王文優(yōu)

XX輪——主機型號WARTSILA 6RT-FLEX-50，6缸其中每缸配置一只VCU（VALVE CONTROL UNIT），排氣閥的關閉采用WECS-9520電子控制系統(tǒng)，即FCM-20模塊發(fā)出指令控制VCU，再由每缸配置的VCU進一步控制主機排氣閥的開關。本文主要介紹WARTSILA主機-VCU的工作原理，來指導主機排氣閥關閉故障的解決，穩(wěn)妥準確，確保主機的安全運行。

一、主機無法正常運行

2013年2月13日11：45，XX輪離營口仙人島順岸2泊，前、后吃水4.8/7.0；12：30，引航員在仙人島主航道里離船，主機正常運行，主機油底殼滑油油位56.5格。12：35，突然主海水泵低壓報警，主海底濾器被冰堵，報告駕駛臺要求慢車航行，于是駕駛臺前進二航行。13：05，海底濾器被冰堵嚴重，機艙低溫冷卻淡水、主機高溫淡水、輔機高溫淡水相繼報警，報告駕駛臺要求停車。由于當時在仙人島主航道里航行，船長不同意主機停車，只能采用微速進航行。輪機長緊急命令，清洗海底濾器，濾器內全是碎冰，清潔裝復后，打開海底閥，海水還是無法進入，再次打開濾器蓋，發(fā)現(xiàn)海水進口管子已經(jīng)全部堵死，為沖通冰塞的海水濾器進口管，只能打開海底閥將大量的冰水混合物沖入艙底。由于海底濾器很快被冰堵，高、低位海底濾器輪輪流清洗。此時主機滑油高溫（70℃）和掃氣箱也相繼高溫報警。機艙艙底冰水混合物也越積越多，主機飛輪運轉時，帶著海水四處飛濺。13：50，船舶出仙人島主航道；14：00，船長同意停車，清洗海底濾器，并要求大副調整壓載水6m/8.4m。15：00，主機滑油凈油機水分高報警，復位后，凈油機工作正常。此時測量滑油循環(huán)柜油位59格（剛調整壓載水，吃水差發(fā)生變化，沒有格外引起注意）。等機艙艙底水收集干凈后，16：30，通知駕駛臺開航，試車，主機出現(xiàn)WECS-9520報警、排氣閥故障報警（各缸ME EXH. VALVE # FAIL），主機排氣閥無法正常開啟，主機無法正常運轉。

二、WARTSILA-6RT-FLEX-50 主機VCU的工作原理

圖2 VCU工作原理

見圖3，主機起動運轉，主機SERV OIL RAIL的油壓保持在120bar～200bar，排氣閥的開關由WECS 9520-CONTROL（具體由每缸FCM-20模塊控制）。當排氣閥需要開啟時，見圖2，共軌閥（RAIL VALVE）上部電磁閥得

圖3 排氣閥關閉總體原理

圖4 XX輪VCU實物圖

電，共軌閥上部導通，滑動閥芯上部通，伺服油驅動工作活塞往上運行，滑油通過排氣閥驅動油腔打開排氣閥。反之，排氣閥關閉，共軌閥下部電磁閥得電，排氣閥驅動油腔通過伺服回油管放油，排氣閥在空氣彈簧的作用下，進入關閉狀態(tài)。回油管有約2～3bar的背壓（見圖1，RAIL VALVE的節(jié)流元件起背壓緩沖），另有一路主伺服油通過止回閥（見圖2 piston oil supply，見圖1by-pass orifice for filling up of actuator pipe）供到VCU執(zhí)行活塞上部排氣閥液壓驅動油腔，來補償通過排氣閥驅動，上部節(jié)流孔流失的滑油（見圖2 exhaust valve part orifice）。

