VISATRON VN型油雾浓度探测器的使用及管理

袁 对,陈建良

(浙江国际海运职业技术学院,舟山 316021)



VISATRON VN型油雾浓度探测器的使用及管理

袁 对,陈建良

(浙江国际海运职业技术学院,舟山 316021)

介绍目前船舶常用的VISATRON系列VN215/93油雾浓度探测器基本结构和特点，提出新船安装过程中管理人员应注意的细节。结合说明书要求和船舶实际情况列出故障清单和处理方案，重点对装置常见的“负压低”和误报警等故障做了分析，并提出相应的解决方案。根据使用情况提出加强日常维护保养和定期测试的建议，特别加强装置气源管理等。

油雾浓度；负压；故障；保养

在船舶柴油机曲轴箱中，当柴油机运转时高温滑油会蒸发产生油气。随之轴承发热等原因，使曲轴箱内油气浓度大幅增加。这些油气会在曲轴箱中与空气混合形成油雾，大量试验研究表明，浓度达到50mg/L和直径2～ 10μm 的重新凝结润滑油雾将会高度易燃[1]。遇到燃气下窜或运动部件过热只要温度超过150℃就会引起曲轴箱爆炸，轻者把防爆门打开，重者会造成严重机损和发生人员受伤事故。

因此柴油机曲轴箱油雾浓度探测和报警装置广泛应用于各类大、中型柴油机。该装置作为船舶柴油机安全保护系统的重要组成部分，在柴油机日常运行管理中也是重点监测项目之一。

1 VISATRON.VN系列油雾浓度探测器的基本结构及特点

目前船舶使用的油雾浓度探测器有多种系列，如MARK-5系列、MARK-6系列、VISATRON VN 系列等。特别是VISATRON VN215系列近几年在国内新造船上已广泛使用。本文以VN215/93为主要研究对象。

VISATRON.VN215系列油雾浓度探测器组成部分包括油雾探测器、保护盖 、抽气系统(含压力调节器)、监测系统等。为保证在船舶环境下的使用可靠性，该装置在内外部均采取了多种减震防震措施。

图1 VN系列经典结构图

图1中：①空气射流泵；②测量头；③测量光学管道；④连接阀箱(VN215/93为⑥)；⑤电气接口。

测量头②安装在防震背板上，其中包含控制盖下的光学测量轨道③。测量头表面上左边是标签，用于查看设备进行正常操作的所有重要信息，右边有显示屏，可以显示故障报警代码等内容。

测量头抽气系统的空气射流泵产生负压。射流泵的工作原理基于文氏管原理，外部连接压缩空气及减压过滤器(压力调节单元)。

电气接口在总插头插座壳内部。设备可直接与柴油机安保系统连接。接口包括两个油雾警报输出，一个预警输出和一个工作状态信号输出。

值得注意的是：VN215/93抽气系统与“阀箱215”相连，该型号油雾探测器不仅能够检测一个油雾浓度，并能在阀箱显示屏上显示是哪个腔室(缸号)出现了最高油雾浓度。而早期的VN115/93抽气系统与普通的“连接阀箱”相连，该型号油雾探测器能够检测出一个油雾警报，但是无法辨别柴油机内部油雾源具体位置。VN116/93抽气系统与“阀箱116”相连，该型号油雾探测器能够检测出一个油雾警报，但只显示在接入阀箱的左边还是右边出现了最高油雾浓度。

VISATRON VN215/93型的特点及优势体现在以下两点：

1)与早期的油雾浓度探测器相比，VISATRON215/93型油雾浓度探测器采用了无磨损抽吸系统。持续抽取曲轴箱腔室和柴油机其他部位的气体，即连续监测各个监测点，无需等待油雾团出现。从而保证了从油雾产生到警报发出过程的反应时间。当系统监测到某检测点油雾浓度超过自检线时(通常为报警线的10%)自动启动自检程序，找出并显示油雾浓度高的检测点(比如显示某缸)，并通过安保系统实现柴油机在几秒钟之内启动保护动作。

2)为避免因飞溅的轴承滑油引起误报警，该系统采用了沙勒公司特制的取样漏斗，漏斗运行与柴油机旋转方向无关。附加的滑油释放元件保证了系统在各种运行条件下正确工作，包括在柴油机静态放置或处于可变倾斜摆动的状态。并且该装置通过在测量头内设置加热器，尽量避免了因水汽冷凝触发的误报警。

2 VN215/93油雾浓度探测器的安装要求

安装分为机械安装和电气安装两大块。安装一般在新船建造时由船厂或服务工程师完成，但作为船舶轮机人员应关注部分细节问题。

机械安装方面尽可能将设备安装在与防爆门相对一侧，万一发生事故可尽量减少对船员的危害。尽可能将VISATRON油雾探测器安装在柴油机中心区段，避免部分缸(1缸或6缸)的连接管道过长影响反应精度。

