导读
船舶建造过程中,滑油系统和主要设备内的滑油如果不注意维护,容易造成滑油系统被污染,导致清洁度降低,或者滑油黏度降低以及乳化等问题出现。
为满足船东要求,船厂往往需要重新清洗滑油系统甚至换油,从而造成损失。
而锅炉如果不注意给水的水质管理或在船舶系泊期间不注意对锅炉给水的处理,也会导致锅炉交验时因盐度、硬度等不满足锅炉厂家要求而不得不重新清洗管路或者重复加药处理,既增加建造成本,又耽误造船进度。
本文将综述船上主要设备(如柴油发电机等)对滑油的维护保养要求,以及锅炉厂家对给水的各项参数要求,以提高船厂在船舶建造过程中对滑油和锅炉给水的重视,为应对相关问题时提供借鉴。
一、滑油和液压油报验过程中的问题
某船交付前,船东重新化验各系统的滑油和液压油,提出滑油和液压油的油质不合格,要求船厂换油。
为解决此问题, 船厂调研了各主要设备对滑油/液压油的参数要求以及换油的条件,以便解决此问题。
二 、滑油及液压油的定期检验
船东对滑油和液压油的质疑主要体现在两个方面 :
一是清洁度;
二是滑油和液压油的油质合格标准,即系统运行一段时间后如何判定系统中的油质是否合格。
1、滑油和液压油的清洁度
设备厂家对系统管路的清洁度要求见表 1。
对于系统的清洁度要求可分为 2 个阶段:
第 1 阶段为系统投入使用前的串油阶段;
第 2 阶段为系统正式运行阶段。
对于串油阶段,串油工艺要求的清洁度与厂家要求一致,且各滑油系统串油结束前都要取样化验合格后才能通过验收,理论上不存在问题。
对于系统正式运行后的清洁度要求,则需考虑两方面的因素:
一是对于实用油新油的清洁度船厂缺少验收标准,可能实用油新油的清洁度本身就无法达到系统的清洁度标准;
二是系统正式运行后的维护问题。
各系统的串油工艺可分为 3 种:
(1)先用清洗油串油,最后阶段换为实用油串油,如主机。主机滑油系统由于涉及进机清洗,机内管路较多,清洗油清洗后需要换为实用油清洗。
实用油在串油阶段就可通过串洗达到清洁度要求,系统投入运行后,则通过分油机及机带滤器进行分离杂质,保持清洁度。
(2)始终使用实用油串油,如货油泵液压单元。
其对液压油要求极为严格,由于不存在清洗油串洗过程,且无船厂临时工装接入,故仅靠厂家系统本身的滤器便可维持清洁度。
(3)其他的滑油系统仅使用清洗油串油,串油结束后换为实用油,系统投入运行。
这部分系统对清洁度的要求相对略低,一般只是外围管路的清洗,要求清洁度为 -/19/15。
出于建造周期的考虑,没有实用油串洗过程,系统投入运行后靠分油机或系统中的滤器维持清洁度。
建议:
让系统油厂家提供新油的清洁度证明,系统投入使用初期应加强对系统实用油清洁度的监察,以便更准确地控制系统清洁度情况。
若不合格,则需及时安排进行串洗。
系统运行稳定后加强对滑油系统的定期巡检,定期取样检验清洁度。
2、滑油或液压油的品质合格标准
船厂针对船东意见就各设备厂家对滑油和液压油的品质要求分别进行了调研。
对于主柴油发电机等设备,滑油的伺服周期受燃油品质、滑油品质、滑油消耗量、滑油清洁设备的效率、设备的工况等多种因素影响,因而难以判定滑油的伺服周期,主要采用定期检验的方法,根据检验结果判定是否需要换油。
(1)主柴油发电机对滑油的要求
参见下页表2,MAN 主柴油发电机要求每 1~3个月就要对滑油取样化验。
若用了合适的清洁设备(分油机或滤器)则油品质量能得到保证。
(2)应急发电机对滑油的要求参见表 3。
应急发电机要求第一次运行 50 h 就要更换滑油,以后每运行 250 h 或每 6 个月(两者中任一条件先满足),就需要更换滑油。
(3)软管吊等吊机对液压油的要求软管吊等吊机的液压油要求每 6 个月就要取样化验,分析是否需要换油。
通过以上几种设备对滑油或液压油油质的要求可看出,滑油取样化验的周期比较短(如发动机 1~3 个月),而且对油质要求较高。
建议加强系统滑油的日常巡检和肉眼检查,安装后每 6 个月对油质进行取样化验。
具体内容如下:
(1)肉眼检查
肉眼检查项目:外观、气味等。
合格标准:应无明显变质、结块、无明显杂质、无乳化现象和无酸败气味等。
(2)取样化验
应使用干净、干燥的玻璃瓶或类似容器,取样量一般不少于 500 ml,盖好容器盖子并贴好标签后应尽快送实验室化验。
化验项目主要包括运动黏度、水分、凝点和金属含量等,具体参考设备或滑油厂家的要求。
(3)合格标准
以主柴油发电机为例,黏度、水分和金属含量都应在厂家要求的范围内。
通过表 2 和表 3 可看出,主柴油发电机和应急发电机对黏度、碱值和含水量等都有要求。
若滑油经过分离机等设备处理后,仍无法达到使用要求,建议更换油品。
但是油质是否合格的判定最终需要综合厂家要求的多个指标,具体设备要求可能不同,滑油化验结果仍需要厂家确认。
经过分析,发现部分系统的滑油清洁度不合格是由于建造过程中管理不善导致混入了杂质,只有通过重新串油解决;
而另一部分滑油和液压油则是因为系泊期超过 6 个月,维护不善,且缺少定期抽检,导致油品变质,则经过化验分析后发给厂家,确认需要换油。
