预防船舶机电设备故障典型案例⑥丨维护保养不当导致的主机气缸起动阀无法关闭
船用柴油机的起动是通过安装在气缸盖上的起动阀,推动各缸活塞依次做功,带动曲轴旋转由静止状态达到起动转速后,燃烧室供给的燃料在气缸内燃烧膨胀自主运行,该过程称之为柴油机的起动。如果柴油机起动系统故障,极易使船舶失动失电,进而导致船舶在航行作业时处于危险局面并可能发生事故。因此,船用柴油机起动系统是否正常是关系船舶安全的关键因素。
重庆海事局安检人员通过对某轮柴油机启动时出现燃气倒灌引起气爆的故障原因进行分析,对如何预防及检查的方法进行梳理,旨在帮助航运企业和船员充分认识到船用柴油机起动系统以及维护保养的重要性,提升船用柴油机起动的可靠性,切实保障船舶航行安全。
故障情况


故障原因分析
起动阀的工作原理

经查阅主机说明书了解到,主起动阀(图中1)主要功能是在柴油机起动时向主机各缸迅速供应压缩空气,并在起动成功及关闭起动操纵阀之后,能迅速排除起动管路空气。起动阀(图中3)主要功能是将来至于主起动阀的空气送入气缸中,使活塞上下运动,带动曲轴旋转以达到起动转速,从而达到起动柴油机的目的。起动阀的工作原理如下:自空气瓶来的压力为2.4MPa的压缩空气经过过滤器后,一路空气到达主起动阀前待命,另一路空气经过减压阀后到达起动控制阀前待命;当接到启动命令后,到达起动控制阀前的空气经过起动空气先导阀(图中2,在控制凸轮的控制分配下)进入起动阀上腔,打开起动阀;到达主控制阀前的空气进入起动阀控制阀,使其动作并打开主起动阀,主起动空气通过起动阀进入气缸,达到起动柴油机的目的,起动成功后起动系统内空气经过管路(上图中①②)释放。
故障原因

拆检左主机全部 1~7 缸的起动阀后,发现No.2 缸起动阀锁紧螺帽脱落,螺杆螺纹与止回螺帽均有损伤,起动阀无法关闭且止回阀损坏(见下图),可以判断问题就在于此:螺帽因螺牙损伤,柴油机在长时间运转后螺帽终至脱落,阀内弹簧失去预紧力,导致其不能关闭,造成起动阀保持常开状态,使得柴油机起动并喷入燃油后,油气倒灌回起动空气系统,并形成气爆现象。因气爆瞬间压力过大,导致止回阀损坏,燃气进入空气过滤器及整个起动空气管路系统。所幸故障是发生在停泊码头作业期间,若发生在航行过程中极有可能酿成事故。

止回阀的作用:防止起动系统内空气回到主起动空气管路
整改修复情况
对左主机所有缸头起动阀止回螺帽及阀杆螺纹进行外观检查,在确保无缺陷损伤后依说明书建议的锁紧磅数扭力(扭力表-如后页附图),对起动阀上部的两个螺帽(161-1):130-M;起动阀内锁紧螺帽(161-2): 50-M重新上紧。

因船端暂无进气金属软管和空气过滤器备品,采取临时性措施处理,后续购买新品更换;左主机主起动阀之后的止回阀变形受伤,经过更换损坏部分后恢复正常;左右主机主起动阀拆解检查正常;左右主机起动先导阀拆解检查正常;各管路中法兰处损坏的垫片换新。检修后经过多次吹车测试起动空气系统正常;多次起动左右主机运转正常。
故障原因分析
船员对主机维修保养的技术要求掌握不到位
左主机No.2 缸起动阀螺杆与锁紧螺帽未按说明书要求安装和按规定扭力上紧,安装方法不当导致螺牙损伤、锁紧螺帽脱落,进而造成起动阀无法关闭并引发故障。该问题直接反映出船员对维修保养的技术要求掌握不熟练、不扎实,导致维护保养质量未达标准,最终诱发设备故障。
船舶未按公司体系文件或说明书要求开展检修保养
公司安全管理体系文件制定的年度维护保养计划中,已明确将主机起动系统的起动阀检修和检查纳入主机维护保养项目,要求船舶每三个月对起动阀进行一次拆解检查。但经海事执法人员问询船员及核查船舶检修记录发现,船员仅对主机起动系统的空气系统进行放疏水操作,未按体系文件要求对起动阀实施拆检,未能及时发现并纠正潜在缺陷。
航运公司定期监控检查未发现相关问题
经查,航运公司定期开展的登轮安全检查中,机务主管未发现船舶未按规定拆检起动阀的问题;同时,公司对相关船员缺乏必要的安全教育和履职督促,最终导致船舶未按规定时间间隔开展起动阀相应等级的保养检修。
预防检查措施
(一)航运公司层面
制定完善的船舶机电设备维护保养制度,明确维护保养周期、具体要求及操作流程;切实加强船员安全教育培训,督促船员严格履行岗位职责;强化监督管理,要求船端提供带日期水印的保养照片、视频,确保保养工作落地见效;同时,做好公司内部审核及岸基人员登轮时对重要机电设备维护保养情况的专项检查。
(二)船舶层面
严格按照公司体系文件及设备说明书要求,每3个月对起动阀进行定期拆解检查,重点检查起动阀上部锁紧螺母的完好性;回装时,严格按照说明书建议的锁紧磅数(50-M)上紧。该环节为安全防控关键关口,因燃气若从起动阀缺口倒灌至进口管路,极易引发重大安全事故。
(三)船员操作层面
船员在主机起动前至机侧吹车测试时,须先从空气过滤器放疏水处疏放进口管路积累的滑油,再仔细观察示功阀是否吹出水或油,以此判断是否可运转柴油机;尽量减少空压机出口压缩空气的含油量,可通过定期定点疏放、观察疏放积油情况作为调整依据;压缩空气系统需每天在定点位置勤放疏油水,确保压缩空气质量达标。
安全管理建议
为保障船舶安全航行与作业,针对上述案例,为避免同类问题导致船舶发生机电故障,海事部门建议如下:

1

强化关键设备专项监管,聚焦主机起动系统等核心设备,针对起动阀拆检、扭力上紧等无法通过硬件外观判断的关键性维护操作,加大现场核查力度。
2
强化维护台账抽查核验,重点核查关键设备关键性维护操作台账的真实性、完整性,逐一核对保养佐证资料与台账记录的一致性,确保设备维护操作落地留痕、有据可查。
3
强化常态化专项检查,严格依据《预防船舶机电故障专项检查指南》,对主/辅机械、操舵及检测报警装置、应急/备用设备等开展全维度核查,对发现的安全隐患依法责令限期整改,并全程跟踪闭环。
4
强化案例警示教育与技术指导,以船舶机电设备典型故障案例为蓝本开展专题培训,精准讲解设备维护要点、故障排查方法和应急处置流程,全面提升航运企业及船员的安全防范意识和实操技能。
5
强化企业岸基管理责任核查,督促航运企业健全岸船联动的设备维护管理体系,严格落实安全管理主体责任,从源头堵塞设备维护保养漏洞,杜绝维护不到位、操作不规范等问题。

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