1, Fehlerphänomen
Während der Schiffsreise beobachtete das diensthabende Personal bei Routineinspektionen, dass die elektrische Ersatzschmierölpumpe der Hauptmaschine zeitweise automatisch startete, während die Hauptmaschine normal lief. Vor jedem automatischen Start kam es zu keinen ungewöhnlichen Veränderungen der Schmieröldruckanzeige und es gab auch keine Alarme wegen zu niedrigem Druck. Nur die Alarmleuchten für den automatischen Start der elektrischen Standby-Pumpen Nr. 1 und Nr. 2 leuchteten auf, und diese Pumpen starteten gleichzeitig automatisch. Nach dem Start stieg der Schmieröldruck sofort an, gefolgt von einer automatischen Abschaltung der Reservepumpen. Dieser Vorgang wiederholt sich regelmäßig. Die Schmieröltemperatur, der Frischwasserdruck und die Frischwassertemperatur sowie andere Betriebsparameter der Hauptmaschine blieben innerhalb normaler Grenzen. Nach sorgfältiger Beobachtung wurde festgestellt, dass die häufigen automatischen Starts der elektrischen Ersatzschmierölpumpe keine Gefahr für den sicheren Betrieb der Hauptmaschine darstellten. Der Chefingenieur beschloss, die Reise fortzusetzen und gleichzeitig eine verbesserte Überwachung der Parameter und Betriebsbedingungen der Hauptmaschine zu veranlassen. Bei der Ankunft im Hafen wurden folgende Maßnahmen durchgeführt: Demontage und Inspektion der Schmierölpumpe der Hauptmaschine, Reinigung des Schmierölkühlers, Austausch des Druckschalters sowie Reinigung des Grobfilters und des selbstreinigenden Filters an der Schmierstelle Ölauslass. Es wurde festgestellt, dass der Boden des Grobfilters eine beträchtliche Menge Schlamm und Farbspäne enthielt und die Öleinfüllöffnung der Filterhohlraumumwandlungsvorrichtung im selbstreinigenden Filter durch Farbspäne verstopft war. Es wurden keine weiteren Auffälligkeiten festgestellt. Nach Abschluss dieser Wartungsarbeiten wurde die Hauptmaschine getestet und normal betrieben, ohne weitere häufige automatische Starts der elektrischen Standby-Pumpe.
2, Fehleranalyse
Eine Analyse der Prinzipien und Eigenschaften des Hauptschmierölsystems des Motors zeigt mehrere mögliche Ursachen für diese Fehlfunktion:
1) Fehler im Geschwindigkeitsüberwachungssystem (SPEED MONITOR System):
Wenn die Drehzahl des Hauptmotors unter 200 U/min sinkt, sind die elektrische Standby-Schmierölpumpe und die elektrische Standby-Kühl-Frischwasserpumpe so konzipiert, dass sie automatisch starten. Wenn der Geschwindigkeitssensor beschädigt ist oder einen schlechten Kontakt hat, sendet er möglicherweise ein falsches Signal und führt dazu, dass verschiedene Standby-Pumpen aktiviert werden. Da jedoch nur die Standby-Schmierölpumpe automatisch startet, während die Standby-Frischwasserpumpe dies nicht tut, hängt dieses Problem wahrscheinlich nicht mit dem Geschwindigkeitsüberwachungssystem zusammen.
2) Unnormaler Start der elektrischen Standby-Schmierölpumpe, verursacht durch den Schmieröldruckschalter:
Der Druckschalter dient dazu, die Standby-Schmierölpumpe zu aktivieren, wenn der Schmieröldruck des Systems unter 0,36 MPa fällt. Ein fehlerhafter Druckschalter könnte auch zu einem abnormalen Start der Standby-Schmierölpumpe führen. Nach dem Austausch des Schmieröldruckschalters blieb der Fehler weiterhin bestehen, so dass dieser Faktor ausgeschlossen werden konnte.
3) Momentane Druckschwankungen, ausgelöst durch den selbstreinigenden Schmierölfilter:
Während des Betriebs wurde beobachtet, dass jeder automatische Start der Standby-Schmierölpumpe unmittelbar nach Abschluss des automatischen Reinigungszyklus des selbstreinigenden Filters erfolgte. Dies deutet auf einen Zusammenhang zwischen den unregelmäßigen Starts der Standby-Schmierölpumpe und dem selbstreinigenden Filter hin. Das Schmieröldruckmanometer des Hauptmotors zeigt den Druck am letzten Hauptlager an, während der Schmieröldruckschalter den Druck am Schmieröleinlass überwacht. Der Unterdruckalarm wird verzögert eingestellt. Daher kam es zwar zu einer kurzen Druckschwankung am Schmieröleinlass, die den Druckschalter auslöste, der Druck normalisierte sich jedoch innerhalb kürzester Zeit schnell wieder, wodurch die Auslösung eines Niederdruckalarms und abnormale Druckwerte vermieden wurden Messgerät.
