船用柴油機潤滑相關問題

船用柴油機潤滑相關問題

最近幾個月,幾艘入會船舶由於使用嚴重汙染的潤滑油,造成主機故障。這些船舶都是較新的船。

現代船用柴油機技術較為複雜,動力和效率越來越高。但如果沒能進行正確地操作、保養和潤滑,新型船用柴油機會比老式的更容易受損。

潤滑油

運動部件的潤滑對柴油機性能和使用壽命至關重要。潤滑油能夠減少部件之間的摩擦,隔離相對錶面並防止金屬間的撞擊。同時,它還起到冷卻劑和緩解腐蝕的作用。但在使用過程中,主要由於汙染和化學活性作用,潤滑油的狀況會逐漸惡化。

船用柴油機潤滑相關問題

(運動部件的潤滑對柴油機性能和使用壽命至關重要)

生產廠商的使用手冊會提供主機所需潤滑油的品質和性能的詳細參數,同時為確保潤滑油適於使用,手冊中還會對使用機器時如何監控和維護潤滑油提供指導。這些指導意見的依據通常是研究結果、操作經驗、持續分析及其他包括技術常識在內的要素。這些詳細參數中會留有一定的富餘量,以減少由於潤滑油質量惡化而導致機器受損的風險,但該富餘量用戶無法知曉。因此,用戶根本無法判斷如果超過生產廠商所列的參數限制使用主機是否會產生不良後果或潛在損壞。

雖然主機使用手冊中會對潤滑油的重要信息、關鍵要求和限制加以說明,但其基本原則並無太大差別:

  • 潤滑油的粘性必須保持在特定的限度範圍內。通常來說,潤滑油的粘度會在作業過程中上升,如果粘度降低,則可能表明有低粘度的燃油注入。粘度的升高或降低可能導致潤滑不當,進而導致熱變形。

  • 潤滑油中的水分含量或不可溶的固體雜質不能過量,否則它們在主機運轉過程中產生的傷害會不斷增加,最終造成潤滑不當和機械損傷。

  • 潤滑油必須能夠保護主機的組件不受腐蝕性化學物質的侵蝕。中和潤滑油酸性化合物的能力被稱為總鹼值(TBN),或鹼值(BN)。潤滑油的TBN 通常會在使用過程中降低,如果TBN降至生產廠商所規定的限值以下,則可能會發生酸性腐蝕,導致主機部件過度磨損,進而縮短部件的使用壽命。

  • 潤滑油的燃點應當保持在生產廠商所提供的參數範圍內。低於參數範圍的燃點可能意味著輕烴的存在,這可能表明潤滑油已經被柴油汙染。

在主機運行時,潤滑油通常會流經機械過濾器去除固體雜質,並通過離心分離器去除其他雜質和水。嚴格依照生產廠商的說明對機械過濾器和離心分離器進行檢修和維護至關重要。

只有通過部分或全部更換潤滑油才能還原潤滑油的粘度、燃點及TBN。

機械過濾器

每個潤滑油系統中都會配有機械過濾器。需要根據生產廠商提供的計劃維修保養體系對其進行定期更換或清洗。更換的過濾器必須尺寸正確並有足夠的過濾能力。

同時應當謹記,對過濾器進行目視檢查時,無明顯雜質附著在過濾器表面並不一定意味著潤滑油是乾淨的。一旦出現20微米以上的磨損顆粒,主機受損的風險就會顯著提高,但即使是50微米的雜質也很難用裸眼發現。相比而言,人類頭髮的直徑也只是70微米左右。過濾器表面任何可見的雜質都應立即進行檢驗,因為他們可能是異常磨損的跡象。

如果過濾器可以重複使用,應當依照生產廠商提供的程序使用適合的化學劑對其進行清洗。應檢查網絲是否有受損的跡象,並應在清洗和檢查後正確、小心地重新組裝過濾器。如果使用的過濾器工作壽命有限,應根據定期保養系統進行檢查以確保其沒有超過更換週期。

