淺析DAIHATSU副機(jī)排氣閥桿頻繁斷裂的原因及解決方法

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副機(jī)既是船舶的動力來源，也是船舶安全營運(yùn)的保障。副機(jī)的基本構(gòu)造雖然不是太復(fù)雜，但其工作原理及輔助裝置的功能，卻同船舶的大型主機(jī)相差無幾。在實(shí)際工作中由于管理上的疏忽，任何一個環(huán)節(jié)如果出現(xiàn)了問題，都可能引起非常嚴(yán)重的機(jī)損事故。其結(jié)果不但給保養(yǎng)工作增添了不必要的麻煩，也會給船公司造成額外的經(jīng)濟(jì)損失，在實(shí)際工作中必須引起管理人員的關(guān)注。
一．故障的發(fā)現(xiàn)
筆者于2006年5月中旬，上“XXX”輪接任輪機(jī)長工作。這是一條由日本制造的近25年的船舶。交接班時查閱輪機(jī)日志和副機(jī)檢修記錄，發(fā)現(xiàn)該輪的NO.3副機(jī)已很久沒有使用。是什么原因讓這臺副機(jī)長期擱置不用呢？在交班的注意事項(xiàng)中是這樣記載的：“排氣閥桿曾經(jīng)發(fā)生過三次斷裂，事故原因不明盡量少用或者不用”。一條將近25年的老齡船，其機(jī)電設(shè)備老化是必然的現(xiàn)象。如因該副機(jī)曾出現(xiàn)過故障就停止使用，勢必會加重其它兩臺副機(jī)的工作負(fù)擔(dān)，這樣既縮短了其它副機(jī)的檢修時間，也增加了管理人員的維修保養(yǎng)的難度，其結(jié)果對船公司和船舶都會產(chǎn)生不利的影響。
二．故障發(fā)生的經(jīng)過
1 `  R$ ]) Z; ?6 j6 [由于老齡船舶的機(jī)電設(shè)備逐漸老化，無形中增大了船舶的維修保養(yǎng)難度，如果再加上某些設(shè)備不能正常使用，勢必會給安全營運(yùn)帶來負(fù)面的影響。筆者在接班后利用工作之余，召集有關(guān)人員調(diào)查NO.3副機(jī)發(fā)生故障的經(jīng)過，并仔細(xì)地查閱了該副機(jī)以往的檢修記錄。
) l- E, g" f5 T% e6 ?# W9 g" ZNO.3 DAIHATSU副機(jī)故障的歷史記錄：
$ Q, ]. V, U" w, ~1、該副機(jī)在運(yùn)行3916小時后，進(jìn)行了一次“常規(guī)吊缸檢修”，兩月之后再一次“吊缸檢修”。兩次檢修的間隔僅1616小時，這其中的原因不言而喻。由于這一段時間的記錄不詳，所以筆者在此不想過多敘述。
2、該副機(jī)的排氣閥桿，第一次發(fā)生斷裂故障是在航行期間。故障之后進(jìn)行了全面而細(xì)致的檢查，并在第四缸內(nèi)發(fā)現(xiàn)一只斷裂的排氣閥。這次故障造成了該副機(jī)的缸頭/缸套/活塞破裂、連桿嚴(yán)重彎曲變形、曲軸瓦變形損壞、大量的冷卻水漏進(jìn)曲拐箱的滑油中，同時在透平廢氣端的噴嘴環(huán)處，發(fā)現(xiàn)了大小不等的一些金屬碎塊，萬幸是沒有對該副機(jī)的透平造成損壞。在經(jīng)過檢修更換部分損壞的部件后，該副機(jī)又似乎恢復(fù)了“原樣”，第一故障距上次“吊缸檢修”，該副機(jī)運(yùn)行了1595小時。
" C) L: C% p, V* Z; t1 G! B5、該副機(jī)的排氣閥桿，第二次發(fā)生斷裂故障是在錨泊期間。故障的特征與第一次幾乎是如出一轍，這次是在第一缸內(nèi)發(fā)現(xiàn)一只斷裂的排氣閥。由于停車及時所以損壞的部件比上一次少。為了杜絕同樣的故障繼續(xù)發(fā)生，再次對該副機(jī)進(jìn)行了“吊缸檢修”。在更換已損壞部件的同時，將所有的排氣閥及排氣閥套換新。第二次故障距第一次的故障，該副機(jī)運(yùn)行了1086小時。
6、  該副機(jī)的排氣閥桿，第三次發(fā)生斷裂故障是在卸貨期間。此次是第六缸的排氣閥發(fā)生斷裂故障，萬幸的是斷裂的排氣閥沒有落入氣缸內(nèi)，所以故障對該副機(jī)沒有造成更大的損壞。第三次故障距第二次的故障，該副機(jī)也運(yùn)行了1523小時。
* g9 c6 ]7 s$ j( d( F- ]% N7、  在第三次故障之后經(jīng)過檢修，該副機(jī)間斷地使用了62小時，便長期擱置起來而停止了使用。