在柴油机的每个曲轴箱腔室和链轮箱或齿轮传动处中至少要有一个抽气点。若使用长罩杯抽气漏斗，安装侧不受柴油机转向的影响。由于油雾是上升的，抽气点应选择在稍高位置，避免油雾飞溅影响。探测单元则必须位于抽气点上方，两者的连接管路尽量避免弯曲或呈“U”形。具体型号也有具体要求：带虹吸的VN215在每个曲轴箱内安装虹吸块，若有一根取样管高于探测单元，则应在该取样管最低处安装一泄放阀，防止积油堵塞管路。无泄放的VN215安装时需有 6°的倾角。

排气管道的安装长度(文氏管排放喷嘴出口)最长不超过2m，内径必须≥ 18 mm[2]，且禁止使用尖嘴弯头。

电气安装方面注意根据船级社规定，警报继电器必须与停机或者减速输入相连接。在正常操作期间，警报继电器关闭。如探测到油雾警报，继电器打开。船舶电气人员最好采用一个永久标记记录测量头后面塑料盒内的断线监测电阻值。

3 常见故障及处理

3.1 常见故障列表

对于该装置的常见故障，产品说明书中给出了一系列的故障代码及检修处理方法，如表1。通常该型油雾浓度探测器的故障主要是E14报警(即负压/气流过低报警)和系统因灵敏度调节过高引起的误报警。

表1 常见故障列表

3.2 负压低故障

表1所列的故障中相对14号报警较为常见(显示为E014)，查阅说明书描述的内容来看，导致该报警的根本原因是系统的负压低。VN系列的设备基本原理就是射流泵抽取曲轴箱内的油气检测，所谓“抽取”即是一定的负压(说明书要求测量头内的负压调到60mm水柱)。若负压低于设计值则无法正常识别判断油雾浓度状况。解决该故障可以遵循下述步骤：

(1)检查气源压力，即机舱通往油雾浓度探测装置的控制空气压力。说明书要求范围是0.2～1.5MP,实际使用中一般多为0.7MP的控制空气，注意检查压力是否过低。实践表明即使气压从0.7MP降到0.68MP影响不大。

(2)检查2个过滤器滤网(滤片)的情况，视情况清洗或更换。第1个是在压力调节单元内的空气滤片。注意是否有杂质及油性物质残留、积聚，尤其要关注黄色或黄白色油性物质，一般建议使用酒精类洗剂清洁。另1个是在测量头内的空气滤片，建议用服务箱内的随机备件更换。

(3)当上述检查后报警还未消除时，只能调节压力调节单元的减压阀开度。柴油机停机状态下，稍松开固紧螺母(有保险)，逆时针旋转调节阀杆螺母，建议少量多次调整。注意调节时一定要配套使用随机工具箱内的U形压力表，负压达到60mm水柱即停。若超过60mm水柱的负压过大则可能会导致探测器灵敏度的变化。注意此项操作在未接入U形压力表的情况下不建议进行。

(4)空气滤片消耗量较大，当备件供应不上时应急措施就是用多层细铜丝网替代，或临时使用细铁丝清通流量控制小孔。注意细铜丝网安装前应清理干净，确保没有金属细末残留。

若在停机状态主机滑油泵启动后马上出现的E14号报警，可以先暂不按上述步骤检修。因该现象是曲轴箱内压力突然变化引发负压过低报警，建议稍等片刻，系统待负压平稳后故障报警会自行消除。

根据实践经验，出现这种故障的“病根”在机舱的压缩空气系统。进入装置的压缩空气大多来自主空气瓶或控制空气瓶，由于空压机本身磨损或疏于对低压控制空气的放残，空气中润滑油和水分含量过大，混合物经过细铜丝滤网时节流降压导致部分粘连使通流面积减少引起压力偏低，进而引发射流管抽吸负压过低。2014年某轮就在控制空气干燥器失效停用后的6个月内连续3航次出现负压低(E014)报警。

值得注意的一点是，很多操作人员往往在出现E014号报警后在面板上操作“ RESET” 按键进行复位，以期消除报警恢复原始状态。经咨询厂家售后服务工程师，该操作键仅对油雾浓度高报警进行复位，在进行模拟测试后的复位或系统油雾浓度高报警后的复位，对E014号报警复位无效。

