“万顷沙”轮瓦锡兰主机故障分析与处理方案

赖坤林 陈容钦

摘  要：文章就耙吸式挖泥工程船“万顷沙”轮2019年5月主机大修过程中发现一些零部件异常关键性问题的处理做具体论述。“万顷沙”轮主机机型为瓦锡兰（苏尔寿）ZAL40S，装机于2004年7月19日，至2019年初已运转总时间达到10万小时以上，运行时间已15年，由于工作疲劳、磨损、应力变形和早期设计缺陷等各种方面原因，相继出现了一些影响柴油机正常运转的异常现象，和有些甚至可能引起机损风险的技术问题。给该轮的运行管理带来了困难和挑战。

关键词：“万顷沙”;轮瓦锡兰主机;故障;处理

Abstract： This paper makes a concrete discussion on the treatment of some abnormal key problems of some spare parts found during the overhaul of the main engine of the rake suction dredger "Wanqingsha" in May 2019. The main engine of "Wanqingsha" was Wartsila （Sulzer） ZAL40S， which was installed on July 19， 2004. By the beginning of 2019， the total running time has reached more than 100，000 hours， and the operating time has been 15 years. Due to various reasons such as work fatigue， wear， stress and deformation and early design defects， there have been some abnormal phenomena that affect the normal operation of diesel engines， and some technical problems that may even cause the risk of machine damage， which brings difficulties and challenges to the operation and management of the round.

为消除隐患，保证主机的正常运行和公司船舶生产效益的最大化，通过查阅大量的相关资料，以及和厂家资深技术人员的探讨，针对不同的问题，做出相应的研究分析，提出各种处理措施，综合考虑各种因素，在尽量节省成本的基础上，选择出有利于解决问题的最终方案。

1 问题分析和处理方案及结论

1.1 主機连杆大端孔尺寸超差问题

1.1.1 主机连杆大端孔尺寸超差分析

“万顷沙”轮主机总运转时间在2004年至2019年有10万多小时，主机连杆大端在2010年因大端孔尺寸超差问题已换新，换新后至2019年已运转约5万多小时，2019年5月主机修理时发现全部连杆大端直径椭圆度（0.14-0.19）基本超标，按照厂家工程师的建议要更换全部连杆大端，该连杆大端备件费用昂贵，两台主机更换全部连杆大端需花费备件费将近170多万元。本次修理综合考虑公司及厂家备件库存不足，订货时间较长，在保证机械可安全运行的前提下，为节省公司船舶使用成本，需要研究是否可以进行修复处理。

“万顷沙”轮瓦锡兰主机机型（ZAL40S））由于设计上存在连杆大端孔左右方向的尺寸偏小，材料结构强度偏弱的问题;对比公司浚海系列船舶主机（浚海系列RR B32/40机型）的连杆大端可以看出横向搭口部位的宽度明显差别（厚度偏小）。

这种设计弱点，造成在实际使用中，在长时间的交变应力作用下，连杆大端横向部位出现向外周方向的形变，而上下方向则对应出现向内圆方向的形变，实际测量结果也反映出此现象（左右尺寸变大，上下尺寸变小）。通过对其他相同机型船舶的了解，该问题为普遍性问题，而且由于连杆大端孔变形超差的问题，造成过多起轴瓦抱轴烧损，引起曲轴损坏或报废的案例。

按厂家推荐的技术标准，连杆大端孔的直径范围（364.96-365.06），椭圆度超差极限0.08，而控制连杆大端孔的直径尺寸最终目的主要是为了控制大端轴瓦的间隙（轴瓦间隙的要求是：上下方向0.22-0.35），间隙过小容易引起散热不良，轴颈发热直径变大而引起轴瓦抱轴烧损，间隙过大则引起滑油外泄量过大，油膜承载能力下降，同样可能引起轴瓦烧损。

厂家给出的极限标准较严，在实际使用中极易超差（一般两个大修周期就会出现超差情况），如按该标准执行则会增加大量备件费用负担。由于该标准没有综合考虑大端轴颈的磨损，直径变小的情况，而大端轴颈直径变小，对应的是轴瓦间隙增大，如果将轴瓦间隙标准作为最后评判标准，则随着轴颈直径变小，大端孔的最小直径也可相应减小。实际测量的轴颈直径大多在349.95-349.96之间，比最大值350.00小0.04至0.05，所以连杆大端孔直径最小值可以由364.96相应缩小到364.92，这样在评判大端孔上下方向尺寸时就减少了超差的情况。

由于左右方向尺寸变大，容易造成椭圆度超差，在对比了其他功率范围相近的机型的椭圆度极限数据（大多数为0.10），结合连杆大端横向的载荷负担相对较轻，和了解了其他船舶的实际使用经验的基础上，将椭圆度超差极限适当放宽至0.10。

在以上考量后，大部分连杆大端还是存在直径或椭圆度的数值超差的情况，需考虑换新或修复。考虑到备件费用昂贵，为降低修理费用，对修理方案做了认真探讨。

1.1.2 主机连杆大端孔尺寸超差提出处理方案如下