【船机帮】从主机缸套扫气口的检查看燃烧室工况

作为推进动力装置的主机是船舶的心脏，而柴油机的核心部件是赖以做功的燃烧室组件，所以正确维护保养其缸套活塞组件，是轮机管理的重中之重。

通过缸套扫气口对营运中主机的定期跟踪检查，即是最直观便利、也是行之有效的管理手段之一，又是从量到质的分析判断过程的基础。

通过缸套底部两例的大小扫气口，轮机管理人员同样可以及时方便地洞悉机器的内部世界。

一、缸套扫气口检查的意义

一般来讲，主机大规模吊缸检修周期在每 8000到10000工作小时，进入21世纪后设计的机型，如2001年由日本IAMABARI船厂建造, MAKITA-MITSUI MAN-B&W 6S42MC主机,已被延长到每16000工作小时。

因此,在长达两三年的船舶动态营运中,传统意义上的依赖吊缸时检查燃烧室内部,当然有效,而通过缸套底部两侧的小小扫气口,管理人员同样可以及时方便地洞悉机器的内部世界:

(1)气缸套工作面的润滑和磨损;

(2)气缸套内、外可能漏水的来源;

(3)活塞顶表面烧蚀程度及喷油器滴漏与否;

(4)活塞柱面的接触磨擦与否;

(5)活塞环的悬浮姿态和磨耗;

(6)活塞环槽的积碳和磨损;

(7)活塞组装螺栓的锁紧状态和冷却油腔密封环性能;

(8)活塞杆与填料箱的工作状态;

(9)气缸油、燃烧产物的积聚情况等等。

如佐以自制钝头敲触工具可以检查活塞环的张力,贴纸拓印可以连续测得活塞环的搭口间隙值,辅以拍照可以获得存档直观资料，长柄辅光的反射镜可以窥视缸内全貌。

相比之下,通常意义上的清洁扫气道和各缸填料箱的过程,则是辅助性保养工作。

二、缸套扫气口检查的时机

对于正常工况下的主机,一般在每长航次结束时即进行主机缸套扫气口检查,短航次则应在不多于两周左右进行,最长每月要检查一次,并认真做好存档记录。

确保控制事故苗头,防患于未然,以保障主机始终处于良好工作状态。

结合对气缸油供给率的调整检验,为了得到真实的运行工况，应在抵港期间的机动操纵中,维持海上正常供油量不变,而不是按常规增加供油量,直到抵港的第一时间展开缸套扫气口检查工作。

当然，对此特别检查,优先选择用车较少的便利港口为宜。

三、缸套与活塞状况的分析

1、气缸壁的状态

(1 )新装机的气缸壁表面呈现均匀纤细的波蚀(WAVE CUT)图案,设计的最佳状态。

(2)正常良好使用中的气缸壁,虽然波蚀图案消逝，但一定是平滑、有淡光泽的湿润表面。

(3)当气缸壁表面过度呈现镜面般光泽时,已不再可取,这种情况下，要增加气缸油注入量,使整个气缸壁表面被较厚油膜充分覆盖;但多数情况下，由于存在硬质微粒的磨料,气缸壁表面已被非预期磨损。

(4)当气缸壁表面呈现较大区域性磨损,并伴有局部纵向擦伤痕迹时,气缸壁表面一定是干燥的，原因是气缸壁表面油膜形成不足。

(5)当气缸壁表面呈现宽而长的纵向磨损,而且该宽度恰与扫气口宽度对应一致时,预示活塞环搭口部位撞击缸套扫气口边缘,如此导致活塞环与气缸壁面部分猛烈支撑性接触。

一种被称作“苜蓿叶( CLOVER-LEAFING )型"磨损是与，上述现象相似的,气缸壁上发生的局部磨损通常是纵向的。

因为“苜蓿叶效应”会加速磨损油膜薄弱的部位,磨损部位从保有油膜点的圆心突出,扩展成花形。

也就是说“苜蓿叶过程”是从缸壁上各注油孔出发,同时向上和向下方发展的磨损，判断其类似于上述现象。

如果气缸壁上发生纵向异常变形磨损,每根活塞环与缸壁间会构成一座多孔“ 桥”状，使活塞环与缸壁面形成间隙，因此导致轻度“燃气下泄”。

此外，由于活塞环和气缸壁面在高温下猛烈局部接触，磨损将加剧，甚至表面熔着磨损，即“咬缸”(SCUFFING)。

(6)“拉缸”(SCRATCH):是在气缸壁表面发生的严重纵向磨损。贯穿整个活塞行程，从上止点到扫气口,但无圆周方向扩展的迹象。

从故障的发源和扩展范围判断,它呈现出活塞环和缸套扫气口边缘的强烈撞击作用下的局部支撑。

(7)发现燃烧室部位出现白色腐蚀痕迹时,不难理解，如果使用高硫燃油,缸壁面温度一旦低于露点,或者空气冷凝器中的冷凝水被带入气缸,燃烧产生的亚硫酸腐蚀即随之发生,也称“低温腐蚀"。

