Ekonomický provoz moderních velkých vznětových motorů se opírá o turbodmychadla na výfukové plyny, která dokážou zvýšit výkon vznětových motorů asi o 30 %. Aby uspokojila poptávku po turbodmychadlech ve vysoce výkonných vznětových motorech, společnost MAN využila nejnovější vývojové úspěchy a výrobní technologie, opírá se o své zkušenosti s nezávislou výrobou dieselových motorů a turbodmychadel, aby vyvinula řadu turbodmychadel TCA, která jsou vhodná pro dieselové motory s výkonem od 5400 do 30000 kW.
Záchranná loď je vybavena dvěma dieselovými motory MAN6L48/60CR s elektronickým vstřikováním paliva o výkonu 7200 kW × 2 a každý hlavní motor je vybaven jedním turbodmychadlem TCA55-42W. Maximální otáčky rotoru turbodmychadla při krátkodobém provozu jsou 19800 ot/min a maximální otáčky rotoru při trvalém provozu jsou 19400 ot/min. Maximální plnicí tlak může dosáhnout 4 bary a maximální povolená teplota sání výfukové turbíny je 600 stupňů.
Jednoho dne, když loď normálně plula, monitorovací počítač pravého hlavního motoru na ovládacím panelu strojovny náhle zobrazil alarm „nízký tlak vzduchu pro chlazení disku turbíny“ a spustil požadavek na snížení zatížení pravého hlavního motoru. Služební technik okamžitě informoval můstek o této situaci a pravý hlavní motor musí být kvůli provozu snížen na méně než 50 %. Po obdržení upozornění řidič okamžitě provedl operaci snížení zátěže na pravém hlavním motoru. V tomto okamžiku technik stiskne tlačítko pro reset alarmu ztlumení na pravém hlavním monitorovacím počítači ovládacího panelu a alarm nízkého tlaku chlazení vzduchu disku turbíny turbodmychadla zmizí.
Následně byl konzultován návod k použití hlavního turbodmychadla motoru. Manuál stanovil, že maximální zatížení turbínového kotouče turbodmychadla hlavního motoru nesmí překročit 70 % bez jakéhokoli chlazení plnicího vzduchu (výrobce nastavuje tlak chlazení kotouče turbíny turbodmychadla odpovídající otáčkám turbodmychadla v monitorovacím počítačovém programu. Jakmile tlak chlazení odchylka je větší než nastavená hodnota ± 50 mbar, alarm se spustí se zpožděním 60 sekund za předpokladu, že otáčky turbodmychadla jsou větší nebo rovné 11600 ot/min a bude aktivní monitorování tlaku chlazení kotouče turbíny turbodmychadla). Příručka však konkrétně neuváděla důvod alarmu nízkého tlaku chladicího vzduchu pro kotouč turbíny turbodmychadla.
Chladicí systém disku turbíny turbodmychadla je znázorněn na schématu.
Z diagramu je patrné, že chladicí systém kotouče turbíny turbodmychadla sestává hlavně ze sacího potrubí chladicího vzduchu kotouče turbíny 2 (8), snímače tlaku chladicího potrubí 4, sacího potrubí snímače chladicího tlaku 3 a hlavního řídicího systému. 5.
Hlavní důvody nízkého tlaku chlazení vzduchu disku turbodmychadla v hlavním motoru jsou následující: (1) Poškození tlakového snímače chladicího potrubí, což má za následek falešné poplachy; (2) Ze sacího potrubí snímače tlaku chladicího potrubí unikal vzduch, což způsobilo, že snímač tlaku pociťoval nízký tlak; (3) Netěsnost chladicí trubky způsobuje alarm nízkého tlaku chlazení.
Poté, co loď zakotvila, provedl dozor nad motorem nejprve kalibrační test na snímačích tlaku v chladicím potrubí levého a pravého hlavního posilovače motoru. Zkušební hodnoty levého a pravého snímače tlaku byly stejné a závada snímače tlaku byla vyloučena. Následně byla provedena kontrola sacího potrubí snímače chladicího potrubí pravého hlavního motoru a bylo zjištěno, že potrubí je v pořádku bez úniku vzduchu.
