中国船检杂志社|堵塞的自清滤器
近日 ， 某外籍油化两用船在完成修理 ， 自船厂泊位驶离后约30分钟 ， 船舶主机突然减速引发船舶失控 ， 所幸与周边其它船舶没有碰撞危险 。 经过检查及现场调查发现 ， 该船在开航后不久 ， 机舱集控室显示主机系统滑油进机压力降至0.16MPa ， 远低于系统设定的报警值 ， 引发系统报警 ， 进而引发主机保护性自动降速 。 那是什么原因导致主机系统滑油压力降低的呢？
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通过对船舶机舱报警记录和维修保养记录的观察 ， 并询问了轮机长 ， 得知在船舶故障发生后 ， 船员将主机滑油系统的自清滤器更换到旁通滤器后 ， 系统滑油压力恢复正常 。 这样的话 ， 可以排除这个险情由冷却、滑油泵压力或报警保护单元误触发的原因导致 ， 故直接将故障原因锁定在系统中的滑油自清滤器 。
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自清滤器工作原理
自清滤器通过自动控制 ， 在不中断过滤的情况下 ， 自动完成对滤芯的反向冲洗 。 其能延长滤芯的使用寿命、节省滑油消耗 ， 降低工作强度 。 目前船用滑油滤清器多采用网状滤芯 ， 利用压缩空气进行反冲洗 。 一般包括反冲洗滤器本体、转换阀、旁通滤器（旁通滤器未显示在下面两图中 ， 用于紧急情况下手动切换使用）和污油滤器等组成 。 本体有多个滤筒 ， 每个滤筒内设置1到数根滤芯 ， 每个滤筒作为1个过滤单元 。 一般情况下 ， 其中1个滤筒作为备用过滤单元 ， 而其他数个滤筒正常工作 。
1、过滤状态
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【中国船检杂志社|堵塞的自清滤器】图1 处于过滤状态的自清滤器
滑油从滤器底端进入滤器 ， 经工作状态的滤筒过滤后 ， 从滤器的上端流出 。 滑油是从滤芯的外部经滤网过滤后从滤芯内部流出 ， 杂质被截留在滤网外部(也有部分型号的自清滤器 ， 是从内到外过滤 ， 杂质被留存在滤网内部 ， 如Kanagawa kiki kogyo生产的K8E型) 。 此时 ， 空气马达不转 ， 空气阀和排污阀关闭 。 转换阀通过位置的旋转决定其中一个滤筒处于备用状态 ， 其他滤筒处于工作状态 。
2、反冲洗状态
随着滤筒内滤芯上附着的杂质不断增加 ， 滤器进出口的压差会不断升高 。 当压差累积到设定值后 ， 控制系统给出反冲洗命令 。 电机转动带动转换阀将备用过滤筒投入工作状态 ， 滤器进出口压差下降并通过限位开关命令电机停转 。 邻近一个过滤筒脱离过滤状态 ， 转为待反冲状态 。
这时 ， 空气马达转动 ， 排污阀和空气阀同时打开 ， 空气瓶内的空气高速进入待冲洗滤筒 ， 从滤芯的内部向外吹洗 ， 这样滤芯外部的杂质和液体一同从排污阀出口流出 。 反冲结束后空气马达关闭 ， 空气阀和排污阀关闭 ， 空气瓶重新充气 。 同时 ， 在转换阀上有一个小孔会将经过滤的滑油充入刚被冲洗完的滤筒 ， 其中的残余空气则通过自动排气阀排出滤筒 。 当补液结束后 ， 滤筒内充满干净的滑油 ， 该滤筒就转换为备用滤筒 ， 直至下一次反冲洗指令 ， 再投入过滤过程中去 。
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图2 处于反冲洗状态的自清滤器
故障原因分析
由上述可见 ， 组成自清滤器的多个部件中 ， 只要有一个异常将直接或间接影响到滤器的正常工作 ， 从而导致压差的持续增大 。 在滤器进口压力不变的情况下 ， 压差的持续增大 ， 意味着进机滑油压力的持续下降 。 通常出现压差持续增大 ， 针对滤清器本身一般针对以下内容开展检查：
驱动齿轮是否转动 ， 如果没有有效转动 ， 将导致备用滤筒和过滤滤筒之间无法替换 ， 导致过滤滤筒一直处于工作状态 ， 导致杂质逐步增多 ， 压差上升 。
过滤器内部控制冲洗臂的棘轮是否转动 ， 不转动 ， 不能起到反冲洗效果 。
反冲洗卸放阀无法正常开启 。 多由于空气瓶压力不足 ， 或者电磁阀故障导致 。 需要提高空气压力 ， 替换电磁阀 。
本次故障中 ， 该船滤清器的实际情况否定了这些问题的存在 ， 所以焦点自然而然地集中到滤芯上了 ， 这是因为润滑油在使用过程中 ， 特别是在主机曲轴箱内循环使用后会因混入的其他物质而逐步变质 ， 影响润滑油的工作性能 。 混入的物质可能包括海水、淡水、灰尘 ， 金属碎屑和焊渣等 。 海水和淡水的混入 ， 会导致滑油乳化 ， 导致滑油变质 ， 影响性能；灰尘、金属碎屑进入滤器 ， 会逐步堵塞滤器 。