3.3 系统误报警故障

实船使用中有部分船只反映出现系统误报警现象。产生误报警的原因主要包括：

(1)系统设置(调节)灵敏度过高。油雾浓度探测器的报警触发值与系统灵敏度成反比，于是油雾浓度稍有升高(未到实际报警值)就会触发警报。有文献表明曾经有船只因为油雾浓度探测器的灵敏度设置得太高，导致航行中多次发生曲轴箱油雾浓度过高报警，经船员仔细拆检主机十字头、主轴承、连杆大端等处可能引起报警的地方均未见异常，后经厂家专业维修人员对油雾浓度探测器进行拆检，才发现是由于灵敏度设置得太高所致[2]。

(2)曲轴箱内部环境和机舱外部环境的影响。当柴油机曲轴箱内漏进海淡水或滑油分油机分离水分效果不佳等原因导致滑油中的水份含量超标时由于水份比滑油更容易蒸发，油雾中携带的水蒸汽甚至水滴可能会触发警报[2]。有资料表明，个别船舶航行于温度较高、空气湿度较大的海区时曾出现过类似误报警。

4 日常使用管理要求及维护保养要点

4.1 常规保养

参考设备说明书的要求，该类型油雾浓度探测器常规维保主要分季度 、半年 、 一年 、 五年四种类型，分别有不同的任务。

表2 维保周期项目

从表2可以得知，该装置的主要维护内容还是确保负压正常和相关滤器滤片的清洁工作。管理人员要严格按说明书的要求执行。

4.2 系统定期测试

系统定期测试也是维保的重要任务。通常对该类装置测试有两种形式，一种是系统模拟测试，另一种是烟雾实际测试。

4.2.1 系统模拟测试。

模拟测试只能在柴油机停车状态时执行，要求常规保养中定期进行。

测试前确保系统电源正常、压缩空气气源供应稳定和压力正常。打开检测单元外盖扣合开关，向左松开外盖。此时“READY”绿色LED指示灯灭，延时大约10秒后“14”红LED灯闪亮，并发出代码为“E014”的负压过低报警，集控室主机油雾浓度延伸报警器发出警报。随后用事先准备好的光洁硬纸板阻挡在两个红外探头之间，几秒钟后会出现“TEST”灯长亮，所有阀箱电磁阀能按照既定的程序动作，进行自检则说明系统功能正常。最后按“RESET”按钮，结束测试。

4.2.2 烟雾测试

当进行烟雾实际测试时，柴油机要求处于冷车状态。测试过程中装置不断电、不断气。松开任意一缸的管路接头(一般选用最上端或最下端比较方便)，然后使用服务箱中配套的烟雾发生器产生烟雾置于该处。与火灾探测系统测试一样，在进行此项测试时，烟雾浓度要足够高并且维持20秒以上。一旦烟雾被吸入后，可看到油雾浓度升高(液晶显示屏中VALUE显示数值)，当升高到自检线时，系统按照既定的程序动作，持续升高的油雾浓度将触发油雾浓度高报警。此时安保系统应立即动作，发出柴油机降速或停车指令。实际操作时测试者注意观察并核对阀箱视窗上显示红色灯亮的那个缸号是否与测试的管路(缸号)相对应。

5 结 语

油雾浓度探测装置作为船舶柴油机重要的安保设施，保护各类柴油机防止它们由于自发产生的油雾爆炸。装置内的测量头等元器件属于高精度元件[3]，安装在船舶柴油机本体上承受高温、振动、腐蚀等恶劣工作环境影响。所以轮机人员应加强管理，严格按照产品说明书的要求做好做细日常保养工作，正确处理故障，确保装置安全正常运行。

[1]赵天义.一种新型曲轴箱油雾浓度探测报警装置研究及认可[J].天津航海,2012,(4):13-16.

[2]张玉龙.VISATRON215型油雾浓度探测器原理分析[J].广州航海学院学报,2014,(57) :136-138.

[3]肖海瑞.某型油雾浓度探测器负压低故障的排除与维护建议[J].中国修船,2012,25(1):48-49.

The Operation and Maintenance of VISATRON VN Oil Mist Detector

YUAN Dui, CHEN Jian-liang

(Zhejiang International Maritime College,Zhoushan 316021,China)

The paper, gives a brief introduction to the basic principle and the structure of VISATRON VN oil mist detector commonly used on ships.Combining with the actual use, the recommendations on enhancing the daily maintenance have been put forward and key points of management has been summarized. Moreover, It has also analyzed the frequent malfunctions of device and proposed the corresponding solutions.

oil mist concentration; negative pressure;malfunction; maintenance

2016-09-17

袁 对(1979-)，男，浙江岱山人，讲师，E-mail：434511419@qq.com。

U664.121

A

10.3969/j.issn.1671-234X.2016.03.011

1671-234X(2016)03-0050-05

浙江交通职业技术学院学报，第17卷第3期，2016年9月

Journal of Zhejiang Institute of Communications

Vol.17 No.3,Sep.2016