導(dǎo)讀

　　海洋鉆井平臺(tái)是海上油氣勘探的利器，但運(yùn)行費(fèi)用高昂。

　　柴油機(jī)是動(dòng)力來(lái)源，合理使用、維護(hù)柴油機(jī)不僅有利于柴油機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行，而且能降低維修成本。

　　絕大多數(shù)設(shè)備使用者采用生產(chǎn)廠(chǎng)家推薦的累計(jì)運(yùn)行小時(shí)數(shù)作為柴油機(jī)大修周期量化指標(biāo)，而忽略了廠(chǎng)家另一推薦量化指標(biāo)——燃油總消耗量。

　　這一指標(biāo)對(duì)于鉆井平臺(tái)等受限于工況而負(fù)載率普遍較低的柴油機(jī)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，可大幅降低柴油機(jī)單位時(shí)間內(nèi)的維修成本。

　　一、確定大修周期的因素

　　1、大修指標(biāo)分析

　　柴油機(jī)大修有兩種判別方式：

　　一種是計(jì)劃外修理，觀察柴油機(jī)的運(yùn)行狀況隨機(jī)確定大修時(shí)問(wèn)，一般是使用中出現(xiàn)柴油機(jī)功率不足、排煙發(fā)黑、曲軸箱下排氣明顯變大等現(xiàn)象，再參考運(yùn)行時(shí)問(wèn)安排大修。

　　大修周期可以延長(zhǎng)，但周期內(nèi)故障率較高，甚至可能發(fā)生重大故障。

　　另一種方式是計(jì)劃內(nèi)修理，即根據(jù)生產(chǎn)廠(chǎng)家建議的運(yùn)行時(shí)問(wèn)或某些參數(shù)達(dá)到大修某一指標(biāo)時(shí)安排大修，以在一定程度上降低機(jī)器故障率，適用于機(jī)器故障會(huì)造成較嚴(yán)重后果或較大經(jīng)濟(jì)損失的大型設(shè)備集成，如航運(yùn)船、鉆井平臺(tái)等…，以下僅對(duì)這種情況進(jìn)行討論。

　　美國(guó)卡特彼勒公司(Caterpillar，簡(jiǎn)稱(chēng)CAT)對(duì)其生產(chǎn)的卡特柴油機(jī)制定了以下大修指標(biāo)：

　　(1)總?cè)加拖牧俊?/P>

　　(2)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間。

　　(3)潤(rùn)滑油消耗：

　　潤(rùn)滑油消耗單位為g/kWh，當(dāng)潤(rùn)滑油消耗量達(dá)到正常值的3倍時(shí)，預(yù)示柴油機(jī)大修時(shí)間已到。

　　這需要日常維護(hù)時(shí)做好記錄，統(tǒng)計(jì)相關(guān)參數(shù)才能獲得數(shù)據(jù)。

　　而且負(fù)載高時(shí)會(huì)明顯比負(fù)載低潤(rùn)滑油消耗大，對(duì)比時(shí)只能參照負(fù)載相近時(shí)的數(shù)據(jù)，且要排除柴油機(jī)異常故障消耗，需要長(zhǎng)時(shí)問(wèn)的數(shù)據(jù)收集和豐富的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)判斷，難度相對(duì)較大[1]。

　　(4)曲軸箱下排氣：

　　曲軸箱下排氣變化可通過(guò)壓力顯示或透氣口煙霧判斷，下排氣增大可能因?yàn)楦滋?、活塞磨損超標(biāo);

　　也可能是運(yùn)轉(zhuǎn)部件異常，引起潤(rùn)滑油溫升高。

　　結(jié)合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，排除出氣口不暢、傳感器故障等異常的因素，方能判斷是正常磨損引起還是異常因素作用[3]。

　　(5)油樣分析：

　　在更換潤(rùn)滑油時(shí)取樣分析，可以量化潤(rùn)滑油中金屬微粒的含量和種類(lèi)，判斷是否存在異常磨損、異常磨損的部位和磨損程度[4]。

　　但這樣的磨損是由于柴油機(jī)某一運(yùn)轉(zhuǎn)部件故障引起還是所有運(yùn)轉(zhuǎn)部件使用時(shí)間較長(zhǎng)狀況不佳而導(dǎo)致金屬微粒含量增加，普通客戶(hù)是難以判斷的，需要專(zhuān)業(yè)工程師根據(jù)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間、油樣分析中微粒種類(lèi)、數(shù)量作出綜合判斷，以便決定更換某一運(yùn)轉(zhuǎn)部件或整機(jī)大修處理。

