曹文亮，輪機（jī）長，中外運集裝箱（xiāng）運輸有限公司（sī）

楊德平，中外運集裝箱運輸有限公司（sī）

某輪副機（jī）增壓器為重慶ABB江津渦輪增壓（yā）器，型號為TPS48-61D。該型副機在我公司船隊（duì）中（zhōng）被大（dà）量應用，經常發生滑油通過油封滲（shèn）漏、造成積炭的問題。本文分（fèn）析該故障產（chǎn）生原因、處理措施和（hé）改造後的效果，並總結（jié）改造機理和工程（chéng）意義。

一、軸係密封結（jié）構（gòu）分析及初步處理（lǐ）措施

該增壓器（qì）的軸承部件結構如圖1所示，圖中32108和21002為軸承兩端的密封環（huán），泄漏就在（zài）此處發生。

圖1 增壓器軸係零件圖

該環為鋼製環，彈性較大，靠彈性實現外環麵（miàn）的（de）密封。說明書中該環的名稱為Piston ring，直譯為活塞（sāi）環，具有類似柴油機活塞環的作用。在軸（zhóu）的旋轉運動中，該環要實現對潤滑油的密封必須要承擔動密封麵的密封，密封麵為環的端（duān）麵。環麵與軸徑是靜密（mì）封，靠環的彈性和環麵的機械加工精度實現與32221(Bearing cover）的緊密貼合。同時，該環的環（huán）麵密封還可以保證軸的軸向竄動情況下的密封。

Z簡單的（de）改進方法是提高該（gāi）密（mì）封環（huán）及其結合麵的表麵加工精度，增加環片的（de）彈力。由於該環經常出問題，公（gōng）司從原廠訂製環片。在每次安裝前，輪機長都仔細檢查接觸麵等，每一（yī）安（ān）裝步驟（zhòu）都（dōu）按說（shuō）明書進行，但該機型仍經常發生此故障。

二、潤滑油供油壓力（lì）對（duì）潤（rùn）滑（huá）性能的影響

該型增壓器軸承采用動壓潤滑，當軸頸旋轉將潤滑油帶入（rù）軸承摩擦表麵時，由於潤滑油的黏性作（zuò）用，足夠（gòu）高的旋轉速度使（shǐ）潤滑油被帶入軸和軸（zhóu）瓦配合（hé）麵間的楔形間隙內而形成流體動壓效應，即在承載區內（nèi）的油膜中產生壓力。當壓力與外載荷平衡時，軸與軸瓦之間形成穩定的油膜，從而實現流體動力潤滑。實（shí）現動壓潤滑（huá）需要滿足的條件有：摩擦表麵具（jù）有收斂楔；軸（zhóu）頸具有足（zú）夠的轉速；潤滑油（yóu）具有適當的黏度；外載（zǎi）不得超過Z小油膜所能承受（shòu）的限度。

動壓潤滑不像靜壓潤滑那樣需要靠外（wài）界壓力（lì）產生油膜（mó）壓力以平衡外載荷，對供油壓力（lì）的（de）要求（qiú）不高，供油（yóu）壓力隻（zhī）要能夠持續供油即可。供油（yóu）壓力對承載（zǎi）力有影響（xiǎng），但不大[1]。供油壓（yā）力主要影響供油流量，流量大小會影響油液帶走（zǒu）熱（rè）量的多少，從而影（yǐng）響油液（yè）溫度（dù）。油（yóu）液溫度會影（yǐng）響油液黏度，黏度對動壓（yā）潤滑很重要，黏（nián）度過低會導致動壓油膜形成困難[2]。滑油溫度的（de）高（gāo）低（dī）反映了滑油的流量大小，過小的流量不能帶走軸承摩擦產生的熱量（liàng）。

這種密封方式的密封效果和供油壓力息息相關。說明書（shū）中副機係統滑油（yóu）壓力的（de）要求是4.0～5.5千克，該機滑油壓力一直為5.5千克，處於允許（xǔ）值的（de）Z高邊界值。說明書中透平滑油的壓力要求是2.0～4.5千（qiān）克。壓力高易導致滑油泄漏。由於動壓潤滑的（de）原理，采用的降低滑油壓力的方法從理論上講（jiǎng）是可（kě）以防止密封故障的。專業公司提供了控（kòng）製供（gòng）油壓力（lì）的方法以（yǐ）解決該問題。後（hòu）經谘詢廠家和船級社得知，隻要保（bǎo）證供油壓力符（fú）合說明（míng）書要求，同時滑油溫度也不超（chāo）過說明書要求即可。為徹底解決這一問題，我公司委托專（zhuān）業公（gōng）司進行了改造（zào）。據該公司介紹，他們已經成功進行了多（duō）台該機型的改造，效果（guǒ）良好。因（yīn）為此問題具有一定的共性，特總（zǒng）結後供（gòng）輪機管理界參考。

