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看完此文,船上99%的空调问题都解决了


导读:本文由在船轮机长崔志军投稿,文中详细描述了所在轮的中央空调冷剂泄露的修理全过程。在对崔老轨表示感谢的同时,我们整理了另一位从业35年的老轨孙正齐的部分意见。孙老轨在业内素有救火队长、老法师、机舱问题终结者等称号,其多年来积累了丰富的修理经验,对主副机等各种问题的处理非常快速有效。文章的前半部分是崔老轨的个案总结,后半部分是孙老轨的专业点评。若您有不同意见,欢迎头脑风暴。以下为正文。



    船舶事故和故障千奇百怪,千变万化,但是万变不离其宗。只要我们静下心来、认真做好我们该做的每件事、一切事故和故障都是可以解决的。我在我司某某轮上经历一次空调冷凝器泄漏冷剂后的查漏、灭漏、原因分析、问题查找和根除的经历,整个检修过程从首次发现到最后彻底解决前后历经两个多月,给我留下了深刻的印象,也给了我很大的启发。现在和大家分享一下.

1  故障描述:

    某某轮69航次空载行驶在炎热的苏拉威西海域,这时生活区的中央空调压缩机由于低压压力低自动停止运行,我和三管轮随即对压缩机和马达进行了检查,没有发现异常,为了查出原因,三管轮手动启动空调压缩机,待工况稳定后低压压力指示0.8bar,高压指示12.0bar,压缩机运转不到五分钟,低压指示降到0.6bar,压缩机因低压到达停车设定值自动停止运行。根据这个现象,我们分析为空调系统里缺少冷剂了。于是我们就通过位于冷凝器和干燥器之间的多用通道向系统里补加了一罐冷剂R404a,大约10.9KG。再次启动空调压缩机,工况稳定后,低压指示2.3bar(正常的低压保持在4.0bar左右),高压指示16.0bar.此时检查设备工况正常,因为只是为了运行中检查泄漏点,我们就没有继续加冷剂,随后我和三管轮使用常用的肥皂水查找渗漏位置,经过对各个压力表接头、进出口阀、压缩机缸头的查找后,我们没有发现明显的漏泄点,空调继续运行。第二天早上,主管人员检查时发现,空调低压降至2.0bar,高压也有所降低。问题现象更加明显,低压的持续大幅度降低表明系统中的冷剂有漏泄,到底哪里出现漏泄了?如何找到渗漏源成了我们的首要任务。

2  故障查找:

    我们大家都知道,冷剂渗漏是空调制冷系统在运行中比较容易出现的问题。渗漏除了导致系统的使用功能下降或丧失外,也为维修工作带来不小的麻烦。我们通常所遇到的泄漏、从时间上分有慢泄漏和快泄漏,从压力状态变化上看有高压快泄漏和低压慢泄露。当然在船上我们查漏的习惯性思维是由简到难,一般都是从操作简单、漏泄可能性最大的地方查起。

    1)启动压缩机后,我们起初使用肥皂水对压缩机上的高、低压压力表接头以及进出、口阀、多用通道、膨胀阀等敏感的地方进行了常规检查,这些地方都是漏泄可能性比较大的,经过仔细的检查,我们发现压缩机出口阀阀杆与压盖之间的缝隙中有气泡慢慢冒出,进一步检查阀的压盖略有松动,随即上紧压盖灭漏(如图1所示),虽然找到了一个渗漏点,但我们想这个泄漏点肯定不是病灶的症结所在,因为从时间和泄漏速度上看,这次泄漏应该属于明显的快泄,而我们找到的这个小小的气泡渗漏不可能有这样大的泄漏量。


图1

    2)检查还需要进一步扩大范围,接下来我们对膨胀阀后进入蒸发器前的一排排小细管进行仔细检查,因为这些管子非常细,并且我轮固定蒸发器的风箱底座已经严重锈蚀,在船舶航行中这组细管有明显的震动,我们怀疑这些管子有震裂的可能性,我们双管齐下,使用检漏仪和刷肥皂水一起排查漏点,如图2所示,而事实并不是我们所想象的,我们没有发现任何泄漏迹象,看来问题不在这里。