(8)气缸壁面项部的磨损台阶,和多发生于缸套上部的裂纹。裂纹的直接原因是缸套局部严重过热,即“热裂”( HEAT CRACKS)。

缸套异常“台阶式”磨损产生在上止点部位，绝大多数是在第一道活塞环的上止点。

下述则是缸套异常磨损和机械原因产生的“热裂”之一例:

由于喷油器功效不佳，存在燃油滴入汽缸的情况,燃油接近气缸壁时方始燃烧,“后燃”导致活塞和缸套的热负荷增加,在高温、低粘度的润滑条件下，油膜薄弱,还有,高温增加活塞上部凸缘与气缸壁的接触，磨擦加剧,“热裂”发生了。

2、活塞环的状态

(1)理想的活塞环密封状态是:

各活塞环柱面一定是平滑、有光泽的淡湿润表面，及活塞柱面清洁、湿润；仅在第一道活塞凸缘,有稀薄残碳物均匀分布，且忽略不计。显示燃烧充分良好。

(2)良好的活塞环密封状态是:

活塞环及活塞柱面清洁、湿润；燃气可以被第二道活塞环有效阻止。

与理想状态比较,略多的残碳物均匀附着在第一道活塞凸缘，但是,大多情况是有些残碳物聚集在第一道活塞凸缘和起吊卡槽内,仍显示燃烧良好。

也可以说，第二道活塞凸缘的状态,最适合用来判断润滑情况；如果干燥并被覆盖一层较厚的残碳物，则显示已有“燃气下泄"(BLOW- BY),并且使润滑条件恶化。

如果第三道活塞凸缘(第二、三道活塞环之间)及以下是略显湿润的情况，密封还是满意的；要更换活塞环或增加气缸油注入率。

(3)当残碳物聚集在第三道活塞凸缘以下时，表明已经发生严重的“燃气下泄”,必须立即吊出活塞，更换活塞环。

(4)初步的“咬合"阶段:

活塞环表面呈现白色纵向伤痕，但圆周表面并无粗糙，即未产生过度磨损迹象。

在活塞环初始磨合阶段,一种连续的椭圆型痕迹与上述情况相似。

在此情况下，是几乎正常的痕迹,不会涉及到圆柱面粗糙，并且指甲刮拂不到,这种痕迹被称作“轻微咬合”( MICRO-SEIZURE)。

发生“咬合”时，呈现不规则痕迹,而且“轻微咬合”很容易消失掉。

(5)“咬缸”阶段:

活塞环圆周表面有规则的、且较宽的纵向粗糙伤痕，触摸即可感觉得到。

这种可忽略的“咬缸”一定有大量熔合点，而且表面显示比“拉缸”的情况还要粗糙得多,后者是由诸如金属颗粒之类外物引起的。

发生的轻微“咬缸”，会随着润滑条件的改善而停止,并在磨损过程中消逝。

(6)活塞环由于严重“咬缸”而造成的异常磨损时，可以看到变粗糙的圆柱表面,表面的光泽自然不再,过度磨损时会产生大量的纵向咬缸伤痕。

四、缸套扫气口检查案例

(1)某轮主机SULZER 6RND/10, 200HP/86RPM,离开船厂一周后的海上,听到主机NO.4缸伴有机械敲击声,停车展开缸套扫气口检查,发现活塞组装螺栓一只松动,立即在内部重新上紧固定,短时间内复航。

(2)某轮主机6UEC-52L/11, 551HP/113RPM,航行中发现主机工作润滑油渐少,而扫气箱放残物增加,停车展开缸套扫气口检查,发现主机NO.3缸活塞漏油，吊出活塞分解,更换密封环。

(3)某轮主机6UEC 一52L/11, 551HP/113 RPM,原来气缸油日耗量为280升，造成活塞积碳严重，查阅说明书后，降气缸油日耗量为200升，其间过程,即是以多次缸套扫气口检查结果为依据。

(4)某轮主机MAN-B&W 6S60MC/12,265HP/90RPM,在澳大利亚至苏伊士途中,发现主机NO.6缸排气温度异常升高，示功图进一步显示该缸活塞环问题，停车进行缸套扫气口检查,证实其活塞环有三根折断，缸套上部热裂。

而该缸活塞环实际工作时间仅为2896h,事后判明是劣质活塞环造成的。

(5)某轮主机MAN-B&W 6S42MC/7, 956HP/129RPM,吊缸检修周期设计在每16,000工作小时，或活塞环的搭口间隙值20mm为极限,两者之中先到为准。

实际在满16256工作小时检修时,测得活塞环搭口间隙值最大为13mm,其功之一是在三年营运期间定期进行缸套扫气口检查并贴纸拓印,而连续测得活塞环搭口间隙值。

五、缸套扫气口检查之外

执行对柴油机的管理,会面临很多具体问题。

管理中还受到诸如航次、海况、装载、油品、备件、仪表、人力预算和信息等等多方面因素影响,除了实施缸套扫气口定期检查之外,还有对各个相关配套系统的精心维护,对构成整部机器的各个部件的良好保养,对机器运行中各项参数的准确控制与监视，和示功图的测取、分析等,其作用都是相辅相承的。

以上这些是笔者在服务于多家外轮公司之后有感而发。

管理中个人和团体的经验是宝贵的，优先掌握新技术的制造商的说明书(MANUAL)才是更可靠的依据。

END