国外船东在交船前会对船上主要系统的滑油和水进行系统的抽验,为避免交船受到滑油油质影响,建议如下:
(1)当主要的滑油系统串油完成后,应立即恢复正常管路,利用系统的滤器再串洗一段时间。
定期检查滤器,更换滤芯等;
(2)系统运行一段时间后,定期抽检滑油和液压油的清洁度;
(3)当滑油管路系统修改后必须重新串油,合格后方可运行系统。
按照设备厂家的要求,定期抽检油质,检验黏度及酸碱度等指标,如果超出限值,应将化验结果发送设备厂家确定是否需要换油。
三、船舶建造中的锅炉水质问题
某船在报验过程中,船东对锅炉水质的报验提出异议:
其一是锅炉水质 pH 值为 8.6, 未达到锅炉水 pH 值 10.5 的要求 ;
其二是试航后锅炉水因盐度高而报警(设定值 100 ppm),且无法消除。
下面通过设备厂家对水质的要求分析,提出针对锅炉给水水质问题的解决办法和建议。
四、锅炉给水的水质要求
锅炉给水要求见表 4。
可见,锅炉给水系统对使用淡水的要求集中在硬度、盐度和 pH 值 3个方面。
锅炉对水质的要求分为两部分:
表 4 中“锅炉给水”这列为对锅炉首次给水的要求,而“锅炉水”这列为锅炉正式运行后,通过定期排污、再补水等循环后定期检测应达到的水质要求。
锅炉对锅炉给水的要求很高,主要体现在硬度和盐度指标:
(1)硬 度
指水中 Ca2+、Mg2+ 离子的浓度。
Ca2+、Mg2+离子在水中常以碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐或氢氧化镁等形式存在。
它们的溶解度较低,并随温度升高进一步降低,容易形成水垢。
水垢的危害主要是因其导热系数小(约为钢铁的 1/30~1/50), 引起炉壁温度急剧升高,容易引发事故。
此外,水垢导致锅炉排烟温度升高,增加燃料消耗。
因而锅炉对锅炉给水的硬度要求比较苛刻,应小于 5 ppm。
(2)盐 度
一般以氯离子含量表示,但实际上锅炉的盐度高报警指标却是包括氯盐、碳酸盐、硫酸盐等总的含盐量。
盐度过高易引起汽水共腾、恶化蒸汽品质、加剧管路设备腐蚀,因而对盐度也要控制在要求范围内。
一般码头水的盐度和硬度都无法满足锅炉厂家要求,目前主要通过加入药剂来降低盐度和硬度。
药剂处理减低硬度的原理是将 Ca2+、Mg2+ 离子与药剂中的成分结合成沉淀物,下排污去除。
含盐量太高时,可用上排污和加强补水的办法降低。
经过分析,发现锅炉给水盐度高报警是由于以下两个方面:
(1)锅炉给水采用的是码头水,化验结果显示,码头水的盐度为 97 ppm,意味着未经处理的码头水盐度很高;
(2)锅炉补水运行后未及时进行上排污处理,导致盐度偏高。
因此,后续一方面将锅炉进行上排污处理,另一方面补充蒸馏水,从而减低了锅炉给水的盐度,消除盐度高报警。
至于锅炉给水的 pH 值只要满足 8.5~9.5 即可,而不是 10.5。
但锅炉点火运行一段后,随着给水的蒸发,锅炉水的 PH 值就会升高。
通过定期上排污和补充给水并进行抽检,以及适当地加药处理,控制PH值在 10.5~11.5 即可。
事实上,码头水的 PH 值一般偏酸性(约为 7),不满足锅炉给水要求 8.5~9.5 的限值,因此一般采用加入氢离子调节剂,使 pH 值偏碱性。
加入适当的保养药剂,维持碱性环境,即可防止锅炉的迅速锈蚀,起到保养锅炉设备的作用。
综上分析,要使锅炉给水满足设备厂家的要求并顺利通过船东报验,建议参考以下措施:
(1)一般船厂多采用码头水作为锅炉给水的来源,但是码头水的盐度和硬度等指标多数不满足要求。
建议做好码头水指标的化验,并与设备厂家的要求进行对比。
(2)船舶建造初期,锅炉煮炉完成,初次补充给水后,应立即加入 pH 值调节药剂,使之达到设备厂家的要求。
事实上也有船东要求初次的锅炉给水直接调节到 pH 值 10.5 的碱性环境,这从防锈的角度考虑也是被设备厂家允许的,但是应向设备厂家澄清。
(3)试航前,如果锅炉给水只是盐度高,而其他参数满足,可通过定期上排污并补水来解决。
(4)试航前定期抽检,保证锅炉水的 pH 值、盐度和硬度等指标在要求范围内。
(5)若锅炉的盐度偏高,试航期间造水机生产的蒸馏水可作为锅炉上排污后的给水水源,从而控制盐度和 pH 值,减少再次加药的次数。
(6)加强对管路及设备的定期清洁维护。
五、结 语
以上为国外船东特别关注的问题,并且在实船报验过程中可能会给船厂带来很大困扰。
为能够顺利通过报验,就要求实船所用的滑油及锅炉给水必须满足设备厂家要求。
系泊期很长时,必须加强对滑油及锅炉给水的日常巡检和抽查,才能保证满足设备正常运行的需要,为顺利交船铺平道路。
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原创作者系:
大连船舶重工集团设计研究院有限公司
林阳明 徐广超 陈翔宇 李世用
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