　　(6)機(jī)器振動(dòng)和噪聲變大：

　　噪聲和振動(dòng)變大預(yù)示著運(yùn)轉(zhuǎn)部件的狀況異常，存在運(yùn)轉(zhuǎn)部件松脫、配合問(wèn)隙超標(biāo)、異常磨損等現(xiàn)象，同樣需要專(zhuān)業(yè)工程師通過(guò)運(yùn)行時(shí)間、傳感器檢測(cè)參數(shù)分析等判斷是正常磨損超限還是故障引起的振動(dòng)，排除異常故障因素方能作為大修指標(biāo)[5]。

　　卡特柴油機(jī)大修分為頂部大修、中部大修、整體翻身大修，資料提供的運(yùn)行時(shí)間和總?cè)加拖牧咳绫?和表2所示。

　　客戶(hù)一般按照運(yùn)行時(shí)間確定大修周期，但生產(chǎn)廠(chǎng)家資料明確認(rèn)定燃油消耗量更具參考價(jià)值，描述如下：

　　經(jīng)驗(yàn)表明燃油消耗更能準(zhǔn)確地確定柴油機(jī)大修時(shí)間，燃油消耗更加準(zhǔn)確地反映了柴油機(jī)運(yùn)行負(fù)載，表1和表2中總?cè)加拖氖前凑肇?fù)載率60%時(shí)的燃油消耗計(jì)算。

　　即長(zhǎng)期負(fù)載50%左右的柴油機(jī)和90%的柴油機(jī)在同等運(yùn)行時(shí)間下機(jī)器的損耗相差很大。

　　燃油消耗量準(zhǔn)確地反映了柴油機(jī)負(fù)載率和設(shè)備磨損程度間的關(guān)系。

　　鉆井平臺(tái)工況較特殊，游車(chē)快速上下與停止時(shí)負(fù)載相差較大，泥漿泵停轉(zhuǎn)接鉆具時(shí)負(fù)載更低，但無(wú)法因此頻繁切換柴油機(jī)[6]。

　　所以柴油機(jī)有較長(zhǎng)累計(jì)時(shí)間運(yùn)行功率非常低，導(dǎo)致總負(fù)載率僅在40%左右，而生產(chǎn)廠(chǎng)家供參考的總?cè)加拖牧渴前凑?0%負(fù)載計(jì)算，如能按照總?cè)加拖牧看_定大修周期可適當(dāng)延長(zhǎng)柴油機(jī)大修周期。

　　2、卡特柴油機(jī)大修周期分析

　　某平臺(tái)實(shí)際運(yùn)行時(shí)間和燃油消耗對(duì)照如表3所示。

　　相對(duì)進(jìn)口設(shè)備高昂的維修費(fèi)用，根據(jù)燃油消耗得到的大修時(shí)問(wèn)可以延長(zhǎng)數(shù)千小時(shí)，節(jié)省修理費(fèi)用。

　　可以調(diào)整修理時(shí)機(jī)，避開(kāi)生產(chǎn)繁忙時(shí)期，不影響生產(chǎn)，盡量避免維修人員工作在高溫、高噪聲的環(huán)境中，提高維修質(zhì)量。

　　二、合理訂購(gòu)大修備件

　　(1)卡特柴油機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)家只負(fù)責(zé)技術(shù)和生產(chǎn)，維修服務(wù)由指定的代理商承擔(dān)。

　　代理商所列大修備件清單包含所有可能損壞的備件，部分備件非廠(chǎng)家要求必須更換件，須客戶(hù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用狀況逐一核對(duì)，確定大修備件清單。

　　(2)缸套、活塞等高價(jià)值備件生產(chǎn)廠(chǎng)家均有詳細(xì)的書(shū)面更換標(biāo)準(zhǔn)，滿(mǎn)足再使用要求的缸套、活塞均可以處理后再次使用，不能單純聽(tīng)從修理廠(chǎng)家要求。

　　(3)部分增壓器、水泵等組件生產(chǎn)廠(chǎng)家不再提供修理包，推薦使用翻新件。

　　理論上來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)廠(chǎng)家翻新的部件檢驗(yàn)合格后使用一個(gè)大修周期沒(méi)有問(wèn)題，實(shí)際使用效果需要長(zhǎng)期收集統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，得出可靠結(jié)論。

　　(4)噴油器廠(chǎng)家推薦的使用壽命是一個(gè)頂部大修周期，一臺(tái)柴油機(jī)全部更換新件需要32萬(wàn)元左右，但實(shí)際使用至第二個(gè)頂部大修周期，大多數(shù)噴油器可以正常工作(可能也與鉆井平臺(tái)負(fù)荷系數(shù)低有關(guān))，僅這一項(xiàng)可節(jié)約大量修理費(fèi)用。

