船舶机损事故事故分析

船舶机损事故事故分析

0加强设备管理，防止机损事故发生

船舶损坏事件不仅造成财立损失，而且给船舶的航行安全带来了重大威胁。因此，船舶轮

机管理人员应加强设备管理，防止机损事故发生;若发生机损事故，应及时准确排查机损

原因，落实整改措施，消除隐患，防止类似事故再度发生。

1mak-8m/652c净采用的扫气设备

某船船籍港上海，为上海求新船厂1995年12月建造，7065总吨，3322净吨。主机型

号MAK-8M/552C,8缸四冲程直流扫气,双进双排,工作转速500r/min,额定功率5400

kW;主机增压器型号VTR45471,为每2缸1组废气脉冲增压。

2事故发生

2.1拖船救助申请确定

2013年10月6日，该船进船厂维修，以完成船级的中间检验。10月19日1000时从厂区

开航至吴淞锚地候泊，1700时靠妥外高桥二期集装箱码头，2215时离开驶往日本横滨。

10月20口0036时，船舶航行至北槽42灯浮附近，轮机长及机舱值班人员突然听到主机

一侧猛烈的敲击声，轮机长立即报告驾驶台并采取紧急停车措施。0043时，该船在北槽航

道42灯浮南侧边缘应急抛锚，同时船长电告公司值班调度、VTS及船舶部相关主管。轮机

长在初步检查后发现主机5#缸后部进气阀阀杆松动，判断该进气阀断裂，阀已落入缸内。

约0046时，公司机务主管在初步了解情况后，判断主机已无法自航，为避免事故进一步

扩大，将情况告知船长后即申请拖船救助。0305时，在拖船协助卜.移至横沙锚地西区抛锚。

船舶在救助拖船到位后即进行拆检，至0630时主机缸头吊出，受损缸头见图1。具体情况

如下:5#缸后进气阀杆松动，弹簧弹出，阀杆在阀盘上方约1cm处断裂（见图2）,断裂

面为一•次性形成，未见陈日性老伤;其余3只气阀阀杆和后进气阀摇臂弯曲变形;缸头触火

面多处凹陷损伤，全损;缸套镜面有多处拉痕;缸头与缸套间防火圈有擦痕;活塞头一处击

穿，报废;活塞裙筒体有擦痕；曲拐箱内连杆轴承等部件未见损伤。此次事故5#缸主机损坏

部件为缸头1只、活塞1只、缸套1只和气阀4只；其他需修理部件为摇臂1只红火校正，

防火圈、活塞裙修理。

20日1200时左右，公司派主机及增压器修理人员（该船增压器为脉冲增压，涡轮前无滤

网，缸内如有杂物很容易损伤增压器）抵船进行抢修。约1700时，轮机长反馈，在主机

吊检工作中，拆开增压器后发现增压器转子涡轮叶片和喷嘴环受损，见图3和4。

21H1130时，公司机务主管和保险公司委托的公估师抵现场进行事故调查及分析。通过

现场查勘、台账记录及询诃船舶轮机管理人员，初步达成共识，判定事故原因。查明2012

年5月30日该缸进行过吊检，更换进排气阀，并于2013年5月对进排气阀进行拆枪碾磨,

至事故发生日运行约25C0h,其间未发现异常。该船及其姐妹船的排气阀曾发生烧蚀现