綜上所述，在不到一年的時間里，該輪的NO.3副機(jī)曾在正常運(yùn)行中，排氣閥連續(xù)發(fā)生三次斷裂故障。前兩次故障導(dǎo)致斷裂的排氣閥，落入了正在運(yùn)行中的副機(jī)氣缸內(nèi)，造成了一系列部件嚴(yán)重?fù)p壞。由于發(fā)生故障的原因難以查明，所以曾令許多人感到困惑不解。筆者認(rèn)為在實(shí)際工作中，應(yīng)該本著由易到難的原則，去分析故障發(fā)生的原因。
三．故障原因的分析
船舶任何設(shè)備發(fā)生故障，都是具有一定的原因的。如果故障的原因不能被及時查明，那么類似的故障必將繼續(xù)發(fā)生下去。通過查閱NO.3副機(jī)的歷史記錄，認(rèn)為該副機(jī)連續(xù)三次發(fā)生同樣故障，起因都是由于排氣閥桿斷裂所引起的。問題是為什么排氣閥桿會頻繁地發(fā)生斷裂呢？雖然排氣閥桿斷裂具有一定的突發(fā)性和偶然性，但是輪機(jī)人員疏于管理也會促使故障的發(fā)生。只有查出排氣閥桿斷裂的原因，才是解決該副機(jī)故障的關(guān)鍵所在。
$ r. q" Y& q9 X3 o2 M" |# {6 @NO.3 DAIHATSU副機(jī)故障的分析過程：
" ^, I# x; }( S& P1、  排氣閥三次斷裂的時間分別是在檢修后的1595/1086/1523小時，間隔時間為1000-1500小時左右。因此在對該副機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)時，應(yīng)縮短檢查周期加大檢修力度。
2、  排氣閥桿三次斷裂的部位均在閥桿的哈夫塊處，此部位是閥桿通過哈夫塊與彈簧連接處，由于該部位的熱應(yīng)力和疲勞應(yīng)力比較集中也容易磨損，所以必須使用足夠的滑油對其進(jìn)行有效的冷卻和潤滑。
3、  三次故障斷裂的排氣閥桿，既有日本制造的也有中國生產(chǎn)的。這基本上可以排除排氣閥，由于產(chǎn)地不同而質(zhì)量有差異的說法。
4、  檢查斷裂的排氣閥桿發(fā)現(xiàn)，氣閥間隙處調(diào)節(jié)油量的錐形螺釘，在前兩次故障時由于忙亂而不知去向，第三次卻發(fā)現(xiàn)錐形調(diào)節(jié)螺釘散落在缸頭上。
5、  據(jù)曾兩次上過該輪的人員回憶，以前NO.2副機(jī)進(jìn)氣閥桿也發(fā)生過斷裂，檢修時發(fā)現(xiàn)錐形調(diào)節(jié)螺釘也散落在缸頭上，所幸的是當(dāng)時沒有造成其它部件的損壞。
6．  查閱副機(jī)說明書和核對備件得知，進(jìn)氣閥頭的直徑大于排氣閥頭的直徑，進(jìn)氣閥桿斷裂時被擋在缸套的凹槽上，排氣閥桿斷裂時卻落入副機(jī)的氣缸內(nèi)，從而導(dǎo)致了一系列的部件被瞬間損壞。
6 N/ H* K' r" i: x' o7、  筆者在接班后經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)，三臺副機(jī)的搖臂油質(zhì)不佳（混有柴油和水分）壓力也偏低，運(yùn)行中油壓沒有達(dá)到副機(jī)說明書要求的2-3kg/c㎡。
通過深入分析發(fā)現(xiàn)，NO.3副機(jī)排氣閥桿頻繁發(fā)生斷裂的原因，應(yīng)該被鎖定在閥桿頂端的哈夫塊處，進(jìn)而最終被鎖定在該處的冷卻和潤滑效果上。該輪的副機(jī)額定轉(zhuǎn)速高達(dá)900 rpm，搖臂拍打閥桿的次數(shù)相對較高。如果由于振動而使錐形調(diào)節(jié)螺釘脫落，那么潤滑油就會通過錐形調(diào)節(jié)螺絲孔，直接噴到缸頭搖臂罩內(nèi)的其它地方，造成閥桿頂端與哈夫塊接觸面處嚴(yán)重缺油，使該部位得不到足夠而有效的冷卻和潤滑。加劇了該部位的熱應(yīng)力和疲勞應(yīng)力的集中，因此導(dǎo)致了副機(jī)排氣閥桿頻繁地發(fā)生斷裂。
綜上所述，筆者認(rèn)為錐形調(diào)節(jié)螺釘從副機(jī)的搖臂上脫落，造成了該部位沒有足夠而有效的冷卻和潤滑，這是引起副機(jī)排氣閥桿頻繁斷裂的主要原因！
! z% o; ^3 s- K' L3 K四．故障解決的方法