图2

    3)空调系统主要由压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀四大部分组成,到目前我们已经对压缩机、蒸发器和膨胀阀进行了检查,现在只差冷剂管路和冷凝器了。通过查阅检修记录本和询问在该轮工作时间较长的机电人员得知,冷凝器到膨胀阀之间的管路以前出现过腐蚀现象,掌握了这个信息,我们又开始对这段管路进行仔细的检查,当我们扒开管路的隔热保温层后,不堪入目的管路状况极差,,使用电子检漏仪反复检查后,我们同样没有发现泄漏点。管路状况如图3所示。


图3

    4)经过整整两天的检查,我们没有找到泄漏的根源,压缩机的低压此时已经降到1.2bar,越来越接近0.6bar的低压停车的设定值了,迹象表明泄漏还在继续,问题出在哪呢?最后,我们把焦点放在了冷凝器上。于是,我们把冷剂回收到冷凝器中,停掉压缩机,关掉系统中的所有阀,将冷凝器完全隔离,然后停掉空调海水泵,打开冷凝器的前后端盖,该轮的冷凝器是老式的壳管式换热器,冷剂在壳体内流动,冷却海水在管子内流动,我们将一根管子的一端用手指堵住,在另一端端口刷肥皂水,大家都知道管子外壁与壳体之间储存的是冷剂,管子内流动的是冷却海水,若是管子破裂,冷剂肯定会从管壁外漏到管内,然后顶破管子一端刷好的肥皂泡儿,我们利用这种简单直观的方法对这些管子逐一的排查。最后,终于在最上一排的右边数第二根找到了泄漏点,如图4所示。


图4

3  故障的解决:

    找到了泄漏位置,解决问题就容易多了,当时船上没有专用的铜质堵头,我们就根据管子内径量身定做,自行车制了带有锥度的堵头。由于管子内壁常年水流冲刷和腐蚀,管子端口处斑驳且长了一层水垢,我们处理这种问题的方法是先用圆锉刀对端口进行修缮,然后又用砂纸进行反复打磨,保证管子端口圆滑、光亮无毛刺,使得堵头与端口接触紧密,保证其良好的密封性。所有的工作做完后,我们再次对堵漏的管子进行查漏,确认封堵的管子密封良好。

5月18日完成了上述处理工作,我们向系统里又补加了2瓶冷剂,共计21.8KG。启动压缩机,低压指示3.8bar,高压指示16bar,其他各个工况参数均正常,空调系统恢复正常工作。


图5

    写到此处,我们大家都会认为问题彻底解决了,可是我想说的是问题又一次出现了。7月13日上午,主管人员再次发现空调的低压压力由前一天晚上的3.8bar降到了3.6bar,高压也由16.0bar降到了15.2bar。泄漏现象的再一次出现,让我们不得不又想到了冷凝器。想到了就去做,接下来我们又一次停掉空调压缩机,隔离了冷凝器,用上次同样的检漏方法再一次找到了漏泄源,这次漏泄的管子是最上排左数第一根,仔细观察对比一下,我们发现两次的漏泄点,有些共同之处,那就是两根管子都位于最上一排,如图6所示。


图6

时隔短短的两个月,冷凝器先后出现了两次泄漏,难道是管子普遍腐蚀的不行了,如果是这样,那为什么漏泄的管子偏偏又都是最上排的呢?难道这是巧合,还是另有原因?大家陷入了深深的思考之中。我们意识到真相离我们越来越近了。

