Ekonomičan rad modernih velikih dizel motora oslanja se na turbo punjače izduvnih gasova koji mogu povećati snagu dizel motora za oko 30%. Kako bi zadovoljila potražnju za turbopunjačima u dizel motorima velike snage, kompanija MAN je iskoristila najnovija razvojna dostignuća i proizvodnu tehnologiju, oslanjajući se na svoje iskustvo u samostalnoj proizvodnji dizel motora i turbopunjača, kako bi razvila TCA seriju turbopunjača koji su pogodni za dizel motori snage od 5400 do 30000 kW.
Spasilački brod je opremljen sa dva dizel motora MAN6L48/60CR s elektronskim ubrizgavanjem goriva, snage 7200kW × 2, a svaki glavni motor opremljen je jednim TCA{5}}W turbo punjačem. Maksimalna brzina rotora turbopunjača pri kratkotrajnom radu je 19800r/min, a maksimalna brzina rotora tokom kontinuiranog rada je 19400r/min. Maksimalni pritisak prednapona može dostići 4 bara, a maksimalna dozvoljena temperatura na usisu izduvne turbine je 600 stepeni.
Jednog dana dok je brod normalno plovio, desni kompjuter za nadzor glavnog motora na kontrolnoj tabli strojarnice iznenada je prikazao alarm "nizak pritisak zraka za hlađenje turbinskog diska" i pokrenuo zahtjev za smanjenjem opterećenja desnog glavnog motora. Dežurni inženjer je odmah obavijestio most o ovoj situaciji, a desni glavni motor mora biti smanjen na ispod 50% opterećenja za rad. Nakon što je primio obavještenje, vozač je odmah poduzeo operaciju smanjenja opterećenja na desnom glavnom motoru. U ovom trenutku, inženjer pritisne dugme za resetovanje alarma za isključivanje zvuka na desnom glavnom monitorskom kompjuteru kontrolne table, a alarm niskog pritiska vazdušnog hlađenja turbinskog diska turbopunjača nestaje.
Nakon toga, konsultovan je priručnik za upotrebu turbo punjača glavnog motora. Uputstvom je propisano da maksimalno opterećenje turbo diska turbo punjača glavnog motora ne može preći 70% bez ikakvog hlađenja pojačanim vazduhom (proizvođač postavlja pritisak hlađenja turbinskog diska turbo punjača koji odgovara brzini turbopunjača u kompjuterskom programu za praćenje. Jednom pritisak hlađenja odstupanje veće od zadate vrijednosti ± 50mbar, alarm će se aktivirati nakon kašnjenja od 60 sekundi, pod uslovom da je brzina turbopunjača veća ili jednaka 11600r/min i da će nadzor tlaka hlađenja turbine turbopunjača stupiti na snagu). Međutim, priručnik nije posebno naveo razlog za alarm niskog tlaka rashladnog zraka za turbinski disk turbopunjača.
Sistem hlađenja turbinskog diska turbopunjača prikazan je na dijagramu.
Iz dijagrama se može vidjeti da se sistem hlađenja turbinskog diska turbopunjača uglavnom sastoji od usisne cijevi za zrak 2 (8) turbine diska za hlađenje, senzora tlaka cijevi za hlađenje 4, usisne cijevi senzora tlaka hlađenja 3 i upravljačkog sistema domaćina 5.
Glavni razlozi za niski pritisak vazdušnog hlađenja diska turbopunjača u glavnom motoru su sledeći: (1) Senzor pritiska rashladne cevi je oštećen, što dovodi do lažnih alarma; (2) Usisna cijev senzora tlaka cijevi za hlađenje je propuštala zrak, što je uzrokovalo da senzor pritiska osjeća nizak pritisak; (3) Curenje rashladne cijevi uzrokuje alarm niskog tlaka hlađenja.
Nakon što je brod pristao, nadzornik motora je prvo izvršio kalibracijski test na senzorima tlaka cijevi za hlađenje lijevog i desnog glavnog pojačivača motora. Ispitne vrijednosti lijevog i desnog senzora tlaka bile su iste, a greška senzora tlaka je isključena. Naknadno je izvršena kontrola usisne cijevi senzora rashladne cijevi desnog glavnog motora i utvrđeno je da je cjevovod normalan bez curenja zraka.
