分油机是船舶动力系统中的辅助设备，关乎动力装置的可靠运行和使用寿命。本文从实船案例出发，详细分析分油机水路动作原理，解释发生故障时出现的各种现象，并针对该故障设备部件进行些许改进，以供同行参考。
1 故障概况
某新造VLOC船离港后，主滑油分油机(型号SJ60HH)总是不定期报警停机，警报显示为泄漏报警。复位重启后，分油正常。新分油机报警没有持续性，报警时间点不固定，一时不知从何处着手解决。
2 初步分析故障
如图1和图2所示，泄漏报警的原因可能有以下几点：1)主密封圈1有损伤，密封不严；2)与主密封圈配合的活动底盘密封面2有伤痕，密封不严；3)活动底盘周向密封圈3老化，破损或伤痕，关盘工作水(以下简称“关盘水")(驱动活动底盘关闭的压力水)泄漏；4)引导阀外圆周面密封圈4老化，破损或伤痕，关盘水从引导阀外部泄漏；5)与引导阀阀芯配合的垫圈5锥面有伤痕，关盘水从引导阀内部泄漏；6)泄放塞6脏堵，开盘排渣水(以下简称“开盘水")泄放不及时，引导阀延时关闭，关盘水未充满下部空间，活动底盘未关闭；7)给水装置密封圈7老化，破损或有伤痕，给水泄漏；8)给水装置喷孔8脏堵，给水量不够，活动底盘未关闭；9)活动底盘与分离筒匹配不佳，上下动作时有卡阻；10)引导阀脏污，开关时偶尔卡阻。若泄漏报警原因为第1)～9)点，一旦出现泄漏报警，复位后仍会报警；第10)点存在偶然性，与故障现象类似。
3 初步排除故障
带着疑问，笔者拆装了分油机，仔细检查上述每一点可能造成故障报警的原因。
1)检查活动底盘的外边缘立面和与之配合的分离筒圆周部分、活动底盘的内边缘立面和与之配合的分离筒中心部分，各配合面光滑无毛刺、无摩擦痕迹，且上下动作非常顺畅，排除第9)点原因；
2)检查上述每一道密封圈，发现主密封圈无损伤，3、4、7处密封圈弹性良好，无损伤，故障原因不在第1)、3)、4)、7)点；3)检查与主密封圈配合的活动底盘密封面2和引导阀垫圈5锥面，均无伤痕，第2)、5)点原因可以排除；4)拆下泄放塞6,发现喷孔上部有泥巴堆积，孔道内有少许泥巴沉积；5)拆开给水装置，里面有大量泥巴沉积。拆检给水总滤器，滤器比较脏。清洁所有给水部件和通道，装复分油机，试运转，分油正常，一天都没有出现报警。综合上述检查过程，怀疑故障与某船厂加注的淡水有关。
4 故障反复
5天后，主滑油分油机泄漏警报响起，复位操作后仍有泄漏报警且跑油。再次拆检分油机，没有发现任何异常。检查2个引导阀阀芯，开关顺畅，说明此故障并非由引导阀阀芯卡阻造成。打开给水装置，发现又有少许泥巴积存。于是放空淡水舱，清洗后重新造水，并拆洗淡水压力水柜和分油机给水总滤器，消除该船厂淡水的影响。此后，分油机一直正常运转。然而10天后，分油机泄漏报警再次响起。
5 进一步探究故障
船抵达巴西锚地，主机停车，机舱比此前安静。笔者立刻来到主滑油分油机旁，观察分油机的动作。分油机突然“铛"地响了一声，查看各参数，均正常。考虑非排渣时段，分油机为何会有这种响声出现，而且此声音与排渣声音不同，排渣响声应是“铛……",声音较长且大，但此声音却短且小。手动按“手动排渣"键，分油机正常排渣。随后，分油机“铛，铛"响了两声。查看时序，分油机此时正处于进关盘水阶段，关盘水电磁阀(Solenoid Valve, SV)2得电。没有供应开盘水，却有类似排渣的声音，而且泄水漏斗一直有水流出，这种现象无法解释(在排渣后进关盘水这个阶段)。进入分油时序后，为了能够更好地观察现象，笔者调出分油机控制时序表。“铛"的声音再次响起，SV2关盘水电磁阀正开启，此时处于每15 min补关盘水5 s的时段。查看泄水漏斗，同样有水流出，说明这个声音的形成来源于关盘水。
6 理论研究
为找出上述现象发生的原因，笔者便重新研究分油机的水路工作原理。分油机排完渣后，引导阀阀芯在离心力的作用下被甩出贴紧后面垫圈形成锥面密封。SV2电磁阀得电，关盘水开始供应。当分离时间结束，到达排渣时序时，SV1排渣电磁阀得电，排渣水开始供应，经过如图4所示的路线1→2→3→4,到达引导阀阀芯后部，推动引导阀阀芯向分离筒中心运动，锥面密封被打开，活动底盘下部的水按D→E→F路线排出。排渣结束时，SV1排渣电磁阀失电，开盘水停止供应。开盘水通道里残存的开盘水，经泄放塞排出，引导阀阀芯在离心力的作用下，重新被甩出贴住后部垫圈形成锥面密封。