Um zu verstehen, wie der selbstreinigende Ölfilter momentane Druckschwankungen verursacht, folgt eine detaillierte Analyse. Der in diesem Schiff verwendete selbstreinigende Ölfilter ist vom Typ BOIIL&K RCH FLTER-BAU6.64 DN150. Der Aufbau und das Funktionsprinzip sind in den Abbildungen 2 und 3 dargestellt.
Abbildung 2: Der Filtrationsprozess eines selbstreinigenden Filters
Abbildung 3: Rückspülvorgang des selbstreinigenden Filters
Im Filtermodus (wie in Abbildung 2 dargestellt) gelangt das Schmieröl durch den Einlass 1 des Filtergehäuses in die untere Verteilerkammer 2. Anschließend fließt es von der Außenfläche des zylindrischen Filterelements 3 in dessen Inneres, wo Verunreinigungen eingefangen werden und an der Außenfläche des Filterelements haften. Das gefilterte Schmieröl 4 sammelt sich im oberen Raum 5 oberhalb des Filterelements und tritt durch das Auslassrohr 6 aus. Sobald eine Filterkammer mit Öl gefüllt ist, wird diese durch die zentrale Schalteinrichtung 7 verschlossen und als Reserve reserviert, während die verbleibende Sechs Filterkammern arbeiten weiterhin im Filtermodus. Je mehr Verunreinigungen sich auf der Außenfläche des Filterelements ansammeln, desto größer wird der Druckunterschied zwischen der Schmutzölseite und der Reinölseite. Wenn diese Differenz einen Schwellenwert erreicht, sendet das Druckdifferenzrelais 8 ein Signal an die Steuereinheit, die den automatischen Rückspülvorgang einleitet (wie in Abbildung 3 dargestellt).
Beim Rückspülen rotiert das Schaltgerät unter dem Antrieb eines Elektromotors, um die zu reinigende Filterkammer vom Flüssigkeitsstrom zu isolieren. Gleichzeitig wird die reservierte Kammer für den Betrieb geöffnet. Das pneumatische Antriebssystem öffnet das Rückspül-Ablassventil 10 und das Entlüftungsventil 11. Druckluft aus der Luftkammer 12 gelangt über die Schaltvorrichtung in die isolierte Filterkammer und führt eine Rückspülung durch, um Verunreinigungen und einen Teil des Schmieröls zu entfernen über das Ablassventil in einen Abfallsammelfilter abgelassen. Nach Ablauf der eingestellten Rückspüldauer schließen das Ablassventil und das Entlüftungsventil und der Rückspülvorgang ist beendet.
Das Rückspülschaltgerät verfügt über eine Öleinfüllöffnung 13, die mit dem Auslass des Filters verbunden ist. Nach der Rückspülung gelangt gefiltertes Schmieröl durch dieses Loch in die Filterkammer und verdrängt die verbleibende Luft über das automatische Ablassventil oben, wodurch sichergestellt wird, dass die gesamte Filterkammer für den Standby-Betrieb mit Drucköl gefüllt ist.
Basierend auf den Betriebseigenschaften des selbstreinigenden Filters kommt es beim Einschalten zu einem Druckabfall, wenn die Standby-Filterkammer nicht vollständig mit Öl unter Druck steht.
