶上和气缸头燃气面 上有锈蚀现象，见图 3 和 4。 

图 3  缸套和活塞锈蚀情况

图 4  气缸头燃气面锈蚀情况

仔细检查气缸头的钢质垫片，发现无明显变形且在正常范围内磨损。

如果钢质密封垫片密封不严导致燃气外窜，那么密封垫片与缸套接触部位应有被燃气吹过的痕迹，高温水压力也会产生压力波动;

气缸头上的循环水腔密封 O 形圈无明显变形。

因此，可以确定钢质密封垫片正常，排除密封圈密封失效导致渗水现象。

2．检查气缸头喷油器套筒

喷油器头部( 见图5) 与高温高压的燃气直接接触，工作条件极为恶劣。

图 5 喷油器头部

该型主机未采用独立的喷油器冷却水系统，而是采用主机高温水冷却喷油器保证正常工作。

喷油器套筒(见图6) 外部腔室环绕着高温水，存在渗水至气缸内的可能性，因此有必要检查喷油器套筒部位的工作情况。 

吊缸拆检后，目视检查喷油器头部无渗水情况。 

根据主机说明书的要求，喷油器套筒是冷套过盈配合安装的，一般不会出现问题。

为准确判断故障部位，决定采取缸头泵压的方法进行试验。

3.检查排气阀阀座

气缸头和排气阀阀座由高温冷却水冷却: 

高温冷却水从气缸套凸肩上的钻孔和气缸头底部的冷却水孔进入气缸头中; 

冷却后再经过气缸头顶部的出口弹性接管汇入高温冷却水出水总管。

气阀阀座和阀座底面是燃烧室壁面的一部分，受到燃气高温高压的作用。

由于受到650～800 ℃ 排气气流的高温腐蚀，排气阀的工作环境极其恶劣，为保证良好的工作状态、减少热应力的产生，须以高温冷却水冷却排气阀阀座。

为保证密封要求，排气阀阀座上配有 O 形密封圈(见图7) 。

图 7 排气阀阀座 O 形密封圈

主机运转时，受高温、高压、敲击、摩擦以及燃烧产物中某些成分的腐蚀作用，气阀和阀座几乎无润滑，工作条件恶劣。

进、排气阀阀座随凸轮轴的运转而周期性地打开、闭合，高温、高压燃气直接作用在 阀座底盘上，对阀座端面及气缸头下部阀座端面产生周期性的撞击。

为减少阀座与气缸头下部阀座端面受到的冲击，通常在气阀阀座底盘边缘部设计倒 角，允许有一定的磨损以满足密封要求。

阀座由冷缩方式安装，在气缸头中受到很大的张力，若因阀座与气缸头底部端面长时间周期性冲击，造成磨损量较大或产生阀座端面烧伤、腐蚀、裂纹而超过允许值，也会造成渗水。

查阅该型主机说明书，进、排气阀阀座的拆除和安装都有明确的工作温度规定: 

必须将气缸头缓慢并均衡地加热至90℃，将气阀座用液氮冷却至－180 ℃，然后才能进入安装程序。

由于船舶位于委内瑞拉，不具备达到规定工作温度的条件，故不直接拆检排气阀座。

因在目视情况下难以精准定位故障部位，故先进行气缸头燃烧面的探伤，未发现裂纹，见图8。

图 8 气缸头探伤

轮机员决定采用泵压气缸头的方法查找渗水点，先将气缸头锈蚀部位进行清洁、打磨和除锈处理，将表面水渍清除吹净。

在船舶现有条件下，用尼龙棒车制 8 个楔形堵塞棒，堵住气缸头下部的冷却水通道孔( 见图9) ; 

图 9 用堵塞棒堵住冷却水通道孔

然后将气缸头吊起悬空，在气缸头上部的冷却水出口处安装带有泵压接口和压力表的法兰; 

最后对所有的水流通道、孔进行仔细确认后，进行泵压试验( 见图10) 。

图 10 泵压试验

按照说明书要求泵压到 0.5 MPa，轮机员发现排气阀座边缘出现水渍，观察喷油器中心套边缘， 未出现水渍。

因船上检修条件限制，不能对损坏的排气阀阀座进行拆检、更换和安装。

经过综合考虑，决定直接更换备用气缸头，等后续有条件时再对损坏的气缸头进行彻底保养。

备用气缸头按要求安装到位后，再安装摇臂、喷油器、高压油管等部件，并进行气阀 间隙的校正。

气缸头安装完毕后，主机加注高温水，静置一段时间后开启高温水泵，检查气缸头和缸套外部未出现渗水现象; 

进行充分暖缸后，待高温水温度达到 80 ℃，再次开启高温水泵，电动盘车，未发现缸套内壁有水珠滴下; 

更换气缸头后的第二个工作日，按照程序进行冲车，检查该缸无水雾冲出; 

主机启动后各运行参数正常，高、低温水膨胀水箱水位正常。

至此，SB5 缸阀座漏水故障被成功排除。

本次故障的发现归功于轮机员严格按照主机维护保养规则，定期检查曲轴箱部件。

然而，该气缸头的漏水情况并非突发性的故障，应有一定的征兆。 

但是主机运行时，因排气阀阀座的渗水量不足以影响缸内的燃烧情况，导致报警监视系统未察觉异常。

此次排气阀漏水故障发生在气缸内部，平时不易察觉，因此必须定期观察主机的排烟颜色，及时发现隐患。 

虽然船舶现代化管理技术日益更新，监控系统更加先进，但这只是辅助管理手段之一，不能取代设备管理人员作为“第一责任人”的职责。

轮机员只有加强责任心，熟练掌握设备的操作规程，严格按照要求进行定期检查保养，注意设备运行参数的细微变化，才能把控故障排查的精准度。

END