舟山海事局 田大春

近日，海事部門對轄區(qū)某客船開展機電設(shè)備專項檢查，在對機艙主機應(yīng)急停車裝置進行效用試驗時，發(fā)現(xiàn)主機柴油濾器處噴濺一股柱狀壓力油霧，如果油霧接觸到著火風(fēng)險源可能會引發(fā)機艙火災(zāi)。于是著手對該缺陷和隱患進行了調(diào)查。

缺陷原因分析

被檢查客船載客定額498人，采用的是兩臺額定功率330kW的濰柴6170型主機。當(dāng)時，安檢員會同輪機長對主機進行機旁應(yīng)急停車功能測試，由機旁柴油機監(jiān)控儀上應(yīng)急停車按鈕控制停車電磁閥實現(xiàn)，在空車狀態(tài)下，主機轉(zhuǎn)速提高至650rpm，按下應(yīng)急停車按鈕后，主機柴油濾器殼和基座連接位置噴濺出柱狀壓力油霧（如圖1）。

圖1 柴油機濾清器噴濺油霧現(xiàn)場

柴油機正常停車是通過操作調(diào)速器控制高壓油泵齒條實現(xiàn)停車。當(dāng)緊急情況下使用應(yīng)急停車或其他需要觸發(fā)停車電磁閥的情況，停車的方式就完全不同。當(dāng)停車電磁閥觸發(fā)后，盡管燃油已切斷，柴油機并不會立即停止，由于輸油泵通過凸輪軸連接到柴油機主軸，在停車電磁閥關(guān)閉后，輸油泵仍然會繼續(xù)低負荷工作，少量的柴油會泵到停車電磁閥前的管路和柴油濾清器中，在輸油泵出口至停車電磁閥段會突然形成短暫的高壓。輸油泵在柴油機額定工況下，排量為2500ml/min，正常輸油壓力2kg/cm2左右，應(yīng)急停車觸發(fā)后，短暫的瞬間壓力超過額定工況下的壓力，如果超出管路和濾清器物理膨脹范圍，就需要壓力泄放。該船配備的濾清器最大工作壓力為8kg/cm2，并且在濾清器上安裝限壓閥（如圖2）。

圖2 柴油濾清器安裝的限壓閥

在調(diào)查過程中，輪機長道明了真相，由于限壓閥從來沒有做過測試，可能已經(jīng)咬死，加上柴油機濾清器外殼長時間使用已經(jīng)變形未換新，不敢用力壓緊（如圖3）。按照柴油機說明書要求，當(dāng)柴油機累計工作350h，就需要考慮更換柴油濾芯，濾芯是由濾紙加工而成的圓筒型，安裝在濾器底座，外部是濾器外殼，在濾芯與底座、外殼與底座之間均有橡膠圈密封以防燃油滲漏。案例船在停車電磁閥關(guān)閉后，形成短暫的封閉壓力狀態(tài)，在空車情況，柴油機運轉(zhuǎn)慣性較帶負載主機更大，管道和柴油濾器間形成局部高壓，由于濾器外殼缺陷，其安裝未達到設(shè)計要求，加上限壓閥未泄放，壓力燃油從接縫處（薄弱環(huán)節(jié)）噴濺（如圖4）。這明顯違背了國內(nèi)海船法規(guī)的要求，在法規(guī)第II-2章/1.15條明確指出：柴油機燃油系統(tǒng)組件的設(shè)計應(yīng)考慮到工作時將出現(xiàn)的最高峰值壓力，包括由燃油噴射泵產(chǎn)生并傳遞回供油和溢油管路的任何高壓脈沖。供油和溢油管路上接頭的結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮到其在工作時和維修后且有防止帶有壓力的燃油滲漏的性能。

圖3 變形的濾清器殼

圖4 柴油濾清器接縫處（薄弱環(huán)節(jié)）

另外，柴油機輸油泵后的管路接頭及柴油濾器結(jié)合處等，均未按照國內(nèi)海船法規(guī)設(shè)置防濺裝置。法規(guī)第II-2章/1.15條規(guī)定：應(yīng)采取預(yù)防措施防止在壓力作用下可能從任何油泵、過濾器或加熱器逸出的任何油類接觸熱表面。國際海事組織2009年發(fā)布的MSC.1/Circ.1321通函，詳細介紹了對壓力超過1.8kg/cm2的壓力燃油、滑油的防噴濺措施，通函明確提出防噴濺措施適用范圍不限于管路，對壓力設(shè)備、附屬部件如加熱器、管板、濾器或精濾器本體結(jié)合處等同樣需要安裝防噴濺措施。注意有些濾清器設(shè)計時已考慮到防濺措施，如圖5所示，該濾器壓力油集中在內(nèi)圈，外圈另加橡膠密封圈。

