CPI 資訊 No. 533 作者:劉兆朋 摘要 協(xié)會(huì)近期了解到已經(jīng)有多起涉及主機(jī)活塞環(huán)和缸套異常磨損的案例,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)師提出的分析意見(jiàn)并結(jié)合公司機(jī)務(wù)提供的事故報(bào)告,協(xié)會(huì)技術(shù)人員判斷,至少部分事故是因?yàn)闅飧子褪褂貌划?dāng)而造成。筆者認(rèn)為,在主機(jī)日常管理中,特別是IMO2020低硫油規(guī)定強(qiáng)制實(shí)施后,船舶對(duì)氣缸油的使用和調(diào)節(jié)更應(yīng)該引起輪機(jī)管理人員的重視。 主機(jī)氣缸潤(rùn)滑 眾所周知,機(jī)械設(shè)備的使用狀態(tài),除設(shè)計(jì)壽命和維修保養(yǎng)外,還有至關(guān)重要的三要素就是負(fù)荷、潤(rùn)滑和散熱冷卻。而對(duì)船用柴油機(jī)來(lái)說(shuō),潤(rùn)滑系統(tǒng)起著潤(rùn)滑、冷卻和清潔的作用,其中,氣缸潤(rùn)滑更是一個(gè)復(fù)雜而重要的環(huán)節(jié),氣缸油的特性除了使用環(huán)境處于高溫高壓外,還需具有良好的燃燒性能、中和性能和清潔性能。在大型二沖程低速十字頭式柴油機(jī)中,氣缸潤(rùn)滑是一個(gè)獨(dú)立的潤(rùn)滑系統(tǒng),其潤(rùn)滑油注入設(shè)備、滑油品質(zhì)以及運(yùn)轉(zhuǎn)管理均需特殊考慮。在當(dāng)代柴油機(jī)高強(qiáng)化、燃油劣質(zhì)化的發(fā)展中,對(duì)氣缸潤(rùn)滑提出了愈發(fā)苛刻的要求。特別是近年由于低硫燃油和LSMGO的廣泛應(yīng)用,對(duì)氣缸油的使用和調(diào)節(jié)又提出了新的、更高的要求。 氣缸油的選擇 氣缸油的選擇在任何時(shí)候都應(yīng)根據(jù)主機(jī)廠商說(shuō)明書的推薦和要求選擇合適型號(hào)的氣缸油,同時(shí)根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),在選擇汽缸油時(shí)重點(diǎn)關(guān)注以下兩個(gè)方面因素。 1 根據(jù)堿值選擇 使用不同類型的燃料對(duì)氣缸油的堿值要求不同,使用低硫燃油后,燃燒室的低溫酸性腐蝕大幅度降低,此時(shí)氣缸油的功能除了潤(rùn)滑外,更多的是要保證氣缸零部件的清潔度。氣缸油對(duì)沉積物的控制能力和清凈性能成為首要考慮,氣缸油三個(gè)主要功能的順序也從“潤(rùn)滑-中和-清潔”變?yōu)椤皾?rùn)滑-清潔-中和”。如下圖所示,在高硫油對(duì)應(yīng)使用的高堿值汽缸油時(shí),其中和能力和清潔能力都能達(dá)到100%;當(dāng)主機(jī)使用低硫油時(shí),對(duì)應(yīng)的汽缸油也換作40BN的低堿值汽缸油,則此時(shí)其清潔能力明顯下降(57%),遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到低堿值的理想狀態(tài)。 2 根據(jù)配方選擇 由于傳統(tǒng)配方氣缸油的清潔性能和堿值基本上是成比例的,堿值越低,清潔性能越差。因此,業(yè)內(nèi)一般認(rèn)為當(dāng)前市場(chǎng)上主流的BN40(BASE NUMBER 堿值)氣缸油很難勝任對(duì)低硫燃油清凈性能的要求。主機(jī)廠商MAN B&W在2020年5月發(fā)布的SL2020-694通函中將氣缸油分為兩類,明確二類氣缸油需要有優(yōu)異的清潔能力,重要的是要通過(guò)管理和防止沉積物過(guò)度堆積來(lái)確保活塞環(huán)的自由活動(dòng)和缸套的清潔。據(jù)悉,目前市場(chǎng)上尚沒(méi)有BN70和BN40的氣缸油通過(guò)上述認(rèn)證,預(yù)計(jì)未來(lái)不久各大潤(rùn)滑油廠商會(huì)推出相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的氣缸油系列。
