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公约的文章和分析

缺陷处理与纠正

案件引发的思考与建议

船舶缺陷案

1.主机燃油供给系统问题

2021年4月1日，舟山海事局保安检查人员对“锦XX”号客轮进行了五一前保安检查及机电设备专项检查。检查过程中，保安检查人员联合船上人员对该船主机（型号：潍柴6170）紧急停机装置进行了功能试验。当主机转速达到（主机额定转速：）时，轮机员按下发动机旁控制面板上的紧急停机按钮，主机紧急停机；但此时主机柴油滤清器内喷涌出2米多高的柱状压力油雾。这种油雾如果遇到机舱内高温热源，或者裸露的电源，极易引发机舱火灾，而且运转中的机舱内随处可见热源、电源，将对船舶安全生产造成难以预料的严重影响。

这一不正常现象反映了该型主机供油系统存在如下缺陷：

1410 主机燃油供给系统未考虑峰值高压脉冲，导致紧急停机时燃油泄漏。99—1个月内纠正

2、执法人员现场检查照片

图1 机舱主机

图2 主机铭牌

图3 柱状油雾状况

图4 主机紧急停止按钮在机器旁边

公约的文章和分析

（一）远洋航行船舶主机燃油系统规定：

在《国内航行船舶强制检验技术规则》2011年版第4部分/第II-2章/第1.15条中明确规定：柴油机燃油系统零部件的设计应考虑运行过程中将出现的最高峰值压力，包括燃油喷射泵产生并传回燃油供给和溢流管路的任何高压脉冲。燃油供给和溢流管路上接头的结构应考虑其在运行过程中和维护后防止加压燃油泄漏的性能。

《国内航行船舶强制检验技术规则》2011年第4部分/第II-2章/第1.15条也规定：应采取预防措施防止任何油泵、滤清器或受压加热器可能溢出的油接触热表面。国际海事组织2009年发布的MSC.1/Circ.1321通函详细规定了超过1.8kg/cm²的压力燃油和润滑油的防溅措施。通函中明确指出，防溅措施的适用范围不仅限于管路，受压设备、加热器等辅助部件、管板、过滤器或精滤器体接头等也需要采取防溅措施。注意有些过滤器在设计时已考虑了防溅措施，如下图(图5)所示，过滤器的压力油集中在内圈，外圈加装橡胶密封圈。

图5 具有防溅功能的过滤器

在燃油系统中，有一个重要部件“停车电磁阀”，在紧急停车时，该阀能动作，迅速切断燃油供应。《国内航行船舶法定检验技术规则2011》第II-1章规定，应在靠近主柴油机的控制面板处安装快速断油或其他有效的紧急停车装置。《国内航行船舶法定检验技术规则2011》（14号修改通知）增加了新的规定，要求船舶配备独立于驾驶室常规控制系统的紧急停车装置。紧急停车装置是为了“护船”而设置的，一般是通过将远程监控装置连接到发动机侧监控装置，控制停车电磁阀装置来实现的。

停车电磁阀除了能实现规程要求的紧急停车外，还能实现柴油机安全停车和“风浪”档工作方式。柴油机侧监控器对柴油机转速、水温、油温、油压等进行监控，当柴油机运行工况超过设定值时，会发出声光报警，如果这些监控数据进一步恶化，监控器就会发出信号关闭停车电磁阀，切断燃油供应，柴油机停车。当船用柴油机转速超过设定值时，保护装置自动进入“风浪”档工作状态，保护装置控制停车电磁阀的开启和关闭，使柴油机转速在规定范围内变化，直至转速稳定。

（二）主机燃油系统故障原因及隐患

柴油机正常工作时，燃油泵通过低压油管从燃油箱吸入柴油，送至柴油滤清器，经双滤器过滤后，经驻车电磁阀送至组合式高压油泵的低压油室。柴油在高压油泵作用下产生高压，经高压油管、喷油器喷入气缸内，与空气形成均匀的可燃混合气。来自喷油器、高压油泵的少量回油流回燃油箱（如图6所示）。

图6 主机燃油系统布置图

该型柴油机一般靠操作调速器控制高压油泵齿条来实现停机。紧急停机用于紧急情况或其他需要触发停车电磁阀的情况。当触发停车电磁阀后，虽然已断油，但由于运转惯性，柴油机并不会立即停机，油泵仍以低负荷继续工作。一部分柴油会被泵入停车电磁阀前的管路及柴油滤清器，从油泵出口到停车电磁阀之间会突然形成短暂的高压。在额定工况下，该型柴油机油泵排量为/min，正常输油压力约为2kg/cm2。触发紧急停机后，短时间瞬时压力超过额定工况压力，且大于船上所配滤清器的最大工作压力（8kg/cm2），由于滤清器上的限压阀失灵，柱状油雾喷涌而出。

