Nykyaikaisten suurten dieselmoottoreiden taloudellinen toiminta perustuu pakokaasuturboahtimiin, jotka voivat lisätä dieselmoottoreiden tehoa noin 30%. Vastatakseen suuritehoisten dieselmoottoreiden turboahtimien kysyntään MAN-yhtiö on hyödyntänyt viimeisimpiä kehityssaavutuksia ja valmistustekniikkaa, tukeutuen kokemukseensa dieselmoottoreiden ja turboahtimien itsenäisestä valmistuksesta kehittääkseen TCA-sarjan turboahtimet, jotka soveltuvat mm. dieselmoottorit teholla 5400 - 30000 kW.
Pelastuslaiva on varustettu kahdella MAN6L48/60CR elektronisella polttoaineen ruiskutusdieselmoottorilla, joiden teho on 7200 kW × 2, ja jokainen pääkone on varustettu yhdellä TCA55-42W turboahtimella. Turboahtimen roottorin maksiminopeus lyhytaikaisessa käytössä on 19800r/min ja jatkuvassa käytössä roottorin maksiminopeus 19400r/min. Suurin ahtopaine voi olla 4 baaria ja pakokaasuturbiinin suurin sallittu imulämpötila on 600 astetta.
Eräänä päivänä laivan ollessa normaalisti, oikean pääkoneen valvontatietokone konehuoneen ohjauspaneelissa näytti yhtäkkiä hälytyksen "turbiinilevyn jäähdytysilman paineesta alhainen" ja laukaisi pyynnön pienentää oikean pääkoneen kuormitusta. Päivystäjä ilmoitti tilanteesta välittömästi komentosillalle ja oikean pääkoneen kuormitus on laskettava alle 50 %:n kuormitukseen käyttöä varten. Ilmoituksen saatuaan kuljettaja suoritti välittömästi kuorman vähennystoimenpiteen oikean pääkoneen kohdalla. Tällä hetkellä insinööri painaa ohjauspaneelin oikeanpuoleisen päävalvontatietokoneen mykistyshälytyksen nollauspainiketta ja turboahtimen turbiinilevyn alhaisen ilman jäähdytyspaineen hälytys katoaa.
Myöhemmin tutustuttiin päämoottorin turboahtimen käyttöohjeeseen. Käsikirjassa määrättiin, että pääkoneen turboahtimen turbiinilevyn enimmäiskuorma ei saa ylittää 70 % ilman lisäilmajäähdytystä (valmistaja asettaa valvontatietokoneohjelmassa turboahtimen turbiinilevyn jäähdytyspaineen turboahtimen nopeutta vastaavaksi. Kun jäähdytyspaine poikkeama on suurempi kuin asetettu arvo ± 50 mbar, hälytys laukeaa 60 sekunnin viiveen jälkeen, mikäli turboahtimen nopeus on Suurempi tai yhtä suuri kuin 11 600 r/min, ja turboahtimen turbiinilevyn jäähdytyspaineen valvonta tulee voimaan). Käsikirjassa ei kuitenkaan erikseen kerrottu syytä turboahtimen turbiinilevyn alhaisen jäähdytysilman paineen hälytykseen.
Turboahtimen turbiinilevyn jäähdytysjärjestelmä on esitetty kaaviossa.
Kaaviosta voidaan nähdä, että turboahtimen turbiinilevyn jäähdytysjärjestelmä koostuu pääasiassa turbiinilevyn jäähdytysilman imuputkesta 2 (8), jäähdytysputken paineanturista 4, jäähdytyspaineanturin imuputkesta 3 ja isäntäohjausjärjestelmästä. 5.
Tärkeimmät syyt päämoottorin turboahtimen levyn alhaiseen jäähdytyspaineeseen ovat seuraavat: (1) Jäähdytysputken paineanturi on vaurioitunut, mikä johtaa vääriin hälytyksiin; (2) Jäähdytysputken paineanturin imuputki vuoti ilmaa, jolloin paineanturi tuntui matalalta paineelta; (3) Jäähdytysputken vuoto aiheuttaa alhaisen jäähdytyspaineen hälytyksen.
Laivan telakoinnin jälkeen koneen valvoja suoritti ensin kalibrointitestin vasemman ja oikean pääkoneen tehostimen jäähdytysputkien paineantureille. Vasemman ja oikean paineanturin testiarvot olivat samat ja paineanturivika poissuljettiin. Myöhemmin oikean pääkoneen jäähdytysputkianturin imuputkelle tehtiin tarkastus, jossa todettiin, että putkisto oli normaali ilman ilmavuotoa.