　　三、大修注意事項(xiàng)

　　(1)柴油機(jī)缸蓋修理過(guò)程中需使用較多專(zhuān)用工具，為了保證修理質(zhì)量，維修廠(chǎng)家一般會(huì)考慮運(yùn)回廠(chǎng)家車(chē)間修理。

　　這對(duì)于鉆井平臺(tái)等海上設(shè)施增加了運(yùn)輸工作，延長(zhǎng)維修時(shí)間。

　　為此，生產(chǎn)廠(chǎng)家推出了翻新缸蓋(回收舊缸蓋)，可節(jié)省維修時(shí)間，費(fèi)用與缸蓋修理相差不大。

　　(2)翻身大修在具備條件的基礎(chǔ)上，盡量回修理廠(chǎng)車(chē)間修理。

　　因?yàn)橄噍^現(xiàn)場(chǎng)修理，回修理廠(chǎng)車(chē)問(wèn)檢查更全面，油道清潔更徹底。

　　(3)大修檢查和部件更換必須詳細(xì)記錄，可能需在下個(gè)修理周期更換的非易損件需注明，申購(gòu)備件時(shí)避免漏訂，進(jìn)口件到貨周期較長(zhǎng)，一旦漏訂將影響修理周期。

　　(4)大修后的柴油機(jī)回裝到位后，必須測(cè)量曲軸軸向竄動(dòng)量。

　　曾有柴油機(jī)大修后運(yùn)轉(zhuǎn)幾十小時(shí)后曲軸斷裂，廠(chǎng)家檢查判斷是柴油機(jī)回裝后曲軸受附屬設(shè)備干擾，無(wú)軸向竄動(dòng)間隙，導(dǎo)致曲軸扭斷。

　　(5)現(xiàn)場(chǎng)修理時(shí)，機(jī)器的防護(hù)非常重要。

　　例如某平臺(tái)在兩臺(tái)柴油機(jī)中期大修時(shí)，由于防護(hù)不到位，船廠(chǎng)噴砂除銹的雜質(zhì)進(jìn)入潤(rùn)滑油道，導(dǎo)致兩臺(tái)柴油機(jī)修復(fù)不長(zhǎng)時(shí)問(wèn)即相繼發(fā)生了拉缸事故。

　　(6)卡特柴油機(jī)按生產(chǎn)廠(chǎng)家標(biāo)準(zhǔn)修復(fù)后可以達(dá)到額定功率，具備試驗(yàn)條件的可以按照額定負(fù)載進(jìn)行負(fù)載試驗(yàn)。

　　四、結(jié) 語(yǔ)

　　卡特柴油機(jī)大修費(fèi)用高昂，通過(guò)合理制定大修周期和選擇大修備件，可以節(jié)省大量維修費(fèi)用。

　　對(duì)于因工況所限總負(fù)載率較低的柴油機(jī)，建議按照燃油消耗量確定大修周期，從而可以適當(dāng)延長(zhǎng)大修周期。

　　無(wú)論是按照總?cè)加拖牧窟€是運(yùn)行時(shí)間確定大修周期，都需要避免人為造成的低負(fù)載運(yùn)行。

　　因?yàn)殚L(zhǎng)期低負(fù)載運(yùn)行不僅增加燃油消耗量，而且消耗了柴油機(jī)運(yùn)行時(shí)間，相應(yīng)縮短了大修周期[7]。

　　鉆井平臺(tái)工況的特殊性決定了其負(fù)載率不會(huì)太高，但實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)還存在鉆臺(tái)與機(jī)艙溝通不及時(shí)造成的人為低負(fù)載運(yùn)行，新型鉆井平臺(tái)、航運(yùn)船舶等都有一套完善的功率管理系統(tǒng)，在超載時(shí)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)備用柴油機(jī)并自動(dòng)并網(wǎng)供電，即使備用機(jī)無(wú)法立即補(bǔ)充供電，也會(huì)自動(dòng)限制部分設(shè)備功率，避免電網(wǎng)過(guò)載斷電。

　　這些安全防護(hù)措施可以使柴油機(jī)大膽運(yùn)行在較高的負(fù)載狀態(tài)下，降低運(yùn)行成本也延長(zhǎng)了單位時(shí)問(wèn)內(nèi)柴油機(jī)大修周期[8]。

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　　原創(chuàng)作者系：

　　1.中石化海洋石油工程有限公司上海鉆井分公司

　　趙 偉

　　2.中石化海洋石油工程有限公司 周宏字