除機械過濾器外,機油箱尺寸在750升以下的較小型主機可能配備的是離心過濾器而非離心分離器,以確保維持潤滑油的質量。離心過濾器和機械過濾器一樣需要定期打開清洗。打開離心過濾器進行檢查時,如果發現過濾碗內沒有硬質沉澱物,則可能表明過濾器沒有正常工作,應進行進一步的檢查。

離心分離器/淨化器

離心分離器又被稱為淨化器,通常安裝在主機機油箱容量超過750升的船舶上。

分離器不僅可以去除水分,還可以排出固體和可溶性雜質,前提是此類雜質的密度要高於待分離的潤滑油的密度。潤滑油必須處於合適的溫度(通常是85-95攝氏度)才能有效進行分離處理。越接近該溫度範圍的上限,分離處理效果越好。重力圓盤控制水分的分離,因此確保圓盤的尺寸正確十分重要。同時,分離器必須以其設計的最高轉速運行。潤滑油的流速應當控制在最小值(設備生產廠商通常建議流速控制在分離器額定容量的20%左右),並確保系統內所有的潤滑油每24小時循環大約4-5次。

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(潤滑油淨化器排出固體和可溶性雜質)

除非需要進行維修或者船舶將閒置很長一段時間,否則停車時不要停止運行分離器。如出現上述分離器需要停止運行的情況,必須在分離器充分運行後才能重新開啟主機。

重油的滲入將會使潤滑油的粘度加大。相反地,柴油將使潤滑油的粘度降低。分離器可將重油從潤滑油中淨化出來,但由於密度相近,柴油無法通過淨化從潤滑油中分離出來。在實踐中,除非部分或者全部更換潤滑油,否則潤滑油的粘度無法有效還原。

船上檢測

應定期檢測潤滑油的水分含量,同時監控其粘度變化。應特別注意的是,測驗樣本需要能夠代表使用中的潤滑油狀況,因此通常在系統循環的潤滑油進入主機的輸入管處採集樣本。樣本應在新添加潤滑油之前提取。

應通過提取和比較入口和出口管道中潤滑油的水分含量,來檢查分離器之析出水分的能力。水分含量和粘度的檢測通常是由船員在船上完成,應每週重複進行檢測並將測試結果記錄在計劃維修保養體系中。至於潤滑油的其他方面是否符合要求,則需要由專業的實驗室進行詳細的檢測分析。

實驗室檢測

潤滑油生產廠商在研發船用柴油機潤滑油時,要考慮包括高溫、腐蝕性化學品、高壓以及汙染在內的嚴酷作業環境。很多潤滑油生產廠商為其客戶提供實驗室檢測服務。作為一種激勵,在潤滑油供應合同中經常約定可對一定數量的樣本做免費檢測。為確保樣本具有充分的代表性和一致性,船舶採取的取樣程序必須清晰、適於本船特徵並充分考慮實驗室的建議。

在對樣本進行分析之後,實驗室將會為每次檢測提供一份列有約定檢驗標準和檢驗結果的報告。檢驗報告可能還會包括潤滑油外表狀況的詳細信息以及可能需要採取的矯正措施。但是,考慮到以下原因,不應當僅憑表面數據來判定結果:

首先,實驗室的首要任務是檢測潤滑油是否符合生產廠商設定的標準以及評估潤滑油是否可以繼續使用。其會採用類似於交通信號燈的“紅色”、“黃色”和“綠色”做相應標誌。儘管潤滑油生產廠商的標準通常與主機生產廠商的要求一致,但檢測結果仍應與主機生產廠商提供的數據範圍進行對比,因為兩者之間可能還是會存在差別。如有疑問,應諮詢主機生產廠商。

其次,對於主機的實際工作狀況,或已經(或者應當)採取的維修保養,或發生過的事故,實驗室並不瞭解。

最後,除了對“紅色”或者偶爾對“黃色”的標註進行評論外,報告本身可能是自動生成的,沒有太多人工輸入的內容。實驗室可能很少關注“綠色”標誌,但是公司的監督管理人員及船上的機械師應當對報告進行核對以鑑別任何可能存在的趨勢或問題。如果結論存在疑問或不一致,應進一步採集樣本送往實驗室檢驗。