执法人员在对主机燃油供给系统进行仔细观察分析后，认为导致主机运行过程中按下急停按钮后燃油从主机燃油滤清器中喷涌而出的主要原因是主机燃油供给系统设计不完善（见燃油系统原理图图7）。具体来说，在执行急停指令时，原本通畅的主机高压燃油回路突然关闭，此时主机自身的燃油增压泵（容积式泵）在主机减速时仍对回路中的燃油进行增压。那么回路中带有压力的燃油（该压力来源于增压泵和高压油泵的残余压力）只能通过回路中的薄弱环节（即燃油滤清器的橡胶垫圈或其他材质的垫圈）释放出来。急停过程中主机转速越高，燃油泄漏越严重。

图7 主机燃油系统示意图

从这张燃油原理图可以看出，当按下主机急停按钮时，主机急停油阀关闭，主机供油管路立刻被封闭，导致管路中的高压燃油从管路中的薄弱环节泄漏（外漏或内漏）。读者可能注意到了，在上面的图6、图7中，燃油系统在燃油滤清器处安装有限压阀，也就是我们通常所说的管路压力安全阀。这是目前该类型主机燃油管路中至关重要的安全保护部件，此时它应该起到保护作用，即在管路压力超过安全设定值时打开，释放管路压力。然而，限压阀在本次急停试验过程中并未动作，其原因很可能是：

1、限压阀开启压力过高；

2、由于限压阀位于燃油滤清器的根部，因此很容易被滤清器内沉淀的油渣堵塞；

3、限压阀内部元件损坏。

图8：限压阀实际示意图

需要强调的是，执法人员对主机进行紧急停车检查试验时，主机转速为1000转/分，泄漏的柱状油雾高达2米多，而主机的额定转速设计为1000转/分，如果柴油滤清器处的垫片锁紧不够紧，主机额定转速紧急停车产生的柱状油雾会更大更高；退一步讲，假设此时主机燃油管路强度足够高，不会造成燃油泄漏，但会造成内漏，即从主机体上的燃油增压泵的泵轴漏入主机内。如果内漏的柴油与主机曲轴箱内的润滑油混合，将大大降低润滑油的性能，很容易造成主机报废，进而带来严重的危害。

图9 主机供油管路图

图10 主机高压油泵前自带燃油增压泵

缺陷处理与纠正

缺陷处理

经过综合考虑，执法人员认为应从以下四个方面进行改进，消除安全隐患：

01

升级主机燃油系统

在主机供油管路上增加一条与停车电磁阀联锁的回油管路，起到“双保险”作用；即使管路限压阀无法打开，在主机紧急停车油阀关闭时，供油管路仍然畅通，减少高压脉冲。解决方案：

1.）将燃油管路中的紧急切断阀由单切断阀改为三通阀，并增加回油管路，当主机供油管路关闭时，回油管路打开；

2.)增加电磁联动油阀及回油管路，当急停电磁油阀关闭时，回油电磁油阀同时打开，保持回油管路的通畅。

如下示意图（图11）中的黄色管线：

图11 本模型理想燃油管路原理示意图

02

柴油滤清器的正确使用

考虑到柴油滤清器壳体需要经常拆卸更换滤芯主机电源维修，每次更换时都应将其拧紧，以防止柴油从滤清器壳体与底座的结合处泄漏或溅出。每次清洗过滤器时都应检查密封垫圈，以保持其有效。如果滤清器壳体变形或有其他缺陷，应及时更换。所有部件都不应使用原厂件以外的配件。

03

定期检查限压阀

限压阀是燃油系统中重要的泄压部件，但遗憾的是潍柴6170说明书中没有提到其设定压力和检查周期。船公司可以联系主机售后服务工程师，商讨建立一套基于此机型的限压阀测试和维护程序。限压阀接头应连接到管路，以将柴油释放到合适的安全位置。

此外，鉴于该型限压阀（安全泄压阀）在燃油系统中的重要作用，以及船员对限压阀开启、关闭压力的调整值不明确，建议船舶检验部门参照船舶锅炉安全阀的校验规定，每年定期对该型限压阀进行压力检验。

04

在燃油管路易泄漏的位置安装防溅装置

应按照MSC.1/Circ.1321的要求考虑在柴油滤清器接头处、主机燃油输送泵出口后面的管接头处安装防溅板或使用船舶检验机构认可的防溅板组件进行保护。

执法人员向该船反映上述问题后，该船立即着手整改，采取在主机燃油供给管路上加装带有手动开启阀门的回油管等临时措施，并积极与柴油机生产厂家沟通，商讨对该型主机燃油系统进行改造升级。同时，该船在日常维护中加强了对燃油滤清器、限压阀等的检查，防止事故发生。

修正后如下图：（图12）

红色圆圈是新添加的管道和阀门

案件引发的思考与建议

船舶设备设计科学可靠是营运安全的基本保障。主机紧急停机，一般是在主机高速运转但需要紧急避让的情况下，此时如果主机供油管路漏油雾进入机舱，造成次生灾害（尤其是客船），后果将相当严重。本案中，虽然柴油机供油管路设计缺陷是燃油泄漏的主要原因，但也折射出公司岸基采购船用附件、责任船员对滤清器检查维护存在问题。执法人员也从专业角度给出了相应的工作建议。完善船舶设备设计固然重要，但船员和航运公司也应该对船舶设备的正常使用和维护承担起切实的责任，才能真正降低事故发生率。