Jäähdytysputken imuputki on jaettu kahteen osaan: sisä- ja ulkoosaan. Turbiinilevyn ulkopuolen jäähdytysilman imuputki on helppo tarkastaa, se on hyvin liitetty, eikä siinä ole ilmavuotojen mahdollisuutta. Myöhemmin moottorinvalvoja pursi ja tarkasti turbiinilevyn jäähdytysputken oikean päämoottorin turboahtimen pakokaasun imukammiossa. Havaittiin, että pakokaasukammiossa olevan turbiinilevyn jäähdytysputken oikeassa kulmassa oleva kierreholkkinivel oli pudonnut irti ja juuttunut suutinrenkaaseen yhdessä jäähdytyksen juuressa katkenneen jäähdytysputken liitoksen kanssa. putki.
Turvallisuussyistä myös vasemman päämoottorin turboahtimen turbiinilevyn ilmanjäähdytysputkelle tehtiin tarkastus, jossa todettiin, että vasemman pääkoneen turboahtimen turbiinin imukammiossa olevan ilmanjäähdytysholkin pultit olivat vain löysällä ja ei vaurioitunut.
Kun edellä mainitut viat ilmenevät, laiva on ollut pois tehtaalta alle 1 vuoden ja vasen ja oikea pääkone ovat olleet käynnissä yli 1000 tuntia ja ovat edelleen takuun alaisia. Aluksen johtohenkilöstö ilmoitti yllä olevasta tilanteesta viipymättä laivaston huoltovalvojalle ja pääkonehuollon toimittajalle. Palautteen saatuaan päämoottorin valmistaja piti suurta merkitystä ja lähetti asiaankuuluvat palveluntarjoajat vaihtamaan oikean päämoottorin imuholkkikokoonpanon ja kiristämään vasemman päämoottorin turboahtimen ilmanjäähdytysholkin. Irronnut turbiinilevyn ilmajäähdytysputken komponentti tukkeutui suutinrenkaalla, eikä se mennyt turboahtimen pakokaasuturbiinin roottorin päähän, mikä ei aiheuttanut vakavia mekaanisia onnettomuuksia.
Kun irrotettavan osan halkaisija on pienempi kuin suutinrenkaan ilmanpoistokanavan aukko, irrotettu osa joutuu turbiinin siipiin, mikä voi vaurioittaa siipiä tai jopa tehdä koko turboahtimen käyttökelvottomaksi, mikä johtaa merkittäviin häviöihin.
Kierreliitokset ovat alttiita rikkoutumaan korkeissa lämpötiloissa väärän materiaalin ja kokoonpanon sekä jännityksen lieventymisen vuoksi. Pulttien jännitysrelaksaatio korkeissa lämpötiloissa on tyypillinen relaksaatioilmiö. Tämän laivan turbiinilevyn ilmajäähdytysputken keskikulma on yhdistetty kierreholkilla. Kun liitetty kierre löystyy, löysän kierteitetyn holkin värähtely voimistuu päämoottorin tärinän ja kaasuiskuvärähtelyn välittyessä. Henkitorven sisällä kiertävä paineilma jäähtyy, kun taas henkitorven ulkopintaan kohdistuu korkean lämpötilan pakokaasuvirtauksen eroosio, joka aiheuttaa lämpörasituksen lisäksi turbiinilevyn jäähdytysputkeen pulssirasitusta.
Turboahtimen levyn ilmajäähdytysputken vaurion perusteella voidaan päätellä, että tämän toimintahäiriön syynä on se, että oikean päämoottorin turboahtimen levyn ilmanjäähdytysputki löystyi ensin keskimmäisen kierreholkin liitännässä. Löysä jäähdytysputki kärsi väsymisvauriosta toistuvan syklisen lämpörasituksen ja sykkivän rasituksen alaisena.
Kun edellä mainittu toimintahäiriö ilmenee, laitevalmistaja lähettää palveluntarjoajan vaihtamaan oikean päämoottorin turboahtimen levyn ilmanjäähdytysputkikokoonpanon ja vasemman päämoottorin turboahtimen ilmajäähdytysputken löysä kierreholkki palautetaan. kiristetty. Turboahtimen ilmanjäähdytysputken suunnittelussa on vakavia puutteita ja sitä on parannettava ennen kuin sitä voidaan käyttää. Ennen kuin valmistaja teki turboahtimeen parannuksia, ainoa ratkaisu oli lyhentää turbiinilevyn ilmanjäähdytysputkien tarkastusväliä, tarkastaa ja kiristää liitoskierreholkit löystymisen estämiseksi.
On olemassa kaksi parannussuunnitelmaa: (1) Suunnittele turboahtimen turbiinilevyn ilmanjäähdytysputket uudelleen käyttämällä materiaaleja, joilla on vahvempi väsymiskestävyys ja ottamalla käyttöön luotettavampia liitäntämenetelmiä; (2) Irrota turbiinilevyn ilmajäähdytysputket ja vaihda turbiinilevy, joka ei vaadi jäähdytystä.