导 读
近年来，随着我国对外贸易的增加，作为对外贸易主力的船舶出海次数和时间也越来越多，随之而来对船舶的性能和操作人员在操作使用、维护保养、故障分析与排除等方面的能力提出了更高的要求，特别是作为船舶动力核心的柴油机及其附属系统，故障的发生概率和复杂程度越来越高，故障的涉及面越来越广[1-5]，更需要精心的维护保养、及时有效的应急处理和故障分析排除。
本文对某船舶出海过程中实际发生的一次故障案例的处理过程进行了分析，总结了其中的经验教训。
启示所有船舶轮机操作人员和管理人员在发现故障时，必须细心查看每一个可能的问题点，全面分析和考虑，为其它船舶轮机操作人员和管理人员处理类似故障提供理论指导和实践经验。
一、故障的发生与处理
1、故障发生第一阶段
（1）故障现象
2019 年 7 月中旬，某船舶在出航经过一片渔区后不久，后机舱的右主动力柴油机（简称右主机）出现波速、敲缸现象，并伴有排气冒白烟。
停机检查中发现该主机燃油管中有大量海水，遂检查船舶的所有燃油舱，除备用的 1 号、6 号燃油舱正常外，2号、3号、4号、5号油舱均发现数量不等的海水。
在检查之时，后机舱的 2 号发电柴油机突然降速，紧接着突然停机，造成全船失电（该船的3台副机轮流使用，1台副机就可以保证全船的用电），其他主机也伴有敲缸、波速、排气冒白烟等现象，值班员立即停机并做应急处理。
（2）故障初步筛查
据了解，该船共有 6个燃油舱，各燃油舱之间有导驳油泵，用于各燃油舱之间导驳燃油。
除1号燃油舱（处于船舶前段下部）、6号燃油舱（处于船舶尾段下部）作为备用油舱外，2号、3号燃油舱（前机舱下部左右两侧）分别作为日用燃油舱给前机舱的2台主机、1台副机供应燃油（如图1所示），4号、5号燃油舱（后机舱下部左右两侧）分别作为日用燃油舱给后机舱的2台主机、2台副机供应燃油。
▲图1 船舶前机舱燃油舱与柴油机分布图
由于船舶在航行时需要考虑稳性和浮性，该船采用计算机控制系统进行计算，并控制导驳油泵即时导驳 6 个燃油舱之间的燃油，保持船舶的浮性和稳性。
轮机操作人员查找故障时，未能在备用燃油舱（1号、6号）发现海水存在，故排除备用燃油舱的进水可能。
考虑到后机舱右主机先出现的故障，怀疑是 2号、3号、4号、5号中任一个油舱出现了破损，检查中发现 4号油舱加强筋处有水流动，于是初步判断 4 号油舱外舷板裂纹或烂穿，导致油舱进水。
（3）应急处理
出现故障后，该船轮机操作人员对装（设）备进行了应急处理和修复，主要工作包括：
1）迅速用手摇泵将2号、3号、4号、5号日用燃油舱的海水排出；
2）将各主机、副机燃油粗滤器、精滤器进行清洗，并用压缩空气对整个燃油管系进行了吹洗，然后给系统重新供油；
3）试车时主机工作正常，但 2号发电机高压油泵柱塞出现卡死现象，无法正常工作，起动后机舱的 3号发电柴油机给全船供电，更换 2 号发电柴油机的高压油泵；
4）判断故障原因后，立即对 4号燃油舱进行封舱作业，此时后机舱两台主机只使用 5号燃油舱的燃油供给。
并且对其他燃油舱实行隔离，由各燃油舱相近柴油机使用对应燃油舱的燃油。
各设备正常工作后，值班人员加强对燃油舱进行查看，各燃油舱均未出现水量增加情况。
2、故障发生第二阶段
对柴油机进行应急处理后，几台柴油机正常工作，值班人员加强了检查力度。
一段时间后，推进轴主轴承温度攀升速度较快，但因没有超出上限值，未得到重视。
（1） 故障现象
2小时后，前机舱右主机同样突然出现波速、敲缸现象，伴有排气冒白烟，并且工作中的 2号发电柴油机突然停机，全船失电，紧急起动前机舱 1号发电柴油机不久后也自动停机，其他主机也出现波速、间歇熄火现象，检查发现2号、3号、5号燃油舱存在大量海水。
