堵塞的自清滤器

申 伟

近日，某外籍油化两用船在完成修理，自船厂泊位驶离后约30分钟，船舶主机突然减速引发船舶失控，所幸与周边其它船舶没有碰撞危险。经过检查及现场调查发现，该船在开航后不久，机舱集控室显示主机系统滑油进机压力降至0.16MPa，远低于系统设定的报警值，引发系统报警，进而引发主机保护性自动降速。那是什么原因导致主机系统滑油压力降低的呢？

通过对船舶机舱报警记录和维修保养记录的观察，并询问轮机长，得知在船舶故障发生后，船员将主机滑油系统的自清滤器更换到旁通滤器后，系统滑油压力恢复正常。这样的话，可以排除险情由冷却、滑油泵压力或报警保护单元误触发的原因导致，直接将故障原因锁定在系统中的滑油自清滤器。

自清滤器工作原理

自清滤器通过自动控制，在不中断过滤的情况下，自动完成对滤芯的反向冲洗。其能延长滤芯的使用寿命、节省滑油消耗，降低工作强度。目前船用滑油滤清器多采用网状滤芯，利用压缩空气进行反冲洗。一般包括反冲洗滤器本体、转换阀、旁通滤器（旁通滤器未显示在下面两图中，用于紧急情况下手动切换使用）和污油滤器等组成。本体有多个滤筒，每个滤筒内设置1到数根滤芯，每个滤筒作为1个过滤单元。一般情况下，其中1个滤筒作为备用过滤单元，而其他数个滤筒正常工作。

1、过滤状态

滑油从滤器底端进入滤器，经工作状态的滤筒过滤后，从滤器的上端流出。滑油是从滤芯的外部经滤网过滤后从滤芯内部流出，杂质被截留在滤网外部（也有部分型号的自清滤器，是从内到外过滤，杂质被留存在滤网内部，如Kanagawa kiki kogyo生产的K8E型）。此时，空气马达不转，空气阀和排污阀关闭。转换阀通过位置的旋转决定其中一个滤筒处于备用状态，其他滤筒处于工作状态。

2、反冲洗状态

随着滤筒内滤芯上附着的杂质不断增加，滤器进出口的压差会不断升高。当压差累积到设定值后，控制系统给出反冲洗命令。电机转动带动转换阀将备用过滤筒投入工作状态，滤器进出口压差下降并通过限位开关命令电机停转。邻近一个过滤筒脱离过滤状态，转为待反冲状态。

这时，空气马达转动，排污阀和空气阀同时打开，空气瓶内的空气高速进入待冲洗滤筒，从滤芯的内部向外吹洗，这样滤芯外部的杂质和液体一同从排污阀出口流出。反冲结束后空气马达关闭，空气阀和排污阀关闭，空气瓶重新充气。同时，在转换阀上有一个小孔会将经过滤的滑油充入刚被冲洗完的滤筒，其中的残余空气则通过自动排气阀排出滤筒。当补液结束后，滤筒内充满干净的滑油，该滤筒就转换为备用滤筒，直至下一次反冲洗指令，再投入过滤过程中去。

故障原因分析

由上述可见，组成自清滤器的多个部件中，只要有一个异常将直接或间接影响到滤器的正常工作，从而导致压差的持续增大。在滤器进口压力不变的情况下，压差的持续增大，意味着进机滑油压力的持续下降。通常出现压差持续增大，针对滤清器本身一般针对以下内容开展检查：

驱动齿轮是否转动，如果没有有效转动，将导致备用滤筒和过滤滤筒之间无法替换，导致过滤滤筒一直处于工作状态，导致杂质逐步增多，压差上升。

图1 处于过滤状态的自清滤器

图2 处于反冲洗状态的自清滤器

过滤器内部控制冲洗臂的棘轮是否转动，不转动，不能起到反冲洗效果。

反冲洗卸放阀无法正常开启。多由于空气瓶压力不足，或者电磁阀故障导致。需要提高空气压力，替换电磁阀。

本次故障中，该船滤清器的实际情况否定了这些问题的存在，所以焦点自然而然地集中到滤芯上了，这是因为润滑油在使用过程中，特别是在主机曲轴箱内循环使用后会因混入的其他物质而逐步变质，影响润滑油的工作性能。混入的物质可能包括海水、淡水、灰尘、金属碎屑和焊渣等。海水和淡水的混入，会导致滑油乳化，导致滑油变质，影响性能；灰尘、金属碎屑进入滤器，会逐步堵塞滤器。

