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Análisis y contramedidas para la falla del sistema de aceite lubricante del motor principal de una embarcación específica

Jan 28, 2025

1, fenómeno de falla

Durante el viaje del barco, el personal de servicio observó durante las inspecciones de rutina que la bomba eléctrica de aceite lubricante de reserva del motor principal arrancaba automáticamente de forma intermitente mientras el motor principal funcionaba normalmente. Antes de cada arranque automático, no hubo cambios anormales en las lecturas del manómetro de aceite lubricante, ni hubo alarmas de baja presión. Solo se iluminaron las luces de alarma para el arranque automático de las bombas eléctricas de reserva N° 1 y N° 2, y estas bombas arrancaron automáticamente simultáneamente. Después del arranque, la presión del aceite lubricante aumentó inmediatamente, seguido de un apagado automático de las bombas de reserva. Este proceso se repitió periódicamente. La temperatura del aceite lubricante del motor principal, la presión y temperatura del agua dulce y otros parámetros operativos se mantuvieron dentro de los límites normales. Después de una observación cuidadosa, se determinó que los frecuentes arranques automáticos de la bomba de aceite lubricante de reserva eléctrica no representaban una amenaza para el funcionamiento seguro del motor principal. El ingeniero jefe decidió continuar el viaje mientras se encargaba de mejorar el control de los parámetros y las condiciones de funcionamiento del motor principal. Al arribar a puerto se realizaron las siguientes acciones: desmontaje e inspección de la bomba de aceite lubricante del motor principal, limpieza del enfriador de aceite lubricante, reemplazo del presostato y limpieza del filtro grueso y filtro autolimpiante de la planta de lubricación. salida de aceite. Se descubrió que el fondo del filtro grueso contenía una cantidad significativa de lodo y virutas de pintura, y el orificio de llenado de aceite del dispositivo de conversión de la cavidad del filtro en el filtro autolimpiante estaba bloqueado por virutas de pintura. No se encontraron otras anomalías. Después de completar estas tareas de mantenimiento, el motor principal fue probado y operado normalmente, sin más arranques automáticos frecuentes de la bomba eléctrica de reserva.

 

2, análisis de fallas

Un análisis de los principios y características del sistema de aceite lubricante del motor principal revela varias causas potenciales de este mal funcionamiento:

1) Falla en el Sistema de Monitoreo de Velocidad (Sistema SPEED MONITOR):
Cuando la velocidad del motor principal cae por debajo de 200 r/min, la bomba de aceite lubricante de reserva eléctrica y la bomba de agua dulce de refrigeración de reserva eléctrica están diseñadas para arrancar automáticamente. Si el sensor de velocidad está dañado o tiene mal contacto, puede enviar una señal errónea, provocando que se activen varias bombas de reserva. Sin embargo, dado que solo la bomba de aceite lubricante de reserva arranca automáticamente, mientras que la bomba de agua dulce de reserva no, es probable que este problema no esté relacionado con el sistema de control de velocidad.

2) Arranque anormal de la bomba eléctrica de aceite lubricante de reserva causado por el interruptor de presión de aceite lubricante:
El interruptor de presión está diseñado para activar la bomba de aceite lubricante de reserva cuando la presión del aceite lubricante del sistema cae por debajo de 0.36 MPa. Un interruptor de presión que funciona mal también podría causar el arranque anormal de la bomba de aceite lubricante de reserva. Luego de reemplazar el presostato de aceite lubricante la falla persistió, descartándose este factor.

3) Fluctuaciones instantáneas de presión provocadas por el filtro de aceite lubricante autolimpiante:
Durante la operación, se observó que cada arranque automático de la bomba de aceite lubricante de reserva ocurría inmediatamente después de que el filtro autolimpiante completara su ciclo de limpieza automática. Esto sugiere una correlación entre los arranques irregulares de la bomba de aceite lubricante de reserva y el filtro autolimpiante. El manómetro de aceite lubricante del motor principal muestra la presión en el último cojinete principal, mientras que el interruptor de presión de aceite lubricante monitorea la presión en la entrada de aceite lubricante. La alarma de baja presión se activa con retraso. Por lo tanto, aunque hubo una breve fluctuación de presión en la entrada de aceite lubricante, que activó el interruptor de presión, la presión volvió rápidamente a la normalidad en muy poco tiempo, evitando que se disparara una alarma de baja presión y evitando lecturas anormales en la presión. indicador.