1)排渣结束后，供给关盘水，经过A→B→C→D→E,到达活动底盘下部，活动底盘上行。因为离心力的作用，水的流向会遵循“先外后里"的原则。当活动底盘下部充满后，水就会慢慢往中心移动。当水空心半径小于a时，水就会按照B→C′→3→4路线到达引导阀阀芯后部。与此同时，水从泄放塞排出，导致外部的泄放漏斗处持续有水流出(供应开盘水时，泄放塞也是一直在泄水，但这股水夹杂在排放的关盘水里面，不容易区分开来)。
2)如果泄放塞可以把流入开盘水通道的水及时排掉，分油机就不会排渣。若无法及时排出，多余的水就会推动引导阀阀芯向分离筒中心运动，打开锥面密封，关盘水排出，出现排渣现象。当关盘水漏泄一部分后，新供应进来的关盘水又会按照“先外后里"的原则进入到活动底盘下部(此时，进入排渣通道的水被中断)。开盘水通道的水被泄放塞泄放完后，锥面密封又会重新形成，活动底盘就会被重新托起。待活动底盘下部腔室被再次充满后，水又会进入到开盘水通道，形成排渣。所以出现了“铛，铛"的间歇声响，直到关盘水供应停止。3)上述出现的泄漏警报，可能是分油机分油过程中间歇补水或是排渣结束后进关盘水时，活动底盘打开后，补水刚好停止或是剩余时间的补水量不够，没能把活动底盘顶回去，分油机跑油导致出口压力低而报警(在不同水域、不同时间点，分油机温度不同，关盘水流失[1]不一样，且淡水压力水柜水压波动大，造成分油机进关盘水时的情况有差别)。此情况具备偶然性，所以泄漏报警时间周期不固定。4)前面拆洗分油机后可以运行一段时间无警报，是因为泄放塞孔比较干净或是泄放塞孔上部无泥巴堆积。运转一段时间后，泄放塞孔道脏污，孔上部有泥巴沉积，就会出现不能及时把关盘水排掉的情况，造成非正常排渣。若泄放塞孔径过大，正常排渣时开盘水全部漏泄，排渣又会失败。因此，泄放塞的孔径设计要非常合适：既能及时把多余的关盘水排掉，又不能影响正常的排渣。5)泄放塞孔径的设计可能过于理想化，设计裕度不够。要根本解决问题，需要增加泄放塞排水速率或降低关盘水给水速率。
7 现场测试与改进
根据上述分析，在分油机正常分油过程中，手动打开关盘水电磁阀SV2,分油机马上出现“铛，铛"的间歇声响。在声响响起的同一时刻，关闭电磁阀SV2,分油机出口压力急速降低，立马呈现泄漏报警，故理论分析正确。如果调小关盘水的补水时间T100,少供应关盘水，使排渣通道没有关盘水流入，可否根本解决问题?经过现场观察，排渣结束后供应关盘水，大概8 s左右就会出现“铛，铛"声响。系统设定T100时间重复供给1次，便需要将其调节到3 s(厂家服务工程师设定是15 s)。但是，分油机初次启动运行时，会先供应一次关盘水，此时只供应一次T100补水时间，若只供应3 s, 活动底盘无法关闭。所以，将供应关盘水的时间调到足够低，使排渣通道没有关盘水流入的想法违背分油机的设计初衷。要想解决根本问题，就必须使泄放塞的排水速率大于SV2电磁阀补水速率。不管补水时间T100多大，进入排渣通道的水都会被泄放塞及时排掉，永远无法推动引导阀动作，且保证活动底盘在补水结束时的绝对关闭状态。为了避免再次拆装设备，笔者考虑降低关盘水的补水速率，将总给水压由3.0 bar(1 bar=0.1 MPa, 厂家值)降至2.8 bar, 但手动开启SV2后，“铛，铛"声依旧，于是继续降低水压至2.6 bar, 结果仍旧有“铛，铛"声……经过几番测试，最后在2.0 bar时，“铛，铛"声消失。测试排渣，功能正常。此举会降低排渣前置换水的量，使排渣时的滑油损失变大；若调大置换水时间设定，又担心设置不合理导致置换水进入主机油底壳，造成滑油乳化。
考虑到SJ60HH型机孔径为0.6 mm, SJ110HH型机孔径为0.7 mm, 且船上没有这么小的钻头，故使用通针均匀摩擦孔径圆周(通针带出少许铜粉即可),使孔径稍稍变大一点。然后装复运转，手动打开SV2电磁阀测试，无“铛，铛"声产生。至此，分油机故障终于解决。询问其他姊妹船，也存在类似情况，采用同样方法，问题立刻迎刃而解。8 总 结
当工作中遇到非常见设备故障时，我们不能盲目地反复拆装，更换备件。一些现象无法理解或解释不通时，需要重新研读设备图纸，认真观察故障的每个细节，从理论上进一步疏通设备工作原理，找到可能的根本原因，再通过现场测试，验证理论的正确性，然后综合考虑设备各系统的关联性，最终确定的解决方案，方能从根本上解决问题，且不带来其他失误。
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三菱分油机故障分析
更新时间：2023-08-01
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