象，但阀杆从未断裂;并且从断裂面看，球状金属晶体颗粒发壳未沾染杂质，其断裂面应

为一次性形成，未见老伤逐渐扩展现象，断口无不规则黑色断纹和中心疲劳撞击亮点。从

事故发生时该进气阀杆松动、弹簧弹出、摇臂弯曲等现象判断，事故发生的可能原因为：

进气阀阀杆上的哈夫块松脱，气阀下落，与上行活塞触碰撞击致使阀杆断裂，阀杆传递活

塞撞击力造成该气阀摇臂变形;落入缸内的曲头与活塞缸头反复撞击，造成缸内损伤，碎

片进入排气管到达增压器涡轮端造成增压器涡轮叶片和喷嘴环损坏。1500时主机及增压器

维修工程结束，1530时主机试车正常，随后船舶复航往返于中日航线。

2.2检查设备及检查情况

距上次事故不到1个月，该船再次发生同类事故。2013年11月14日2100时，该船在日

本开往上海途中，突发巨响，主机自动停车。轮机值班人员采取停车措施后立即报告驾驶

台及轮机长。经检杳发现：主机7#缸进气摇臂变形扭曲，判断进气阀断裂。在船舶抛锚后

拆检主机7#缸发现，该缸后进气阀杆在离阀盘2cm处断裂，阀盘落入缸内，与活塞头撞

击后已嵌入活塞头内，再与缸头撞击熄火停车。进一步检杳发现:活塞头击穿报废，活塞

裙多处拉痕;缸头多处撞击凹陷，报废，缸头上4只气阀全损，排气阀摇臂变形;防火挡圈

有多处撞击痕迹;缸套上出有裂纹，长约5cm,报废。检杳增压器发现，涡轮叶片部分受

损，有缺口；喷嘴环部分变形。因船上已无活塞头备件，经公司同意，决定吊出受损活塞

头后封缸运行。15口1200时左右，封缸工作结束，同时对增压器前排烟管、7#缸进气管

进行清洁检查。1230时起动主机续航，主机转速约430r/min,航速约9kn,并于17日

0530时靠妥外高桥二期集装箱码头，1800时完货后移吴淞锚地进行维修并展开事故排查。

3事故调查和处理

3.1气阀与4#缸压铅检测

结合该船主机结构，气阀断裂的可能原因如下。

(1)气阀质量。因班期紧张，未能对气阀质量进行检验，但该船气阀未出现过同类事故，

且同批次气阀在其姐妹船匕正常使用至今，根据2次断裂气阀的断裂面判断，排除疲劳损

伤的可能性;此外，从工作状况看，如气阀质量有问题，排气阀比进气阀更易出故障。故

暂时排除气阀质量造成断阀的可能性。

(2)气阀卡阻。测量阀杆与阀套的间隙，配合间隙约2nim,正常；阀杆与阀套间无积碳;测

量断裂阀杆，未发现弯曲;断裂进气阀的复位弹簧和气阀卡块仍在缸头上，开关试验后发

现复位良好，而且由于气阀上下面积差，在主机正常工作时还会产生向上的作用力，保证

气阀及时复位。故排除气阀卡阻原因。

(3)气阀与活塞头间隙过小。通过现场复核和询问轮机氏，证实8个缸的气阀间隙都在正

常范围内，而近期发生机损的5#和7#缸都未进行过吊缸作业，至各自发生机损之日，2个

缸的主要部件运行时间见表1<.