如果主機生產廠商特別說明了更換潤滑油的時間安排,不得超過該建議的間隔時間進行更換。經常檢測舊的潤滑油很有必要,因為檢測結果可能顯示潤滑油需要更頻繁地進行更換。同時,還應當考慮運送樣本以及等待報告的時間對檢測結果的影響。

如果主機生產廠商沒有就多久需要提取潤滑油樣本進行檢測做出說明,應聯繫潤滑油生產廠商進行諮詢。

無論檢測結果如何,在主機的質保期間內嚴格按照建議的間隔時間來更換潤滑油至關重要,除非事先徵得主機生產廠商的書面許可。

詳細的雜質分析和其他方法

在燃燒過程中或因磨損(包括正常磨損和過度磨損)產生的雜質必須從潤滑油中去除,因為這些雜質可能損害主機的滑動面,阻礙正常的運行並造成精密部件被卡住。該類汙染物容易引發連鎖反應,因為被磨損的部分會產生更多的顆粒,導致惡化率升高。 雖然從潤滑油中分離出這些物質將會減少風險,但為了降低重大故障的可能性,確定汙染物的來源也同樣重要。

分析潤滑油中的雜質的方法有好幾種,包括檢測瀝青質汙染物法、光譜測定法、顯微鏡檢查、粒子計數以及分析鐵譜技術。除了確定潤滑油是否仍然適於使用外,這些檢測還會提供有關主機狀況的有價值信息。

這些檢查通常是特別進行的,而非作為船舶定期保養維護系統的一部分。在對這些數據進行評估時,應當考慮近期主機保養、操作環境和程序的變化等所有可能的影響因素。檢驗結果還應當與先前的報告進行對比,仔細觀察趨勢。

值班

機艙內謹慎值班的重要性毋庸置疑。定期檢查主機的曲軸箱量油尺和窺鏡可以發現潤滑油中存在水分的早期跡象。同樣,也應立即對其他跡象,例如不正常的工作壓強、壓力波動、不正常的報警、曲軸箱產生過多的蒸汽以及機油箱不正常的液麵變化等進行檢查,以及時採取補救措施。

加裝潤滑油

加裝機油時最好使用同一生產廠商製造的同類潤滑油。如果沒有同類產品,應當聯繫生產廠商進行諮詢。使用相似的潤滑油產品通常也是可以的,但前提是該產品由同一生產廠商採用同樣的原料油製成。雖然潤滑油供應商可能建議使用另一品牌的潤滑油,但很多主機生產廠商並不建議這樣做。實踐中,混合使用不同品牌的礦物油不大可能產生問題,因為用來生產這些產品的原油在結構上很相似。但是,仍應在潤滑油供應商已經做過兼容性測試且確認這些潤滑油可以混合使用的情況下才可以採取這種行為。

雖然有時可以將不同種類的合成潤滑油混合使用,但是鑑於合成潤滑油是否能兼容更難以評估,因此我們不建議這麼做。

不得將礦物油與合成潤滑油混合使用。

船用柴油機潤滑相關問題

(對潤滑油的使用和更換進行細緻管理有助於避免因主機故障而產生高額費用)

更換潤滑油

如果無法獲取特定生產廠商和特定品種的潤滑油,最安全的作法是更換所有的潤滑油以避免產生氣泡或沉澱等不相容問題,防止造成過濾器堵塞和潤滑不足。在更換潤滑油時:

  • 如果時間匹配,可趕在主機徹底檢修時進行更換;

  • 清空並清洗機油箱,排掉包括管路、過濾器、冷卻器、淨化器以及相關加熱器內的潤滑油。

  • 清洗油槽(例如曲軸箱、凸輪軸隔間)和主機的側管。

  • 給系統加入新的潤滑油並使用預潤滑泵使其循環。

  • 監控潤滑油油位,根據需要添加潤滑油,並考慮熱膨脹的影響。


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