某船某型主柴油机膨胀水箱水位异常下降故障分析

1 故障现象

某船采用瓦锡兰公司提供的两台 8L46C 型主柴油机组。航行时，两台运行，能保证全船动力运行。在印度洋某海域航行过程中，值班人员经过多天观察，发现 1#主柴油机组淡水膨胀水箱频繁补水，随即判断该机组存在机体某处有大量漏水现象。

根据厂家提供说明书，该型号机组每日正常不会消耗淡水（该机组淡水系统为内部循环），正常情况下为一季度左右进行一次膨胀水箱补水加药，但经过多日观察发现，液位持续下降，平均三天须进行补水一次。

该机组采用内循环淡水系统，淡水系统为闭式压力循环系统，设备运行时，高、低温水机带泵把淡水从膨胀水箱中吸出，冷却机体缸套、排气阀座等固定部件（如图 1）。

该机组滑油系统主要部件：高、低温淡水机带泵、淡水恒温阀、中央冷却器、膨胀水箱、电动高、低温淡水备用泵等。淡水冷却为闭式冷却，由高温冷却水和低温冷却水两部分组成。

主机低温水系统：每台主机除机带低温淡水泵外，还配有一台电动低温淡水备用泵。低温淡水泵打出的水分为二路，一路（机带泵）进入主机空冷器、滑油冷却器冷却，另一路（备用泵）进入齿轮箱滑油冷却器、调距桨液压油冷却器、中间轴承冷却，然后汇总再进入低温淡水泵循环。中央冷却器出口设有自动调温阀以控制低温淡水温度。

主机高温水系统：主机高温淡水冷却系统用于冷却主机的缸套和空冷器。每台主机除机带高温淡水泵外，还配有一台电动高温淡水备用泵。高温淡水泵打出的水，经过缸套水、空冷器后，通过 91℃自动调温阀的控制，如低于 91% ，则直接回到高温淡水泵吸口循环。如高于 91℃，则与低温淡水混合，再通过 77℃自动调温阀后，进入高温淡水泵吸口，泵入主机进行冷却。

每台主机设一只淡水膨胀水箱。高、低温淡水循环管路内空气通过淡水膨胀水箱透气管排出。淡水膨胀水箱设于艇甲板，以使淡水泵具有一定的静压头。淡水膨胀水箱设有低液位报警装置，补充水由日用淡水柜和炉水压力柜提供。

2 故障原因分析

2.1 淡水系统管路泄露

该主机由 2007 年投入使用，正常运行 18 年，且并未更换过系统管路。长时间受机舱环境温度高，湿度大的各项不利因素影响，随着设备的寿命增长，容易发生管路破损的风险，导致淡水水位异常下降。

2.2 人工操作失误

船舶航行过程中，需要对膨胀水箱进行适量放残，检测 PH 值，需打开泄放阀进行操作，但操作不认真、不仔细可能会导致泄放阀关不死、未关的相关操作，会导致主机淡水液位持续下降。

2.3 气缸套冷却水腔泄漏

柴油机机架变形导致缸套变形，产生间隙，进而缸套冷却水会从间隙持续漏水。

2.4 空气冷却器焊接处失效

空气冷却器是通过淡水对增压空气进行冷却的设备。可能主柴油机长时间持续高负荷运行下，  生高频振动导致焊接处失效，淡水会有渗漏现象持续发生，导致膨胀水箱异常下降。

2.5 气缸盖排气阀座密封失效

该机型气缸盖共四个气阀座。两个进气阀座，两个为排气阀座。均为淡水进行冷却，柴油机长时间运行，进排气阀循环开闭，导致气阀与气阀座磨损严重，间隙过大；气阀阀座，密封失效，进而淡水泄漏，进入燃烧室导致淡水异常下降。

3 故障排除

根据上述原因分析值班人员将主柴油机停止，进行逐步检查排除。

1）检查舱底，无渗漏痕迹；机带泵机械密封面无渗漏痕迹；淡水系统管路的螺栓及垫片进行复检，螺栓并无松动、垫片也没有损坏，各密封面无渗漏痕迹。

2）组织各班组对 PH 值检测操作进行学习，要进行检测后复位系统，更要加强对膨胀水箱的巡视检查，以免异常下降发现不及时。

3）组织人员打开热箱罩壳，检查缸套与机架连接处，发现并无渗水。

4）打开空冷器观察口，检查芯子及框架焊接处，也进行了保压试验，观察无压降、无冷却水渗漏。

根据上述判断，定位故障可能在机体内部，进而需要将气缸盖、气缸套拆检，在拆检后值班人员根据厂家说明书，数据如表 2 对气缸盖保压试验。

如表 2 数据显示 7#缸压降过大，进而分析，可能气缸盖阀座密封老化等原因造成，随后值班人员在码头期间对该台主柴油机 7#缸进行拆解检查。

5）随后值班人员对摇臂、冷却水出水管进行拆除，多次进行气缸盖水压试验。保压试验过程中发现排气阀座有明显滴水现象发生，已经无密封性能，导致冷却水流入燃烧室，最终定位为排气阀座密封失效，随后组织人员对排气阀座进行换新，安装新排气阀座后都必须进行 10 bar 的压力试验，如表三各项数据显示均为正常。

4 总结与展望

1）值班人员要加强关注膨胀水箱液位以及使用情况。电子监控只是给予提示，巡视检查和监控系统互相结合。

2）膨胀水箱液位是判定渗漏的重要指导依据，在维护保养设备时使用中要严格按照要求进行维护保养，定期检查液位并补水，确保冷却水充足。

3）组织人员对可能发生的故障进行分析，清楚了解故障发生时的处置流程，强化人员能力，做到能发现问题又能及时解决问题。

作者简介：张傲（2001），男，（船舶机电工），研究方向为船舶动力方向