再次进行应急处置后，供油起动各柴油机，副机可以正常起动工作，但前机舱和后机舱的右主机均无法起动，主要表现为起动时曲轴不转。
（2）故障查找
通过问询舱段值班人员和轮机值班人员，发现故障是在每次从备用油舱导驳燃油10~15分钟后发生的，虽然在备用燃油舱未发现海水，但可以确定是备用燃油舱破损进水，通过检查确定 6 号油舱加强筋处破损进水。
另外，前机舱和后机舱的右主机无法起动，表现为曲轴不运转，因主机其它部件和系统未发生故障，因而故障原因仍旧需要在燃油系统查找。
检查发现：
1）高压泵柱塞卡死（主要原因）；
2）活塞轻微卡滞；
3）主机燃油无压力显示：燃油输油泵弹簧及钢珠卡死。
（3）应急处理
发现故障后，该船轮机操作人员进行了装备的紧急修复，主要工作包括：
1）迅速用手摇泵将 2号、3号、5号日用燃油舱的海水排出；
2）轮机值班人员将各主机、副机燃油粗滤器、精滤器进行清洗，并对整个燃油管系进行了压缩空气吹洗，然后给系统重新供油；
3）海上应急抢修：更换前机舱和后机舱的右主机高压泵柱塞，更换输油泵，更换喷油器针阀，更换 2号副机高压油泵，清洗各柴油机燃油系统。
修复完成后，为保证动力装置正常运行，还进行以下应急措施：
1）每次导驳油后先把海水重新排出；
2）发电机原燃油管锯断，接软管从日用油舱
上部插入，保证用油清洁；
3）3台发电机均保持不间断运行，防止柱塞卡死。
二、故障分析
通过码头的检查，考虑整个故障的发生和处置过程，结合该船柴油机、燃油舱的分布，确定故障的原因是：
1）船舶经过渔区时，由于渔区有大量的渔网，船舶螺旋桨缠到渔网，导致螺旋桨受力不均匀，且主动力柴油机负荷同时增大，整个船舶的主轴振动增大，且越靠近螺旋桨处主轴振动越大，同时伴随引起主轴承振动增大、温度升高。
▲图2 燃油舱油管、量油尺示意图
2）由于该船舶属于已有 20多年航龄的老船，且相当一段时间未进行大的维护和修理，主轴振动增大导致船尾加强筋处焊接部位被振裂。
如图2所示，处于船舶尾部的6号油舱加强筋处焊缝被振裂，导致 6号油舱破损进水，且由于水的密度比燃油大，因而进入的海水处于燃油舱的底部。
3）如图2所示，该船在设计时为了保证燃油舱的燃油尽可能多的得到利用，燃油管插入油舱的位置处于油舱的正中间，因而如果使用燃油或导驳油，油舱底层的水会最先被燃油管抽出。
而量油尺则偏离中间位置一定距离，并且未深入到最底层，因而如果油舱底层有少量的水，油尺测量不出来，但油管却可以抽出来。
▲图3 燃油舱布置示意图
故障发生第一阶段时，如图3所示，由于计算机控制系统根据船舶的浮性和稳性计算使用燃油，刚从 6 号备用燃油舱导驳了一批燃油到各个日用燃油舱（实际上是6号把燃油舱底层的海水导驳到各个日用燃油舱），且最先导驳到的恰好是 4 号燃油舱，该燃油舱海水存量最大，因此导致后机舱右主机最先出现燃油系统进水故障。
4）由于最先导驳的是 4 号燃油舱，因而导驳到4号燃油舱的水最多，2号、3号、5号燃油舱导驳的燃油较少。
而柴油机的运行会不断从燃油舱抽出油，因此 2 号、3 号、5 号燃油舱量油尺量不出来剩余的少量海水，而 4 号燃油舱能够发现海水，6号燃油舱因海水被抽出也发现不了海水。
这就导致故障第一阶段的误判断。
5）由于第一阶段的误判断，4 号燃油舱被封舱，但 6号燃油舱的破损进水仍然存在，海水源源不断进入 6号备用燃油舱，在再次进行导驳油时，2 号、3 号、5 号燃油舱又被导驳了大量海水，进而导致发生了第二阶段的故障。
三、故障启示与建议
1、故障启示
