主机缸头水套漏水故障分析

朱军 秦皇岛海事局北戴河海事处

王子华 中远海运船员管理有限公司大连分公司

1.主机缸头水套漏水情况

1.1 基本情况

S轮11年由SL船厂建造，主机型号为YMD-MAN B&W 6S35MC。17年主机出现缸头水套漏水故障。航行中主机缸头水套基本不漏水，漏水发生在主机停止运转时。在J轮机长服务期间，采取措施是关闭主机缸套水进口阀（V4/15）、出口阀（V4/16）、去膨胀水柜阀（V4/17）。当缸套水泄漏到缸头水套进口管水平面时，漏泄停止。由于缸头水套一直漏水，淡水系统也不怎么投药了。不采取提高暖缸水温度来减缓漏水原因是暖缸电加热不足（实际原因是高温暖缸水泄漏到低温冷却水系统），停航时主机暖缸温度只能加到六十多度，依然漏水，于是干脆就停止暖缸了。主机缸头水套O令一次次地更换，但使用一个多月，就又漏水了。缸头水套也换新过，但没有解决问题。关阀临时解决漏水措施成了常态。主机淡水系统长期药物（ROCOR NB LIQUID）浓度不足，系统腐蚀越来越严重。

2019年7月厂修期间，主机N0.1～NO.6缸缸头水套O令全部换新,主机暖缸水加热器更新为电、热油两用加热器，热交换量增加了一倍以上。19年底，S轮抵中东抛锚装货。由于短时间没有靠泊计划，停热油锅炉。单纯靠电加热，主机缸套水温只能加到六十多摄氏度，水套漏水严重。

1.2 暖缸加热不足原因查找

1.2.1 S轮有三种暖缸方式如下：

图1

（1）单独暖缸泵暖缸：主机缸套水出口阀（V4/16）-暖缸泵进口阀（V6/1）-暖缸泵-加热器-加热器出口阀（V5/1）-主机缸套水进口阀（V4/15）-主机。

（2）副机缸套水暖主机：副机淡水出口阀（V9/4）-联通阀（V4/14）-缸套水进口阀（V4/15）-主机-缸套水出口阀（V4/16）-连通阀（V4/18）-中央冷却淡水泵-副机淡水进口阀（V4/1）。同时需要关闭连通阀（V4/13）。

（3）缸套水泵和暖缸泵并联运转暖缸（4.9bar），此方案为最佳方案。原因在于缸套水泵（4.7bar）一直在运转，淡水压波动不大，缸套水温相对稳定，

降低水套因温度聚变而发生裂纹风险。

1.2.2 分析暖缸水温加不上来原因是：暖缸水泄漏，导致循环进入主机的热量不足。可能泄漏点为：

（1）缸套水泵出口阀V16/3&V16/4泄漏，热水进入主机外淡水管线，淡水冷却器等。

（2）去膨胀水柜阀V4/17开的太大，暖缸水进入主机外淡水管线。

（3）高温淡水系统和低温淡水系统存在窜水。

1.2.3 单独暖缸泵暖缸

经过初步排查确认2号缸套水泵出口阀V16/3漏泄，关闭进口阀V4/3后缸套水温明显上升。关小去膨胀水柜阀V4/16后，主机淡水温度升到82℃以上，调节去膨胀水柜阀V4/17开度，可以控制主机暖缸水温度稳定在81℃左右。主机缸套水温度加上来后，缸头水套基本不漏水。

1.2.4 是否存热水泄漏

会不会还有热水泄漏呢？这时当值机工反馈一个重要信息：高温膨胀水柜从来不补水，主机缸头水套漏水时，低温膨胀水柜液位先降低。这说明低温淡水系统和高温淡水系统存在窜水。可能漏点为（1）连通阀V4/14，连通阀V4/18关闭不严。（2）主机缸套水冷却器内漏（3）低温膨胀水柜放残阀V12/9，高温膨胀水柜放残阀V12/10关闭不严，同时去舱底管线存在盲板。逐一排查原因：

（1）排查后确认缸套水冷却器没有内漏。

（2）低温膨胀水柜放残阀V12/9，高温膨胀水柜放残阀V12/10之间连通管路热：说明阀有泄漏，至舱底管路存在盲板1。再插盲板2切断高低温系统水路联通。

（3）连通阀V4/14发现泄漏，阀后插盲板3盲死。

（4）触摸连通阀V4/18阀前和阀后管路，管路热说明高温管线往低温管线窜水。管线再插盲板 4。经过以上操作后，高低温水不在联通。缸套水泵和暖缸泵同时运转时，主机缸套水温度可以加到78℃，水压增大后反而不漏了（水压压缩O令变形挤满缸套和水套之间间隙，因而不漏）。