在2006年6月主管人員交接班時，接班的輪機(jī)員回憶在其它輪工作期間，也曾經(jīng)遇到過副機(jī)排氣閥桿斷裂故障。發(fā)生故障的原因當(dāng)時雖然也沒有定論，但是在副機(jī)的缸頭上卻發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)螺釘，這件事讓筆者更加堅(jiān)定了自己的判斷。既然故障原因是錐形調(diào)節(jié)螺釘由于振動而從搖臂上脫落，導(dǎo)致了閥桿頂端與哈夫塊接觸面沒有足夠而有效的冷卻和潤滑，那么我們就應(yīng)該在這方面加大檢修的力度，深入細(xì)致檢查搖臂潤滑系統(tǒng)的每一個環(huán)節(jié)，以便使問題得到完全徹底地解決。
! X- ~4 F3 u5 O% z8 d) D2 |. h: \NO.3 DAIHATSU副機(jī)故障的解決過程：
& ^" H& m6 M* V4 a1、徹底清潔該副機(jī)的搖臂油柜，清洗吸入濾器和回油濾網(wǎng)。并在搖臂油柜內(nèi)放一塊磁鐵，以便吸附搖臂潤滑油系統(tǒng)的金屬磨料，來保證油路暢通和減少接觸面的磨損。
2、解體該副機(jī)的搖臂油泵更換已磨損的部件，重新調(diào)節(jié)搖臂油泵的安全閥壓力，以達(dá)到說明書要求的壓力2-3kg/c㎡。
' D1 Q0 ]$ K+ |: Q# F# q" }* l3、拆卸該副機(jī)的搖臂油管路，反復(fù)細(xì)致地清洗徹底吹通，以保證搖臂潤滑油管路的暢通無阻。
8 o  n8 E" a* K) C; o( I* e4 E! ?4、檢查收緊該副機(jī)搖臂罩內(nèi)的各種管路接頭，杜絕或減少漏泄以保證搖臂潤滑油的質(zhì)量。
' X# \3 C' v! T$ g0 \; I7 I' g! h0 U1 q5、重新調(diào)節(jié)并鎖緊該副機(jī)搖臂上的錐形調(diào)節(jié)螺釘（必要時重新攻絲），來保證各接觸面的最佳供油率，以達(dá)到足夠而有效的冷卻和潤滑。
  M* [' ?$ v! j5 L6、解體研磨排氣閥并更換閥桿導(dǎo)套，在閥桿與哈夫塊接觸面的下邊緣，焊制一凸點(diǎn)以防止閥桿萬一斷裂時，落入該副機(jī)的氣缸內(nèi)打壞其它部件。
7、定期清洗搖臂油柜，更換被污染的搖臂油。縮短搖臂上運(yùn)動部件的檢查周期，由過去的每周檢查一次，縮短到每班至少檢查一次。一旦發(fā)現(xiàn)問題立即解決，把故障的苗頭消滅在萌芽之中。
通過上述一系列的解決方法，有效地改善了NO.3副機(jī)閥桿頂端，與哈夫塊接觸面的冷卻和潤滑效果，隨后我們將該副機(jī)投入了正常運(yùn)行。到筆者撰寫此文時，該副機(jī)已正常運(yùn)行了近八個月，再也沒有發(fā)生過排氣閥斷裂的故障。
8 P4 l! p: q* g五．工作中的反思
通過對NO.3副機(jī)故障的細(xì)致分析以及解決方法，可以認(rèn)為錐形調(diào)節(jié)螺釘脫落是造成故障的主要原因。一只不足5cm長、0.5cm粗的錐形調(diào)節(jié)螺釘，由于受到搖臂和閥桿的高頻往復(fù)振動，造成了錐形調(diào)節(jié)螺釘螺紋磨損而脫落。如果值班人員不按時對搖臂進(jìn)行檢查，那么這種破壞性極大的隱患很難被發(fā)現(xiàn)。就是這只調(diào)節(jié)搖臂供油率的錐形螺釘，將問題變得復(fù)雜而且遲遲得不到解決。雖然調(diào)節(jié)螺釘脫落具有突發(fā)性和偶然性，但是故障發(fā)生之后如果能及時找出原因，那么以后同類型的故障是完全可以避免的。這三起突發(fā)性故障為我們及時敲響了警鐘，我們應(yīng)該從各種各樣的故障中吸取教訓(xùn)。尤其是那些在老齡船上工作的同行們，應(yīng)該把工作的每一個環(huán)節(jié)做實(shí)做細(xì)，及時發(fā)現(xiàn)問題快速找出解決的方法，才能杜絕類似故障重復(fù)地發(fā)生下去。
在船上工作雖然不難，但要想做好每一項(xiàng)工作卻是不容易的。主管人員不但要有較強(qiáng)的責(zé)任心，而且要熟練掌握所分管設(shè)備的特性。盡管各種設(shè)備之間有一定的聯(lián)系，但是也存在不同的特性。在工作中處理突發(fā)性故障時，不僅要有正確的理論作指導(dǎo)，而且還靠豐富的經(jīng)驗(yàn)來實(shí)踐。要堅(jiān)持不懈地加強(qiáng)專業(yè)知識學(xué)習(xí)，通過學(xué)習(xí)來提高自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)。只有這樣才能在今后的工作中，把船舶的機(jī)電設(shè)備管理的更好、更完善！