Sací potrubí chladicího potrubí je rozděleno na dvě části: vnitřní a vnější část. Vstupní potrubí chladicího vzduchu pro kotouč turbíny na vnější straně je snadno kontrolovatelné, dobře připojené a nemá možnost úniku vzduchu. Následně dozor nad motorem rozebral a zkontroloval chladicí potrubí kotouče turbíny v sací komoře výfukových plynů pravého hlavního turbodmychadla motoru. Bylo zjištěno, že závitový spoj objímky u pravoúhlého kolena sací trubky chlazení kotouče turbíny v komoře výfukových plynů odpadl a uvízl na kroužku trysky spolu s prasklým spojem chladicí trubky u kořene chlazení. trubka.
Z bezpečnostních důvodů byla také provedena kontrola na potrubí vzduchového chlazení kotouče turbíny turbodmychadla levého hlavního motoru a bylo zjištěno, že šrouby vzduchové chladicí manžety v sacím prostoru turbíny turbodmychadla levého hlavního motoru jsou pouze uvolněné a nepoškozené.
Když se vyskytnou výše uvedené závady, loď je mimo továrnu méně než 1 rok a levý a pravý hlavní motor běží déle než 1000 hodin a jsou stále v záruce. Zaměstnanci řízení lodi neprodleně nahlásili výše uvedenou situaci vedoucímu údržby flotily a hlavnímu poskytovateli služeb pro motory. Po obdržení zpětné vazby hlavní výrobce motoru přikládal velký význam a vyslal příslušné poskytovatele služeb, aby vyměnili sestavu pravé hlavní sací objímky motoru a znovu utáhli levou objímku vzduchového chlazení turbodmychadla hlavního motoru. Oddělená součást potrubí chlazení disku turbíny byla zablokována prstencem trysek a nevnikla do konce rotoru výfuku turbíny turbodmychadla, což nezpůsobilo vážné mechanické nehody.
Jakmile je průměr odpojené části menší než otvor výstupního kanálu vzduchu prstence trysek, odpojená část se dostane do lopatek turbíny, což může způsobit poškození lopatek nebo dokonce znehodnotit celé turbodmychadlo, což má za následek značné ztráty.
Závitové spoje jsou náchylné k selhání při vysokých teplotách v důsledku nevhodného materiálu a montáže a také relaxace napětí. Uvolnění napětí šroubů při vysokých teplotách je typickým relaxačním jevem. Střední roh potrubí vzduchového chlazení kotouče turbíny na této lodi je spojen závitovým pouzdrem. Jakmile se připojený závit uvolní, vibrace uvolněného závitového pouzdra zesílí pod přenosem vibrací hlavního motoru a vibrací plynových nárazů. Stlačený vzduch cirkulující uvnitř průdušnice se ochlazuje, zatímco vnější strana průdušnice je vystavena vysokoteplotní erozi proudění výfukových plynů, což způsobuje nejen tepelné namáhání, ale také pulsující namáhání chladicí trubice turbínového kotouče.
Na základě poškození trubky vzduchového chlazení kotouče turbodmychadla lze usuzovat, že příčinou této poruchy je, že se nejprve uvolnila trubka vzduchového chlazení kotouče turbodmychadla pravého hlavního motoru v místě připojení středního závitového pouzdra. Uvolněná chladicí trubka utrpěla únavové selhání při opakovaném cyklickém tepelném namáhání a pulzujícím namáhání.
Poté, co dojde k výše uvedené poruše, vyšle výrobce zařízení poskytovatele služeb k výměně sestavy potrubí vzduchového chlazení disku turbodmychadla na pravém hlavním motoru a uvolněné závitové pouzdro potrubí vzduchového chlazení na levém hlavním turbodmychadle motoru je znovu dotažené. Konstrukce potrubí chlazení vzduchu turbodmychadla má vážné vady a musí být před použitím vylepšena. Než výrobce provedl na turbodmychadle nějaké vylepšení, bylo jediným řešením zkrátit interval prohlídek potrubí vzduchového chlazení kotouče turbíny, zkontrolovat a dotáhnout spojovací závitová pouzdra proti jejich povolení.
Existují dva plány na zlepšení: (1) Přepracování vzduchových chladicích potrubí disku turbíny turbodmychadla s použitím materiálů se silnější odolností proti únavě a přijetím spolehlivějších metod připojení; (2) Demontujte potrubí vzduchového chlazení kotouče turbíny a vyměňte kotouč turbíny, který nepotřebuje chlazení.