由表1可知，基本排除因备件缺陷、非标和轮机管理人员错误维修保养造成气阀与活塞触

碰的可能性。考虑到2次事故情形相似，且都发生在厂修刚结束时，船舶轮机人员和公司

机务主管将发生机损的原因重点放在10月厂修项目上。此次10月厂修期间，对主机1#和

4#缸进行常规吊检；因5#缸进气凸轮磨损，拆检整根凸轮轴，更换5#缸进气凸轮，并对燃

油、进排气阀定时进行校验，发现进气阀开启时间为上止点前60。，符合主机说明书要求,

气阀定时似乎并无问题。

为彻查原因，拆检主机8*缸，发现该缸进气阀阀盘底部有敲击痕迹，而之前从未发现此现

象。随即对该缸活塞头存隙高度和进气阀与活塞头间隙进行压铅测量，数据如下：活塞头

存隙高度为21mm;进气阀与活塞头间隙为2.5mm---------该间隙在主机运行时为0,说明在

热车状态下主轴颈、曲柄销上浮量和活塞头缸头气阀等膨胀近2.5ni明触碰确实发生在进

厂修理拆检凸轮轴后。经复测，气阀定时正确，于是吊开7#缸缸头，利用千分表通过测量

活塞行程对飞轮上的定时零位进行重新测量发现，飞轮上方的零位指针已错位，比实际正

确零位提前约7。，即虽然测量的进气阀开启时间为上止点前60°,但实际为67。-----

此时开启的进气阀与尚在上止点附近的活塞会发生触碰。询问修理人员得知，在厂修时曾

进行过定时的零位测定，但当时采用深度尺测量活塞行程的方法，误差较大。随即重新拆

开凸轮轴齿轮，调整凸轮轴定时，进气阀开启角重新调整约60。,同样对8#缸进气阀马

活塞间隙进行压铅测量，为4.5mm。因此，事故原因应是定时错位。

3.2轴瓦及主轴瓦对比

在2次事故发生后，除更换增压器及机损缸备件等相关修复工作外，对2个缸的其他运动

件及主机曲轴等也进行必要的检查测量。由于2次事故都造成主机机械性的强制紧急停车,

极有可能造成相关缸的活塞连杆产生裂纹和扭曲变形、主机曲轴挠曲或红套滑移、连材乩

和主轴承瓦的受损。在第一次机损事故发生后，因班期压力，仅在现场对活塞连杆进行外

观检查，未发现问题;拆检连杆轴瓦及5#缸前后主轴瓦，正常;测量主机拐挡差，正常。

需要指出，第一次机损事牧发生后，无论是修理人员还是公司及船舶轮机管理人员，都未

意识到曲轴可能会产生红套滑移，也未进行相关检查。第二次机损事故发生后，在进行其

他修理工作的同时安排修理人员将5#和7#缸活塞连杆送厂测量校验，通过磁粉探伤、上

车床中心线校验等手段验证活塞连杆并未出现裂纹、弯曲变形;其后，打开1#,5#,7#和

8#缸缸头，利用千分表对各缸活塞处于上止点时的飞轮刻度以及喷油、进气阀定时进行测

量，发现这4个缸的活塞上止点未发生变化，各缸定时正常，判断曲轴红套并未滑移，各

缸定时曲柄角见表2。主机发火顺序为1—4—7—6—8—5—2—3,相邻缸发火间隔90°曲

柄角。

对主机拐挡差进行测量，主机拐挡差见表3,数值在说明书要求范围内，与发生机损而无

明显变化（2013年10月17日厂修时测量值），说明主机曲轴平直度也无问题。

18日1500时主机各项修理结束，试航正常后船舶开往日本，安全航行至今。

4系统开度测量结果

定时提前会造成进气阀与活塞发生触碰，而排气阀不会出现此问题。通过现场测量和查阅

说明书发现，排气阀开启角为活塞下止点前60°曲柄转角，关闭角为活塞上止点后45°

曲柄转角，故无论定时提前还是滞后约10°,阀杆都不会与活塞发生触碰;而进气阀开启

角为活塞上止点前60°曲柄转角，关闭角为活塞下止点后45。曲柄转角，即气阀开启角

达285。曲柄转角。同理，其凸轮工作面对应的圆心角为142.5。，见图5。

对照进气凸轮备件实物并则量发现，其基圆工作面半径R2=90.46nlm,凸轮工作面由1段

约46.5°圆心角、半径R3=113.18mm的圆弧和与其基圆连接的2段抛物线面组成,每段

抛物线面对应的圆心角约48°。通过测量进气阀开度验证发现，当进气阀开启后60°曲

柄转角时，进气阀开启约19mm（即进气凸轮升程19mn,下同）；转68°曲柄转角（进气

凸轮转34°）,进气阀开启约21mm;转96°曲柄转角（进气凸轮转48°）,进气阀达到

最大开度值约22.70nun,直到再转过93°曲柄转角（进气凸轮再转46.5°）,进气阀开

度又开始下降。气阀开度见表4。

由表4可知，进气阀开启后转68°曲柄转角与转60°曲柄转角，二者气阀开度相差约2

mm,也与凸轮调整前后进气阀与活塞头的压铅测量值相印证。事故原因不言而喻:按照正

常定时，进气阀在活塞上止点前60°曲柄转角时开启，河活塞运行到上止点位置时，气阀

开度为19mm,根据设计要求，气阀不会与活塞头发生触碰;但因零位错误，气阀实际在活

塞上止点前68。已开启，故活塞在到达上止点时，气腹开度达到21mm,气阀与活塞头发

生轻微触碰，造成气阀断裂。通过后续测量发现，由于该船是有18年船龄的老船，缸头

平面、防护圈平面、机架与缸套的接触面经过多次修理、研磨，各缸的余隙高度都有改变,

所以定时错位后有些缸敲到阀，而有些仍有余隙。此次该船厂修期间，对主机1#和4#缸

进行常规吊缸，未拆检5#缸，但不能排除厂修人员对该缸进排气摇臂机构进行过调整。因

5#缸进气四轮有磨损，对整根凸轮轴进行拆检，为节约安装时间，将原7#缸四轮换在5#

缸匕新凸轮装在7#缸匕船方在外高桥二期集装箱码头装货时对各缸进排气间隙进行测

量调整。

5事故预防和预防

（1）为防止机损事故发生，船舶轮机管理人员必须在设备检修维护中严格遵守相关规章程

序，加强工作责任性。船舶在进行厂修时一定要全程监督维修质量，把好验收关。船舶厂

修时间紧，维修任务重，增加对修理质量把控的难度。因此，在遇到重大