Bei der Demontage des selbstreinigenden Filters der Hauptmaschine wurde festgestellt, dass die Öleinfüllöffnung der Umrüstvorrichtung (die während der Rückspülung geschlossen ist) verstopft war. Nach Beseitigung der Verstopfung und erneutem Zusammenbau des Filters konnte der normale Betrieb wiederhergestellt werden. Es scheint, dass der automatische Start der Standby-Ölpumpe während des Hauptmotorbetriebs durch die Verstopfung der Öleinfüllöffnung im Umwandlungsmechanismus des selbstreinigenden Filters verursacht wurde. Nach der Luftrückspülung schließt das Ablassventil und verschließt den Auslass der Filterkammer. Gleichzeitig schließt das Entlüftungsventil und stoppt den Druckluftstrom in die Filterkammer. Zu diesem Zeitpunkt verbleibt etwas Luft in der Filterkammer. Um den Betrieb vorzubereiten, muss gefiltertes Schmieröl durch die Öleinfüllöffnung in die Filterkammer gelangen, um die Luft auszutreiben und die Kammer mit Öl zu füllen. Wenn die Öleinfüllöffnung verstopft ist, kann das benötigte Öl nicht in die Filterkammer gelangen und es verbleibt Luft im Inneren. Wenn die Standby-Filterkammer aktiviert wird, muss zunächst Öl eindringen und die Luft ausstoßen, wodurch Druck aufgebaut wird. Dies führt zu Schwankungen im Schmieröldruck des Systems, was zu einem vorübergehenden Druckabfall vor dem Eintritt in den Motor führt, wodurch der Druckschalter ausgelöst wird und die Standby-Ölpumpe startet. Aufgrund des geringen Volumens der Standby-Filterkammer erholt sich der Druck schnell, sodass kein Unterdruckalarm ausgelöst wird und keine abnormalen Messwerte auf dem Manometer angezeigt werden.
3,Gegenmaßnahmen
In den vorangegangenen Abschnitten wurden die Ursachen für das häufige Anlaufen der Schmieröl-Standbypumpe und das Funktionsprinzip des selbstreinigenden Filters diskutiert und analysiert. Um zu verhindern, dass ähnliche Fehler erneut auftreten, werden folgende Gegenmaßnahmen empfohlen:
1) Verbesserung der Vorbehandlung und des Schmierölmanagements:
- Achten Sie beim Nachfüllen von Schmieröl unbedingt darauf, dass Farbsplitter und andere Verunreinigungen nicht in den Vorratstank gelangen. Es empfiehlt sich, während der Betankung am Eingang des Lagertanks ein Filtersieb zu installieren.
- Nach jeder Wartung des Hauptmotors und des Schmierölsystems die Schmierölleitungen gründlich reinigen und einen Ölzirkulationstest durchführen. Stellen Sie sicher, dass alle verwendeten Geräte erfasst werden, um zu vermeiden, dass Schmutz in den Rohrleitungen zurückbleibt.
- Verhindern Sie das Eindringen von Wasser in die Ölwanne des Hauptmotors, um Korrosion an der Innenoberfläche zu vermeiden, die zum Abblättern des Lacks führen kann.
- Stellen Sie den effizienten Betrieb des Schmierölreinigers sicher, indem Sie eine kontinuierliche Trennung aufrechterhalten. Verwenden Sie eine kleine Durchflussrate, um die Schlammaustragszeit zu verkürzen, und erhitzen Sie das Öl auf etwa 85 Grad, um die Entfernung von Schlamm und Verunreinigungen zu maximieren.
2) Wartung und Pflege des selbstreinigenden Filters:
- Überprüfen Sie regelmäßig alle Rohrverbindungen auf Undichtigkeiten.
- Überprüfen Sie monatlich den Ölstand des Ölers und reinigen Sie den Luftfilter (im Druckluftsystem).
- Führen Sie vor jedem Gebrauch und wöchentlich einen manuellen Spülvorgang durch, um sicherzustellen, dass der Spülvorgang ordnungsgemäß funktioniert.
- Zerlegen und reinigen Sie interne Komponenten gemäß den Anweisungen des Herstellers. Passen Sie die Reinigungsintervalle an und erhöhen Sie die Häufigkeit je nach Schmierölverbrauch, um sicherzustellen, dass der Filter sauber bleibt und ordnungsgemäß funktioniert.
3) Regelmäßige Wartung von Grobfiltern und Restölfiltern:
- Reinigen Sie regelmäßig den Grobölfilter und den Restölfilter nach dem selbstreinigenden Filter. Untersuchen Sie sorgfältig die Zusammensetzung der Verunreinigungen in den Filtern, analysieren Sie deren Quellen und ergreifen Sie Maßnahmen, um die Entstehung von Verunreinigungen im Schmieröl grundsätzlich zu verhindern.
4) Technische Schulung und Kompetenzentwicklung:
- Das Technik- und Maschinenraumpersonal des Unternehmens sollte der Entwicklung technischer Fähigkeiten Vorrang einräumen. Sie sollten mit den Funktionsprinzipien der Geräte in ihrem Zuständigkeitsbereich vertraut sein und ihre Fähigkeit verbessern, Fehler in der Maschinenraumausrüstung zu analysieren und zu diagnostizieren.