氣缸油的使用和注油率調(diào)節(jié) 即使是選擇了適當(dāng)?shù)臍飧子?,在使用過(guò)程中,注油率也將起關(guān)鍵作用。在氣缸油注油率的選擇上,輪機(jī)員需嚴(yán)格按照主機(jī)說(shuō)明書的推薦和要求,調(diào)節(jié)合適的氣缸油注油率,目前比較成功的經(jīng)驗(yàn)是根據(jù)檢查掃氣箱連續(xù)微調(diào)整,我們姑且稱其為“中醫(yī)法”, 類似于中藥的各味藥的增減。 1 最佳注油率 最佳的氣缸油注油率,一般指在燃燒良好的前提下,氣缸油注油量能夠保證:
2 動(dòng)態(tài)調(diào)整優(yōu)化 氣缸油的實(shí)際注油量可根據(jù)通過(guò)掃氣箱檢查氣缸套和活塞環(huán)實(shí)際工作情況、燃油品質(zhì)、柴油機(jī)負(fù)荷、掃氣箱內(nèi)殘留污油量等情況,進(jìn)一步得到優(yōu)化?,F(xiàn)階段使用低硫燃油的情況下,應(yīng)適當(dāng)增加掃氣箱的檢查次數(shù),并認(rèn)真做好相關(guān)檢查記錄,及時(shí)得到活塞環(huán)和氣缸的工作狀態(tài)連續(xù)記錄。 低硫燃油下氣缸油使用注意事項(xiàng) 輪機(jī)管理是一個(gè)理論結(jié)合經(jīng)驗(yàn)又需要高度責(zé)任心的實(shí)踐過(guò)程,筆者根據(jù)在船實(shí)際工作積累和經(jīng)驗(yàn)總結(jié),列舉主機(jī)氣缸油使用中需要注意的幾個(gè)問(wèn)題,供會(huì)員公司參考: 1 交替使用不同堿值氣缸油 國(guó)際上目前尚未形成嚴(yán)格的超低硫燃料油的調(diào)和標(biāo)準(zhǔn),但業(yè)界的共識(shí)是長(zhǎng)期使用低硫油會(huì)導(dǎo)致主機(jī)燃燒不良,且使用堿性偏低、清潔性能差的BN40氣缸油,更容易造成活塞環(huán)帶和環(huán)槽結(jié)碳過(guò)多,如圖3所示,可以看到活塞環(huán)帶有明顯的黑色積碳。因此為了彌補(bǔ)目前BN40氣缸油清凈分散性差的不足,有些船東的成功經(jīng)驗(yàn)是在使用低硫燃油時(shí),在合適的氣缸油注油率的情況下,交替使用高、低堿值氣缸油。比如,BN40氣缸油用3-5天,BN100或BN70用2-3天?;蛘甙袯N100的氣缸油和BN40的氣缸油混合成BN50再用,都取得了很好的實(shí)船管理效果,如圖4所示的非常干凈、理想的活塞環(huán)帶。 2 根據(jù)燃油化驗(yàn)報(bào)告調(diào)節(jié) 由于低硫油的不穩(wěn)定性和不兼容性,每次換用不同批次的燃油時(shí),需要根據(jù)燃油化驗(yàn)報(bào)告的結(jié)果設(shè)定注油方法,在更換使用1-2天后及時(shí)進(jìn)行掃氣箱檢查,并根據(jù)掃氣箱檢查的結(jié)果對(duì)氣缸油注油率作相應(yīng)微調(diào),或者交替使用低、高堿值氣缸油,增強(qiáng)氣缸油的清潔能力,控制活塞環(huán)帶沉積物,保持環(huán)帶清潔。 3 注油率調(diào)節(jié) 由于目前BN40的氣缸油的清潔性能差,有些船上的氣缸油注油率保持在1.0g/Kwh-1.2g/Kwh,出現(xiàn)了缸套異常磨損之后,有些船甚至把氣缸油注油率設(shè)定到1.4g/Kwh甚至更高,這樣的后果就是非但不能解決缸套磨損的問(wèn)題,過(guò)量的氣缸油更容易加劇缸套磨損。