故障发生过程中，轮机操作人员做了大量的工作，取得了较好的效果，并且基本上保证了船舶的正常航行，然而，在处理过程中也存在一些问题值得我们思考。
1）船舶设计不合理
一是船体构造不合理。
该船的故障发生原因是螺旋桨缠渔网引发振动增大，导致 6 号燃油舱加强筋处焊缝被振裂，进而引发进水故障。
如果加强筋处油舱不是焊接而成的，而是整体铸造的，振动就很难造成破损进水。
二是量油尺位置不合理。
如图 2 所示，由于该船燃油舱的量油尺与出油管插入油舱的深度不一样，在故障发生的第一阶段通过量油尺量不到6号燃油舱的海水，进而出现分析判断故障失误。
故障发生后，该船对燃油舱油尺进行了改进，将油尺的位置放在油管的旁边，深度一样，避免今后发生类似故障。
2）值班员考虑不周，汇报不准确、不及时。
一是对柴油机负荷增加、主轴承振动增加考虑不周。
在经过渔区时，船舶主机负荷增大，主轴承振动也有所增加，但增加幅度不大，值班员认为这是海区涌浪等因素影响而引发的，未引起重视及时上报，导致发生后面一系列故障。
二是分析排除故障时汇报不准确、不及时。
在事后询问发现，在故障第一阶段柴油机发生故障前导驳油泵已启动工作了一段时间，但轮机操作人员在排除故障时未及时报告这一情况，导致故障分析误判断。
3）应急处理不到位
发生故障后，轮机操作人员进行了一系列的应急处置，总体来说效果较好，但也存在以下问题：
低估了海水的腐蚀性，首先着手排出燃油舱的海水，未立即将燃油系统部件用燃油清洗和吹除，海水进入燃油系统后很快腐蚀了系统各个部件，特别是喷油泵柱塞偶件和出油阀偶件、喷油器柱塞偶件、输油泵柱塞与弹簧极易腐蚀卡死。
4）排除故障考虑不全面
排除故障第一阶段时，轮机操作人员检查1、2、3、5、6号燃油舱没有明显的水流，仅有4号燃油舱加强筋有水流动，就直接判断 4 号油舱外舷板裂纹或烂穿进水，未全面考虑导驳泵将燃油舱燃油导驳到其他油舱的情况，也未考虑 4 号燃油舱的外舷板裂纹或烂穿进水原因，导致判断失误，又出现了第二阶段的故障，进一步加大了柴油机故障的严重程度。
2、使用管理建议
根据以上分析，作为轮机操作管理人员要做到：
一是发现故障时，应急处理必须及时、准确，危害性大的故障必须优先准确处理，在人员充足的情况下，其他危害性较小的故障也可以同时一并处理或紧随其后立即处理。
二是轮机操作人员值班时必须认真检查和关注到每一个装（设）备运行细节，为分析排除故障提供充分的依据。
三是分析故障必须全面、细致，充分了解故障发生的每一个细节，充分考查故障的每一个征象，充分考虑整个故障发生的前因后果，准确判断和查找故障，并进行相应的处理。
四是主动思考，积极作为，发现柴油机及其附属设备出现缺陷或问题时，要主动作为，对装（设）备进行改进，避免发生类似的故障。
参考文献：
[1] 郭卫勇. 船舶柴油机故障诊断技术探究[J]. 内燃机与配件，2019（8）：146-147.
[2] 王志浩，王洪发，李怀元，等. 某船发电柴油机排气阀故障实例分析[J]. 机电信息，2021（19）：35-36.
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[4] 裴正强，刘春玲，李冬. 船舶救生艇柴油机燃油系统进气故障及排除[J]. 中国修船，2021（1）：29-31.
[5] 谭健等，罗玲，王伟强. 某船柴油机紧急停车故障分析及排除[J]. 广东造船，2021（3）：92-94.
原创作者系：
海军士官学校
吕 运、刘 峰、谢锦涛
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