Usisna cijev za hlađenje podijeljena je na dva dijela: unutrašnji i vanjski dio. Usisna cijev rashladnog zraka za disk turbine sa vanjske strane je laka za pregled, dobro povezana i nema mogućnosti curenja zraka. Nakon toga, nadzornik motora je rastavio i pregledao rashladnu cijev turbinskog diska u ulaznoj komori izduvnih gasova desnog glavnog turbopunjača motora. Utvrđeno je da je navojni spoj čahure na koljenu pod pravim kutom ulazne cijevi za hlađenje turbinskog diska u komori izduvnih plinova otpao i zaglavio se na prstenu mlaznice zajedno sa slomljenim spojem cijevi za hlađenje u korijenu rashladne komore. cijevi.
Iz sigurnosnih razloga izvršen je pregled i na cijevi za hlađenje zraka lijevog glavnog turbopunjača turbinskog diska i utvrđeno je da su vijci čahure za hlađenje zraka u usisnoj komori turbine turbopunjača lijevog glavnog motora samo olabavljeni i nije oštećena.
Kada se pojave gore navedeni kvarovi, brod je bio van tvornice manje od 1 godine, a lijevi i desni glavni motori rade više od 1000 sati i još uvijek su pod garancijom. Osoblje za upravljanje brodom je odmah prijavilo gornju situaciju nadzorniku održavanja flote i dobavljaču usluga glavnog motora. Nakon što je dobio povratnu informaciju, glavni proizvođač motora je pridao veliku važnost i poslao relevantne servisere da zamjene desni sklop usisne čaure glavnog motora i ponovo zategnu lijevu čahuru za hlađenje zraka turbopunjača glavnog motora. Odvojeni dio cijevi za hlađenje zraka turbine bio je blokiran prstenom mlaznice i nije ušao u kraj rotora turbine turbopunjača, što nije izazvalo ozbiljne mehaničke nesreće.
Kada je promjer odvojenog dijela manji od otvora izlaznog kanala prstena mlaznice, odvojeni dio ulazi u lopatice turbine, što može uzrokovati oštećenje lopatica ili čak učiniti cijeli turbopunjač beskorisnim, što rezultira značajnim gubicima.
Navojni spojevi su skloni kvaru na visokim temperaturama zbog nepravilnog materijala i montaže, kao i opuštanja naprezanja. Relaksacija napona vijaka na visokim temperaturama tipičan je fenomen opuštanja. Srednji ugao cijevi za hlađenje zraka turbinskog diska na ovom brodu spojen je navojnom čahurom. Kada se spojeni navoj olabavi, vibracija labave čahure s navojem će se pojačati pod prijenosom vibracija glavnog motora i vibracije udara plina. Vazduh pod pritiskom koji cirkuliše unutar dušnika se hladi, dok je spoljašnji deo dušnika podvrgnut visokotemperaturnoj eroziji toka izduvnih gasova, uzrokujući ne samo termički stres već i pulsirajući stres na rashladnoj cevi turbinskog diska.
Na osnovu oštećenja cijevi za hlađenje zraka diska turbopunjača, može se zaključiti da je uzrok ovog kvara to što je cijev za hlađenje zraka diska turbopunjača desnog glavnog motora prvo olabavila na spoju srednjeg navoja. Labava rashladna cijev pretrpjela je kvar zbog zamora pod ponovljenim cikličnim termičkim stresom i pulsirajućim naprezanjem.
Nakon što dođe do gore navedenog kvara, proizvođač opreme šalje servisera da zamijeni sklop cijevi za hlađenje zraka diska turbopunjača na desnom glavnom motoru, a labavi navojni rukavac cijevi za hlađenje zraka na lijevom glavnom turbopunjaču motora se vraća zategnuti. Dizajn cijevi za hlađenje zraka turbopunjača ima ozbiljne nedostatke i mora se poboljšati prije nego što se može koristiti. Prije nego što je proizvođač napravio bilo kakva poboljšanja turbopunjača, jedino rješenje je bilo skratiti interval pregleda za cijevi za hlađenje zraka turbinskog diska, pregledati i zategnuti spojne navojne čahure kako bi se spriječilo njihovo olabavljenje.
Postoje dva plana poboljšanja: (1) Redizajnirajte cijevi za hlađenje zraka turbinskog diska turbopunjača, koristeći materijale sa većom otpornošću na zamor i usvajajući pouzdanije metode povezivanja; (2) Uklonite cijevi za hlađenje zraka turbinskog diska i zamijenite turbinski disk koji ne zahtijeva hlađenje.