
当今航运市场持续低迷,船舶管理公司在营运中采用各种方法来降低成本,如实行经济航速、控制燃油成本、国产化常用易损进口备件等。船舶备件是船舶设备正常运行的重要保证,备件品质将直接影响船舶的安全运行、营运成本,是船舶运输的基础管理环节之一,部分进口备件国产化是未来的发展趋势。本文就国产高仿分油机垫圈在某滑油分油机使用过程中发生的故障进行分析和解决,以供参考。
1 滑油分油机概况
某载质量为7.6万t油船的滑油分油机为GEA Westfalia Separator OSD18型,带水分监控系统(WMS)和储渣空间监控系统(SMS)。该型分油机有2台:1#滑油分油机主要分副机滑油,2#滑油分油机主要分主机滑油。
分油机启动后整个分离流出自动完成,电机通过离合器、皮带将动力传递给立轴;工作水电磁阀通过通电时间长短控制水量,水在分离筒内随分离筒一起高速旋转,产生很大的离心力,使滑动活塞向上或向下运动,以执行密封和排渣的功能。
2 故障现象
1#滑油分油机在启动时经常出现出口低压警报,复位后又能正常运转分油。为消除故障,拆检分离筒,发现部分垫圈已经老化,于是清洁分离筒及内部工作水通道,更换所有密封垫圈,检查立轴无卡阻、窜动,盘车运转顺滑。手动开启电磁阀,工作水正常。
分油机装复后,多次试验分油机出口都无法建立油压,报警后又能听到自动排渣的声音,电机无噪声,空转电流与之前也无明显变化。通过观察发现,启动时进油三通阀打开后,分离筒出口机械压力表一直无油压,导致出口低压警报。
拆检并反复确认,垫圈未装错也无破损,分离筒装配正常,分离筒盖、滑动活塞及环形活塞上的垫圈都有轻微压痕,装复时测量分离筒与支架的高度以及Y形管与外罩边缘的间隙都正常。检查电机、皮带、离合器、工作水电磁阀、供给泵的油压和流量,并对照说明书核对分油机的设置参数均正常,分油机出口仍无法建立油压。
2#滑油分油机已很久无法正常工作,主管轮机员表示,多次检查分离筒、电磁阀、离合器及电机等,都未找到故障原因。
3 原因分析
造成分离筒无法密封的原因主要有:
(1)分离筒无法达到规定转速。
(2)分离筒本体上的放水孔堵塞,或排渣水腔堵塞,或污渣堆积在滑动活塞下部。
(3)密封水腔缺工作水,或垫圈损坏或者边缘磨损,使得滑动活塞上断面与分离筒盖的垫圈不能有效密封。
分离筒的密封过程:
(1)电磁阀通电0.1s,工作水经过工作水喷射管喷射到工作水喷射腔。
(2)由于水量较少,水在工作水喷射腔内通过外圈的内部孔道到达滑动活塞和环形活塞中间的密封水腔,工作水高速旋转产生的向心力使环形活塞受到向下的力(环形活塞在分离筒内部的凸阶上方,无法向下移动),滑动活塞受到向上的力,使其向上移动。
(3)当环形活塞上边缘压紧分离筒顶盖上的垫圈时,分离筒完成密封。
分离筒的排渣过程:
(1)电磁阀通电2.5s,工作水经过工作水喷射管喷射到工作水喷射腔。
(2)大量的水聚集在工作水喷射腔内通过内圈的孔道到达环形活塞底部的排渣水腔,产生巨大的向心力使环形活塞向上移动,挤压并排空密封腔的水,使其从放水孔泄放出来。
(3)滑动活塞向下移动,打开排渣口排渣。
根据故障现象和多次拆检情况推测,问题可能出现在垫圈上,当分离筒运行到密封程序时,密封水未有效顶起滑动活塞,未使其上边缘与分离筒盖进行有效的密封,从而导致故障的产生。
4 解决方案
与相同品牌的燃油分油机胶圈备件对比发现,滑油分油机的胶圈备件全部是国产高仿件,而原厂件包装精美,做工精细,有防伪商标、条形码等信息。因船舶刚从新加坡离开驶往红海,申请备件也无法很快供船,而剩下的5套全是高仿胶圈,扔掉确实可惜。只要能让分离筒有效地密封,分油机就应该能恢复正常工作。
分离筒的密封和排渣是靠水产生的向心力完成的。向心力F=mv2,转速v无法提升,只能增大密封水的质量m,即调大密封水时间设置参数。当试着从0.1s调大到0.17s时,分油机可以正常密封、分油。
1#滑油分油机正常使用1个多月后再恢复2#滑油分油机,除发现其电机反转外,垫圈与1#滑油分油机出现相同状况。当把密封水时间设置参数从0.1s调大至0.18s时,分油机恢复正常使用。
因此,故障的真正原因是国产高仿垫圈的尺寸差异、质量欠缺,受热后膨胀及摩擦因数不同,造成滑动活塞在相对运动时摩擦力增大,或者厂家设置的密封水时间参数为0.1s导致进入水量可能太少,所产生的向心力不足以使滑动活塞和分离筒顶盖进行有效密封,而排渣不受影响是因为排渣水密封水时间为2.5s,水量足够多,产生的向心力足够大。
5 结束语
随着我国科技实力不断增强,“中国制造”已开始从劣质廉价产品变成优质产品的代名词,我国制造的备件性能并不比国外差,而且在价格和供货时间上更有优势,是降低船舶运输成本的有效途径。船舶管理公司有选择性地对部分进口备件(价格昂贵、耗量大的易损件,对性能和技术要求不高的备件等)国产化,是未来发展的趋势。
国产化不是简单的复制,而是需要与国内制造商紧密合作,让制造商充分熟悉船舶设备性能,研发合适的生产工艺,并且大胆改进,将制造出的备件先少量供船试验,不断积累经验,待性能稳定后再大量供船使用。