    有了第一次捉漏经验,第二次我们就轻车熟路了。捉漏后再次运行空调压缩机,待压缩机运行稳定后,我们进行了更为仔细的检查,不放过一点蛛丝马迹,终于我发现了冷凝器顶部的外壳体温度有些高,手放上去感觉特别烫。重大发现!问题根源找到了,冷凝器就是因为顶部过热才频繁出现泄漏的,经过大家的讨论,我们一致这样认为。主管三管轮也突然想起来了,就在几个月前,因厨房的柜式空调冷却效果差,补加了点冷剂,然后把柜式空调的冷凝器进行了彻底的清通,厨房的柜式空调恢复了正常工况。而该轮的设计是空调海水泵为厨房的柜式空调和中央空调同时提供冷却海水,且管路为并联,因此,厨房的冷却海水量变大了,也直接使得中央空调的冷却海水相应的变小了。我们推断:从那时起中央空调的冷凝器冷却效果就变的差了,而且是越来越差,后来冷凝器顶部出现了过热,时间一长,最上一排的冷却管在高温和腐蚀的双重作用下出现了泄漏。通过一步步分析,我们得出结论:泄漏问题的根源就是冷凝器冷却水量小。

    我们检查了冷凝器冷却管及进、出口阀,一切正常。检查海水泵的出口压力表指示3.8bar,也正常。检查到这里好不容易理出的头绪好像又要断了。

不能就这样想当然的以为泵没问题,经过大家的研究,我们决定解体海水泵,深探究竟。停掉海水泵后,再观察出口压力表,还指示在3.8bar,压力表已经失效了。当我们打开海水泵时,眼前的一幕让我们惊呆了,泵体上端盖已经发生了严重气蚀,这就是造成冷却水水量小的真正原因,气蚀部位如图7所示。


图7

    发现了问题就要第一时间解决,当时我们船上没有新备件,紧急订购的话,也要一个月后回国才能供船。可是,空调冷凝器的恶劣工况耽搁不起。于是我们临时使用气焊对气蚀严重的部位进行堆焊然后打磨的工艺进行修复,大体恢复端盖的内部形状和尺寸,提高海水泵的打水效率以提高冷凝器的冷却效果。我们抱着试试看的态度使用气焊进行气蚀部位的堆焊,最后对堆焊部位进行了小心细致的修磨。花了一整天的时间,端盖修复完毕,基本恢复了形状和尺寸。次日,我们将海水泵组装好,启动试验,海水泵出口压力4.2bar,效果比我们预期的还要好,检查冷凝器外壳上下温度一致,顶部发热的不正常现象消失了,历经俩月,空调系统漏泄的问题从根源上找到并彻底解决了。

4  故障现象的分析

    这次冷剂泄漏的故障因为牵扯的问题较多,所以在处理时,我们费了一些周折。而纵观整个事件的前因后果,看似扑朔迷离,实则各个环节之间有着千丝万缕的内在联系。我们将这次典型的泄漏事件前前后后串联起来,推断出了冷凝器泄漏应该是这样形成的:起初,某任主管人员很有可能在某次海水温度低的环境下,为了减少进入冷凝器的冷却水流量,误将海水泵的进口阀关小(注意:离心泵的流量是不能使用进口阀调节的),因此空调海水泵的工况就会变差,长时间的恶劣工况使得内部流通腔室产生气蚀(这应该是壳体发生气蚀的最可能原因),慢慢的海水泵效率降低,当厨房的柜式空调冷却器清通过后,通过中央空调冷凝器的海水流量就变的更小了,甚至使得冷凝器上部的管子内不能充满海水,而高温高压的气态冷剂是从上往下流经冷凝器壳体的,可以说冷凝器最上一排的管子外壁最先受到高温高压气态冷剂的冲刷,而管子内部由于水量小而不能提供足够的冷却,也就是说最需要冷却的管子其冷却效果却最差,这使得冷凝器顶部过热,时间一长最上一排的管子最先出现高温腐蚀而泄漏,前后两次泄漏都出现在最上一排上上也足以证明我们的推断是正确的。