经进一步了解：该船在安全靠泊后，船员更换了所有滤芯并测试正常。在拆下来的滤芯上发现附着的一层固体干结杂质，清楚说明了该故障的真实原因：滤器堵塞导致滑油进机压力低，引发系统报警。根据这一情况，可以推测：在故障发生当时的主机运转过程中，由于滤器堵塞，滑油自清滤器的压差计监测到较大的压差，一直在尝试反冲洗过程，但由于干结较为严重，反冲洗一直未能降到合理的压差范围，导致系统滑油压力降低。

然而，在整个检查和调查过程中耐人寻味的是：该滑油自清滤器中滤芯在进厂修理前不久整体更换，远没有达到建议的清洗周期，那为什么会出现这种情况呢？

经过进一步的观测，我们发现滤棒上的附着物呈硬结状态，应该是滤器长时间未使用滤器本身所附着杂质干结导致的。该船在船厂进行了为期20天修理，期间滑油系统内滑油排空，滑油管路一直处于停用状态，滤芯上附着杂质逐步干结，堵塞了滤棒上的部分细小滤孔。

相关建议

本次事件发生船舶长期修理（搁置）的情况下，滤芯上杂质干结导致滤器堵塞，发生的概率非常小，容易被忽视。这也提醒我们，小概率也可能引发大问题。针对本起事件，结合船舶滑油系统常见问题，笔者总结了几点建议供参考。

1、严格按照系统滤清器的使用说明进行维护和保养

包括定期清洗和更换滑油滤清器滤芯，检查润滑系统的密封性，发现问题及时紧固和调整。如本案例中的船舶，滤芯更换尚未到达其更换周期要求，但由于长时间系统搁置而导致了堵塞。

笔者翻阅了多种滑油滤清器的使用手册，一般建议在滤器使用500次反冲洗后，取出滤芯进行检查；然后是每5000次，要取出滤芯检查。建议每10，000次冲洗后，或者认为必要的任何时候，更换全部滤芯。笔者认为，本船的滑油系统停用了20余天，应该属于使用手册中“认为必要的任何时候”的情况，可能不需要更换全部滤芯，但至少应该做到滤芯的取出检查。如果这样做了，该故障可以完全得以避免。

2、做好滑油系统的日常维护

滑油分油机，如果其分离性能不达标，会导致滑油内水分超标、杂质含量较多。较大水分导致滑油乳化，杂质含量高，都会导致滤网表面附着物增加速度较快，易堵塞滤网，如果滤清器的清洗间隔没有及时调整到位，则滤清器的反冲洗不能达到期望的效果，会缩短滤清器的使用寿命。滑油预热，在冷机状态下运行，如果滑油预热没有达到预定的温度，则系统内滑油粘度过大，导致其经过滤网的能力减弱，形成假堵塞，产生较大的压差，亦会产生滑油低压可能。

3、注重厂修后的恢复性检查

笔者所在的崇明长兴地区，以海洋装备建造和船舶修造厂为主要行业，在2019年就曾发生过2艘次VLCC在厂修后由于开航前测试不到位，在开航后不久发生机电故障的事件，而后究其原因，都是很小的问题，如高压油管旋拧不紧导致泄露等。

建议厂修船舶在恢复航行状态前，对船舶主要系统开展检查，对船舶各个系统进行逐一排查，消除影响机器安全运行的隐患，避免小问题导致大事件。结合本案的情况，笔者认为船舶一旦进入船厂，如果停止滑油循环系统，则再次运转滑油系统时，一定要仔细人工检查滤清器各个滤室的压差情况，最好按照滤清器保养须知的要求，取出滤芯进行检查或人工清洗，确保滤器能够正常工作，输出足够压力的滑油供向主机。

本案船舶在厂修后的恢复性检查没有做到位，是毋庸置疑的。经过调查，该船一直严格按照系统提示的时间间隔对设备进行维护保养，在正常情况下，这样做是没有问题的。问题是没有考虑到排空滑油系统可能带来的干结情况，也没有采取有效的检查和恢复手段。缺乏此方面的风险意识和管控手段。

以上是笔者结合滑油系统及自滤清器的工作原理的基础上，基于个人对该起故障的认识和理解，所提出的一些建议，以期能够引发同业人员对于此类小概率问题的关注，加强检查和保养，从而避免类似故障的发生，降低船舶安全风险。