根據(jù)MAN B&W Energy Solutions Service letter SL2019-671/JAP介紹,這種情況下,應(yīng)該結(jié)合掃氣箱檢查的情況,換用堿值稍高的氣缸油使用,并適當(dāng)降低氣缸油注油率,必要時(shí)吊缸清潔、更換相關(guān)部件,重新調(diào)整氣缸油注油量。 4 主機(jī)燃燒狀況 由于低硫油的復(fù)雜特性,如果發(fā)生單缸的環(huán)帶結(jié)碳過(guò)多,除了要考慮氣缸油的使用外,還需關(guān)注主機(jī)的燃燒狀況,比如噴油器的工況,必要時(shí)進(jìn)行噴油器部件換新,并對(duì)更換下來(lái)的噴油器進(jìn)行檢查測(cè)試,做好維修保養(yǎng)記錄。有燃油化驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室提醒,在使用LSMGO時(shí),由于其潤(rùn)滑性能不強(qiáng),建議使用燃油添加劑以增強(qiáng)其潤(rùn)滑性能,防止柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng),比如燃油高壓油泵、噴油器等部件的異常損壞。這些都是可以根據(jù)實(shí)際情況借鑒的經(jīng)驗(yàn)。 5 氣缸油殘油分析 低硫油使用期間更彰顯氣缸油殘油成分分析的重要性,氣缸油殘油的成分分析既可反映缸套所處的化學(xué)環(huán)境,也可反映活塞環(huán)與缸套磨合的物理工況,進(jìn)而對(duì)氣缸油注油率進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。氣缸油殘油成分分析不僅對(duì)活塞環(huán)和氣缸套工作狀態(tài)有直觀的反映,同時(shí)也是評(píng)判主機(jī)活塞環(huán)和缸套磨損情況的最有效的工具,是優(yōu)化主機(jī)氣缸油潤(rùn)滑的有效手段。合理的氣缸油潤(rùn)滑,其殘油的堿值應(yīng)該保持在10-25mgKOH/g,鐵含量應(yīng)在200mg/kg以下。 結(jié)束語(yǔ) 主機(jī)氣缸油潤(rùn)滑是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題,實(shí)際影響氣缸油使用的因素也比較多,特別是低硫燃油復(fù)雜多變的特性,不同批次的燃油可能存在較大的差異,更增加了汽缸油使用的許多變數(shù)。單一地增減氣缸油注油率并不能達(dá)到理想效果,在實(shí)際操作中任何一點(diǎn)疏忽都會(huì)影響氣缸油的使用,這就對(duì)輪機(jī)員提出了更高的要求。因此,筆者建議輪機(jī)員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行說(shuō)明書推薦要求,并結(jié)合實(shí)際主機(jī)掃氣箱檢查情況, 采取望、聞、問(wèn)、切的方法合理增減用油量,摒棄多多益善的做法??紤]到主機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)留有一定的余量,汽缸油注油量可以保持在正常范圍內(nèi)接近下限值。只有理論結(jié)合實(shí)際,密切監(jiān)控主機(jī)活塞環(huán)和缸套工作狀態(tài),才能在實(shí)際操作中切實(shí)管理好氣缸油潤(rùn)滑。 以上內(nèi)容僅供會(huì)員參考,如需具體建議與協(xié)會(huì)相關(guān)人員聯(lián)系。 編輯:Mr.Wang wangyong@chinapandi.com 審核:Mr.Chen chenzhigao@chinapandi.com 如有任何問(wèn)題,歡迎垂詢。 |
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