经进一步了解：该船在安全靠泊后 ， 船员更换了所有滤芯并测试正常 。 在拆下来的滤芯上发现附着的一层固体干结杂质 ， 清楚说明了该故障的真实原因：滤器堵塞导致滑油进机压力低 ， 引发系统报警 。 根据这一情况 ， 可以推测：在故障发生当时的主机运转过程中 ， 由于滤器堵塞 ， 滑油自清滤器的压差计监测到较大的压差 ， 一直在尝试反冲洗过程 ， 但由于干结较为严重 ， 反冲洗一直未能降到合理的压差范围 ， 导致系统滑油压力降低 。
然而 ， 在整个检查和调查过程中耐人寻味的是：该滑油自清滤器中滤芯在进厂修理前不久整体更换 ， 远没有达到建议的清洗周期 ， 那为什么会出现这种情况呢？
经过进一步的观测 ， 我们发现滤棒上的附着物呈硬结状态 ， 应该是滤器长时间未使用滤器本身所附着杂质干结导致的 。 该船在船厂进行了为期20天修理 ， 期间滑油系统内滑油排空 ， 滑油管路一直处于停用状态 ， 滤芯上附着杂质逐步干结 ， 堵塞了滤棒上的部分细小滤孔 。
相关建议
本次事件发生船舶长期修理(搁置)的情况下 ， 滤芯上杂质干结导致滤器堵塞 ， 发生的概率非常小 ， 容易被忽视 。 这也提醒我们 ， 小概率也可能引发大问题 。 针对本起事件 ， 结合船舶滑油系统常见问题 ， 笔者总结了几点建议供参考 。
1、严格按照系统滤清器的使用说明进行维护和保养
包括定期清洗和更换滑油滤清器滤芯 ， 检查润滑系统的密封性 ， 发现问题及时紧固和调整 。 如本案例中的船舶 ， 滤芯更换尚未到达其更换周期要求 ， 但由于长时间系统搁置而导致了堵塞 。
笔者翻阅了多种滑油滤清器的使用手册 ， 一般建议在滤器使用500次反冲洗后 ， 取出滤芯进行检查；然后是每5000次 ， 要取出滤芯检查 。 建议每10,000次冲洗后 ， 或者认为必要的任何时候 ， 更换全部滤芯 。 笔者认为 ， 本船的滑油系统停用了20余天 ， 应该属于使用手册中“认为必要的任何时候”的情况 ， 可能不需要更换全部滤芯 ， 但至少应该做到滤芯的取出检查 。 如果这样做了 ， 该故障可以完全得以避免 。
2、做好滑油系统的日常维护
滑油分油机 ， 如果其分离性能不达标 ， 会导致滑油内水分超标、杂质含量较多 。 较大水分导致滑油乳化 ， 杂质含量高 ， 都会导致滤网表面附着物增加速度较快 ， 易堵塞滤网 ， 如果滤清器的清洗间隔没有及时调整到位 ， 则滤清器的反冲洗不能达到期望的效果 ， 会缩短滤清器的使用寿命 。 滑油预热 ， 在冷机状态下运行 ， 如果滑油预热没有达到预定的温度 ， 则系统内滑油粘度过大 ， 导致其经过滤网的能力减弱 ， 形成假堵塞 ， 产生较大的压差 ， 亦会产生滑油低压可能 。
3、注重厂修后的恢复性检查
笔者所在的崇明长兴地区 ， 以海洋装备建造和船舶修造厂为主要行业 ， 在2019年就曾发生过2艘次VLCC在厂修后由于开航前测试不到位 ， 在开航后不久发生机电故障的事件 ， 而后究其原因 ， 都是很小的问题 ， 如高压油管旋拧不紧导致泄露等 。
建议厂修船舶在恢复航行状态前 ， 对船舶主要系统开展检查 ， 对船舶各个系统进行逐一排查 ， 消除影响机器安全运行的隐患 ， 避免小问题导致大事件 。 结合本案的情况 ， 笔者认为船舶一旦进入船厂 ， 如果停止滑油循环系统 ， 则再次运转滑油系统时 ， 一定要仔细人工检查滤清器各个滤室的压差情况 ， 最好按照滤清器保养须知的要求 ， 取出滤芯进行检查或人工清洗 ， 确保滤器能够正常工作 ， 输出足够压力的滑油供向主机 。
本案船舶在厂修后的恢复性检查没有做到位 ， 是毋庸置疑的 。 经过调查 ， 该船一直严格按照系统提示的时间间隔对设备进行维护保养 ， 在正常情况下 ， 这样做是没有问题的 。 问题是没有考虑到排空滑油系统可能带来的干结情况 ， 也没有采取有效的检查和恢复手段 。 缺乏此方面的风险意识和管控手段 。
以上是笔者结合滑油系统及自滤清器的工作原理 ， 基于个人对该起故障的认识和理解 ， 所提出的一些建议 ， 以期能够引发同业人员对于此类小概率问题的关注 ， 加强检查和保养 ， 从而避免类似故障的发生 ， 降低船舶安全风险 。
申伟 ， 崇明海事局长兴海巡执法大队大队长 ， A类船舶安全检查员 。 2001年进入海事系统后 ， 一直从事船舶监督类执法工作 ， 累计完成750艘次FSC ， 170艘次PSC 。 曾先后获得上海市青年岗位能手、直属海事系统优秀青年和直属海事系统优秀共产党员等荣誉称号 。
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