图2

图3

2.彻底解决缸头水套漏水

2.1 基本情况

虽然S轮缸头水套不漏水了，但没有从根本上解决问题。缸头水套漏水的根本原因是令质量不过关。S轮库存缸头水套O令2种：

令（1）直径8.5mm、周长136mm令较软，弹性好，新件。

令（2）直径8.2mm、周长144mm、令较硬。

查找资料，备件可能尺寸为直径8.40mm，周长为3.14＊41.9=131.6mm。现场测量旧缸头：环槽深度7.0mm、宽度10.0 mm。直径8.5mm O 令装到缸头后，测量高度高出环槽1.15 mm，缸头与缸套间隙0.4 mm。令压缩率量8.5-｛7.0+（1.15-0.4）｝=0.75 mm，压缩率为8.8%。根据参考资料，推荐使用令的压缩率为25%-8%，令（1）满足要求。同时令（1）是新供备件，弹性好。综合分析决定本次NO.2 缸水套首选直径8.5mm O 令。

2.2 主机NO.2缸头水套换O令（2254hs）

NO.2缸缸头吊出后彻底清洁令槽内的床胶，测量缸头水套内径为48mm（厂修时换新）。直径8.5 mm O令根本安装不上去。换另一个内径为48.3mm新水套，O令涂洗手液润滑，水套顺利安装到位。缸头装复回机体，管路复位，起动缸套水泵，水压4.7bar，NO.2缸缸头水套无泄漏。

3.O令老化情况分析

图2、3 NO.2缸换下O令。

正常情况下旧O 令的形状是扁圆，无飞边，有弹性。从图2中可见旧O令塞满令槽，无自由活动空间。旧O令非常硬，已失去弹性。两道O令中靠近燃烧室O令老化严重。新O令截面积S1=3.14×（8/2）2=50mm2,令槽截面积S2=70mm2，令老化后体积增大了远不止40%（O令挤压出飞边）。盲目增加O令尺寸是不可取的,有缸头水套撑裂故障案例报道。令槽缠生料带，O令缠生料带，令槽涂床胶都是错误但一直都在做的错误做法。密封是靠O令弹性密封的，密封面是条线而不是一个面。O令不能塞满令槽，令在环槽要有自由伸缩空间。

B&W密封O令都是氟橡胶，氟橡胶耐高温，抗老化。市场上氟橡胶种类有几十种,性能不同，价钱各异。这给了不同厂家充分发挥的空间，船东的选择也多了。谁家的O令性价比高，确实很难抉择。技术在进步，B&W厂家O令升级后，密封O令尺寸会通知了配套厂。出于技术保密原因，相应氟橡胶成分不提供，这可能导致即使YMD厂生产的O令也不能满足老旧机器使用（缸头，水套因腐蚀而间隙变大）。

减缓O令老化的措施。橡胶老化的内部因素是橡胶大分子中存在若键以至于很容易受到氧的侵袭，从而破坏原橡胶的结构；而外界因素是机械应力，热，光等物理因素影响。这些因素会使橡胶变软发粘，或变硬发脆，龟裂，物性降低。

缸头，缸套、水套在使用过程中“冷态”、“热态”变化，二者之间的间隙交替变化导致O令受力交替变化，缸套水压力交替变化，这都加速O令老化速度。保持缸套水温度恒定，缸套水压力变化不大对减缓O令老化非常重要。

冷却水处理剂的主要作用是减缓水垢形成，减少对金属的腐蚀。它还有一个作用容易被忽视：那就是它降低水中的溶解氧，从而减缓O令的老化速度。

4.总结

S轮停泊时，副机回水热量不足以暖主机。造船缺陷给日后工作带来困扰。主机暖缸温度加不上来的原因并不复杂。船舶主管人员安于现状，发现高低温系统窜水而没有深究窜水所带来的后果。船上人员职业素养参差不齐且流动性强，环境又复杂多变，这都延缓了问题的解决。

NO.2缸水套O令使用两个月后又漏水了。后经多方了解，BEK(胶圈厂)公司有成功解决6S35MC主机缸头水套漏水经验，沪东也曾从BEK采购过O令，价格较贵。船东下大力气，从BEK公司订购高品质O令（需测量实物尺寸），供船安装后主机缸头水套漏水问题得到彻底解决。