圖5 某品牌不需要安裝防濺裝置的柴油濾器

主機燃油系統(tǒng)工作流程和停車電磁閥作用

柴油機工作時，活塞輸油泵從燃油箱中經(jīng)低壓油管吸入柴油送至柴油濾清器，經(jīng)雙聯(lián)濾器過濾后，然后經(jīng)停車電磁閥，送入組合式高壓油泵低壓油腔。柴油在高壓柱塞泵偶件作用下，按順序建立高壓，經(jīng)過高壓油管、噴油器噴入氣缸，與空氣形成均勻的可燃混合氣，噴油器和高壓油泵少量回油回流至燃油箱（如圖6）。

圖6 主柴油機燃油系統(tǒng)

在燃油系統(tǒng)中，有一個重要的部件“停車電磁閥”，應(yīng)急停車控制停車電磁閥動作切斷燃油供應(yīng)。《國內(nèi)航行海船法定檢驗技術(shù)規(guī)則2011》（以下簡稱海船法規(guī)）在II-1章出于“保機”目的，要求在靠近主柴油機的操縱臺處應(yīng)設(shè)有迅速切斷燃油或其他有效的緊急停車裝置。海船法規(guī)14修改通報新增機器的控制，要求駕控船舶在位于駕駛室內(nèi)設(shè)置獨立于常規(guī)控制系統(tǒng)外的緊急停車裝置，該緊急停車裝置是出于“保船”目的設(shè)置，一般通過遠距離監(jiān)測裝置連接到機旁監(jiān)控儀控制停車電磁閥裝置實現(xiàn)。

停車電磁閥除了實現(xiàn)法規(guī)中強制要求的應(yīng)急停車外，還可實現(xiàn)柴油機安保停車和“風(fēng)浪”檔工作模式。柴油機機旁監(jiān)控儀對柴油機轉(zhuǎn)速、水溫、油溫、機油壓力等進行監(jiān)控，柴油機運行工況超過設(shè)定值時，發(fā)出聲光報警，如果這些監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進一步惡化，監(jiān)控儀將會發(fā)出關(guān)閉停車電磁閥信號，關(guān)閉燃油供應(yīng)，停止柴油機。當(dāng)船用柴油轉(zhuǎn)速超過設(shè)定值時，保護裝置自動進入“風(fēng)浪”檔工作狀態(tài)，保護裝置通過控制停車電磁閥的開閉，使柴油機轉(zhuǎn)速在規(guī)定的范圍內(nèi)變動，直到轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。

消除隱患的“組合拳”

1、正確使用柴油濾清器

考慮到柴油濾器外殼經(jīng)常需要拆下?lián)Q濾芯，每次均應(yīng)擰緊以防止柴油從濾器外殼與底座的接縫處泄漏或噴濺，每次清洗濾器均應(yīng)更換新的橡膠墊圈。濾器的外殼變形或有其他缺陷均應(yīng)及時更換。所有組件不應(yīng)使用原廠件以外的配件。

2、定期檢查限壓閥

限壓閥是燃油系統(tǒng)中重要的泄壓部件，但遺憾的是濰柴6160說明書未提及其設(shè)定壓力和檢查周期。航運公司可以聯(lián)系主機售后服務(wù)工程師，商討建立一套基于該機型限壓閥測試和保養(yǎng)程序。限壓閥接頭應(yīng)連接管路以將柴油泄放到合適的安全位置。

3、防濺裝置

對沒有加熱的主機燃油系統(tǒng)，如案例船使用的是柴油，在輸油泵出口后的柴油濾器結(jié)合處、管路接頭等位置可以使用經(jīng)船級社認可的膠帶保護，在每次清洗濾器或進行其他保養(yǎng)，在裝復(fù)后及時使用膠帶保護。

4、改造升級

在停車電磁閥后設(shè)置一與停車電磁閥連鎖的回油管路，防止管路封閉造成的短暫高壓。打通停車電磁閥后的供油管路，使主機應(yīng)急停車油閥關(guān)閉時供油管路還是保持暢通。另外，有船員提出將停車電磁閥移到輸油泵前，考慮應(yīng)急停車緊迫性和改造難度，不建議調(diào)整停車電磁閥位置。盡管本案只是應(yīng)急停車測試中發(fā)現(xiàn)的一個安全隱患，但停車電磁閥不僅限于在應(yīng)急停車中關(guān)閉。柴油在機艙的噴濺是非常危險的，對此國際國內(nèi)均有明確規(guī)定，船員在對設(shè)備進行維護保養(yǎng)時，一定遵循公司體系文件和產(chǎn)品說明書手冊要求進行，不可掉以輕心。航運公司應(yīng)舉一反三，避免同類問題發(fā)生。主機廠家也可在產(chǎn)品升級中，考慮更安全的設(shè)計方案。