三、改（gǎi）造與效（xiào）果分析

1. 改（gǎi）造方案（àn）及運行數據記錄

透（tòu）平滑油壓力表安裝位置位於透平前端，其讀數為係（xì）統（tǒng）的滑（huá）油壓（yā）力。為讀取透平內部滑油壓力，殼體開孔加裝壓力表，以觀測透平內的滑油壓力。為了防止滑油泄（xiè）漏，在（zài）透平上加裝節流（liú）孔，加裝方（fāng）法如圖2所示。

圖2 流道加裝節流板

為分（fèn）析（xī）改造效果，記錄了改造後2 069多小時的副機運行數據，每兩小時觀測記錄一次，結果見表1。

表1 副機運（yùn）行參（cān）數（shù）表（biǎo） 

從表1可以（yǐ）看（kàn）出，隨著功（gōng）率的增加，透平滑油壓力減小，變化範圍符合說明書的要求（qiú），各方麵工況良好。副（fù）機額定功率為1 360千瓦（wǎ），發電機的（de）額（é）定功（gōng）率（lǜ）是1 290千瓦，當船舶加裝冷藏箱比較多的時候發電機功（gōng）率可達到900～1 100千瓦，這時透平滑油壓力在2.4到2.5千克，屬於正常範圍。目（mù）前增壓器已運行2 069小（xiǎo）時，運行工況正常，副機工況熱工（gōng）均正（zhèng）常。

2. 數據分（fèn）析

在係統壓力不變的情況下，影響增壓器滑油壓?的因素主要是滑油黏度，而滑油黏度取決於滑油溫度。根據表1，可以（yǐ）分析出功率與滑油進（jìn）出口溫差的關係，如圖3所示。圖中縱（zòng）坐標為滑油進出口溫差，單位是攝氏度；橫坐標為發電機功率。從圖中可以看出，兩者基本（běn）為線（xiàn）性關係。這說（shuō）明滑（huá）油溫度主要取決於機器的輸出功率（lǜ），和其（qí）他（tā）因素關係不大。滑油（yóu）牌號是SINOPEC 4030，因為條件所限，我（wǒ）們沒有實測該滑油的黏溫特性。

圖3 功率與滑油進出口溫差關係圖（tú）

增壓器滑油的溫（wēn）差變化（huà）和滑油的壓力關係如圖（tú）4所示，可以看出滑油溫升越高，壓力（lì）越（yuè）低。

圖4 增壓器滑油（yóu）溫差與滑（huá）油壓力關係圖

滑（huá）油溫度與滑油壓力的關係如圖5所示（shì），滑油溫度越高，壓力越低。結合圖3可以得出結論：滑油的壓力由滑油黏度（文中列出的自變量為溫度，間接反映了黏度的變化）決定，和其他因素無關。

圖5 增（zēng）壓（yā）器滑油出口溫度與滑油壓力關係圖

改造後（hòu）的結果表明，對供油壓力的調（diào）整並未使得動壓（yā）潤滑出現問題，同時解決了軸封漏（lòu）油的問題。

四、結語

為解決（jué）增壓器軸承的滑油泄漏問題，采取了加裝節流孔降低滑油壓力的方法，既降低了泄漏的風險，又滿（mǎn）足了軸承潤滑對滑油的要求。由於時間短（duǎn），技（jì）術投（tóu）入不足，目前沒有找到節流降低供油壓力（lì）的臨界點，但目前的節流量已經降低了滑（huá）油泄漏的風險。具體的風險量化數據待我公司大量安裝改造後再統（tǒng）計。

在後續的管理工作中，我公司將繼續關注該問題（tí），增加對增壓器軸徑的檢查頻率，確保軸徑的表麵光潔度、軸徑磨損尺寸（cùn）在規定範圍內；增加對軸承溫度的監控，防止由於滑油供油壓（yā）力的（de）下降造成流量下降進而導致軸（zhóu）承散熱效果不佳對軸（zhóu）承產生損害。通過日常監控觀察軸承溫度，再對比（bǐ）軸承磨損量（liàng），保證散（sàn）熱（rè）效果滿足要求。

根據改造公司（sī）提供的資料了解到，該改造方案已經實施了很長（zhǎng）時間（jiān），效（xiào）果良好。按照說明書合理調節滑（huá）油壓力、避免軸承在壓力上（shàng）限值運行的改造措施是可行的，可（kě）為業界解決類（lèi）似問（wèn）題提供參考。

（來（lái）源：輪機課堂）