三、排氣閥無法啟動原因分析

1.冰區(qū)航行，高低位主海底濾器相繼冰塞，包括主海水管路冰塞沖洗，大量的冰水混合物沖進機艙艙底，致使機艙溫度急劇下降。事后發(fā)現(xiàn)，主機曲拐箱與主機循環(huán)油柜之間連接的密封墊圈老化，有小量的冰水混合物滲漏進主機滑油循環(huán)柜，主機又停車了僅1小時后開航，主機滑油的溫度急劇下降，事后發(fā)現(xiàn)循環(huán)油柜滑油溫度由原來高溫時70℃急劇下降到29℃，主機滑油的黏度急劇上升，而且伴隨著滑油逐漸乳化，油質惡化。

2.排氣閥無法開關，首先想到VCU中2只節(jié)流元件的臟堵清洗，見圖1，RAIL VALVE與BY-PASS處的ORIFICE的拆檢，發(fā)現(xiàn)比較干凈，沒有什么雜質等，這樣就把我們故障的問題引向了相當?shù)膹碗s化，我們先后進行主機系統(tǒng)循環(huán)柜徹底清潔、系統(tǒng)油11m?全部換新、滑油溫度加溫到50℃、主機通訊故障（將報警的缸FCM-20模塊換新）、主機主滑油管路清潔（包括主系統(tǒng)油自清濾器20um清潔）、主機伺服油管路清潔（包括伺服油濾器6um的清潔、濾芯換新等）、主機排氣閥總成吊缸檢查等等，試車多次，均未能解決問題，使主機恢復正常。

3.反復細閱VCU原理圖1，會否排氣閥驅動油腔（Actuator pipe）存在空氣呢，也就是圖2中oil supply 管路路徑存在臟堵而不是節(jié)流元件存在臟堵呢？開啟主機日用伺服油油泵（90bar），打開（見圖1） by-pass orifice （for filling up of actuator pipe……compensation of intended oil loss）的旋塞（即見圖4 VCU實物下部內螺角旋塞），抽出orifice（存在較大危險，防90bar伺服油噴出，慎用），主機合上盤車機盤車，oil supply 管路竟然臟堵，開始連一點油沒有出來，盤車10分鐘后，90bar的油壓才將oil supply管路臟堵物沖出，發(fā)現(xiàn)6只缸VCU中oil supply管路均臟堵的嚴重故障，徹底沖出臟堵物后（經(jīng)查-臟堵物系滑油黏度升高與之前滑油高溫70℃報警后伺服油管路產生的油漆等雜質），主機盤車排氣閥啟閉恢復正常！然后停日用伺服油泵，脫開盤車機，主機試車，恢復正常。

4.究其原因，見圖2，排氣閥（EXHAUST VALVE）部分的節(jié)流元件在正常情況下，起到祛除排氣閥驅動油腔中空氣、排氣關閉時阻尼緩沖、防止閥件過度敲擊等作用！由于此節(jié)流元件中滑油的流失，oil supply管路的臟堵，對由排氣閥節(jié)流元件運行時，流失的部分actuator pipe滑油，無法予以正常的補償，致使actuator pipe中有部分空氣存在，盡管工作活塞正常工作，排氣閥當然是無法正常開啟了。

四、總結

1. xx輪輪機長與輪機部管理人員對冰區(qū)航行的認識不足，xx輪有高低位海水濾器，其中高位濾器有機艙冷卻海水的自循環(huán)系統(tǒng)，卻沒有投入使用。壓載水的調配不對，渤海灣冰層厚度大致30cm上下，艉部吃水需在7.5m以上，才能有效防止大量的碎冰吸入。大量冰水混合物進入后處置不對，應及時排到艙底水柜，徹底斷絕冷卻水進入主機滑油循環(huán)柜的可能。

2.對WARTSILA-6RT-FLEX50主機排氣閥工作原理不熟，本身很小的故障導致主機失控3晝夜，致使船舶處于嚴重的危險境地。

3.該船輪機管理人員自身技術素質亟待提高，并切實加強船舶冰區(qū)航行的風險管控。