作为日常管理者,我们没有及时发现冷凝器顶部过热的异常现象,没有检查到空调海水泵出口压力表的错误指示,这是我们应该自我反思的地方。虽然这次渗漏情况比较复杂,在起初查漏的过程中,我们也应该根据漏泄的现象能够判断出这次泄漏应该是高压端的快泄,而不是低压端的慢泄。在判断为高压端的快泄后,我们查漏的重点应该放在压缩机出经过冷凝器直到膨胀阀前的高压端上,而不是最先检查蒸发器细小的盘管,如果我们对判断更自信一些,查漏思路更清晰一些,我们就会更早的找到泄漏点。

 6  结束语

    本文的冷剂泄漏案例是来自我在船舶一线切身经历的,且较为典型。当然,制冷系统中冷剂泄漏有很多种情况,文中所提到的只是其中之一。作为管理者,一次小小的操作失误或是日常设备检查中不经意间的疏忽都有可能埋下事故的祸根,一个不起眼的问题很有可能酿成大的机械事故。据统计,机械事故的发生有百分之八十都是由于人为因素造成的,因此,我们要多从自身找原因,查找管理中存在的问题,将事故率降到最低,真正做到防微杜渐、明察秋毫。面对机械故障,即使是偶然发生的,我们轮机管理人员也要深入仔细地查明故障的真正原因并彻底消除之,不应存有任何侥幸心理和对付心态,真正做到不犯低级错误,不犯重复错误


孙正齐资深轮机长的观点:整个分析故障的过程个人认为比较仔细,但是如果能对基本的空调系统的主要部件和各类仪表等进行更深入地观察和综合判断、研究和思考,那么可能不需要花费近二个月的时间来处理这样一件故障。尤其值得注意的是用其结果来反证故障的原因,而不是利用扎实的理论基础和解决故障的分析程序,进行详实细致的排除故障,有点侥幸心理,在此,提请大家事故的发生,还是按照WRST(Why,Reason,Solve& Treat)的模式比较容易缩短处理故障的时间和精力。

观点1:既然低压0.8bar,这就证明系统堵塞或者冷媒缺少,这时为何不仔细检查冷凝器的液位指示器和系统的流量指示器,按照理论的蒸发温度对应的压力或者吸口压力表可以马上判断出系统冷媒问题。尤其是在冷媒减少的原因还没处理和解决的情况下盲目添加冷媒,就显得比较简单的处理问题。见图8,压力蒸发温度对照表。

观点2:对肥皂水检漏的原始方法个人有一种简单快捷的检漏方法,提供给大家共享。就是将所有接头和疑似漏泄部位清洁干净,将餐巾纸包覆,待10分钟左右,查看是否变色,因为冷媒中含有一定的润滑油必然变色。

观点3进出口阀的漏泄是典型的操作问题,开关进出口阀第一步必须旋松盘根压盖,因为是尼龙的盘根。

观点4毛细管和蒸发器管检查也无需肥皂水,只要检查表面是否有油迹。

观点5:针对冷凝器的检查捉漏,可以将进出冷却水阀关闭,打开冷凝器前后端盖上的闷头,这样即可马上发现冷却水量和冷凝器是否漏泄,因为漏泄必然有气泡出现,而要等一会冷却水才溢出证明冷却水量不够或堵塞。

观点6对冷凝器的泵压,在船可以打开端盖,敷上餐巾纸,启动压缩机,达到冷凝器的设定压力,检查是否有油迹。一般为工作压力的1.4倍。

观点7:主管系的泄露问题,按照经验,一毫米的钢材腐蚀必然产生约10毫米的锈包,而且制冷系统的管系,内部由于冷媒含有滑油涂层一般内部不会腐蚀。另外在处理故障时,根据以往的听说,往往会误导分析的思路,这是大忌。

观点8对冷凝器的上部温度应该是比较烫手的,这是正常现象,从这点可以了解作者,对制冷系统的了解还有待于提高。

观点9对冷却系统,由于各个设备所处的位置高度不同,系统中设置了许多节流挡板,确保各个冷却器冷却水量。

观点10对海水泵的气蚀现象推理欠缺合理的的说服力,当时的进口阀是否在部分关闭状态。



图8



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