Para comprender cómo el filtro de aceite autolimpiante provoca fluctuaciones instantáneas de presión, a continuación se realiza un análisis detallado. El filtro de aceite autolimpiante utilizado en este recipiente es del tipo BOIIL&K RCH FLTER-BAU6.64 DN150. Su estructura y principio de funcionamiento se ilustran en las Figuras 2 y 3.

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Figura 2: El proceso de filtración de un filtro autolimpiante

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Figura 3: Proceso de retrolavado del filtro autolimpiante

En el modo de filtración (como se muestra en la Figura 2), el aceite lubricante ingresa a la cámara de distribución inferior 2 a través de la entrada 1 de la carcasa del filtro. Luego fluye desde la superficie exterior del elemento filtrante cilíndrico 3 hacia su interior, donde las impurezas quedan atrapadas y se adhieren a la superficie exterior del elemento filtrante. El aceite lubricante filtrado 4 se acumula en el espacio superior 5 encima del elemento filtrante y sale a través del tubo de salida 6. Una vez que la cámara del filtro se llena con aceite, se sella mediante el dispositivo de conmutación central 7 y se reserva como respaldo, mientras que el resto seis cámaras de filtrado continúan funcionando en modo de filtración. A medida que se acumulan más impurezas en la superficie exterior del elemento filtrante, aumenta la diferencia de presión entre el lado del aceite sucio y el lado del aceite limpio. Cuando este diferencial alcanza un umbral, el relé de diferencial de presión 8 envía una señal a la unidad de control, que inicia el proceso de retrolavado automático (como se muestra en la Figura 3).

Durante el retrolavado, el dispositivo de conmutación gira bajo el impulso de un motor eléctrico para aislar la cámara del filtro que requiere limpieza del flujo de líquido. Al mismo tiempo se abre para su funcionamiento la cámara reservada. El sistema de accionamiento neumático abre la válvula de drenaje de retrolavado 10 y la válvula de liberación de aire 11. El aire comprimido de la cámara de aire 12 ingresa a la cámara de filtro aislada a través del dispositivo de conmutación, realizando un lavado inverso para eliminar impurezas y parte del aceite lubricante, que son descargado a través de la válvula de drenaje hacia un filtro de recolección de desechos. Al finalizar la duración establecida del retrolavado, la válvula de drenaje y la válvula de liberación de aire se cierran, finalizando el proceso de retrolavado.

El dispositivo de conmutación de retrolavado tiene un orificio de llenado de aceite 13 conectado a la salida del filtro. Después del retrolavado, el aceite lubricante filtrado ingresa a la cámara del filtro a través de este orificio, desplazando el aire restante a través de la válvula de escape automática en la parte superior, asegurando que toda la cámara del filtro esté llena con aceite presurizado para uso en espera.

Según las características operativas del filtro autolimpiante, si la cámara del filtro de reserva no está completamente presurizada con aceite, se producirá una caída de presión cuando entre en línea.

Al desmontar el filtro autolimpiante del motor principal, se descubrió que el orificio de llenado de aceite del dispositivo de conversión (que se cierra durante el retrolavado) estaba bloqueado. Después de eliminar la obstrucción y volver a montar el filtro, se restableció el funcionamiento normal. Parece que el arranque automático de la bomba de aceite de reserva durante el funcionamiento del motor principal fue causado por el bloqueo del orificio de llenado de aceite en el mecanismo de conversión del filtro autolimpiante. Después del retrolavado de aire, la válvula de drenaje se cierra, sellando la salida de la cámara del filtro. Simultáneamente, la válvula de liberación de aire se cierra, deteniendo el flujo de aire comprimido hacia la cámara del filtro. En este punto, queda algo de aire en la cámara del filtro. Para prepararse para la operación, el aceite lubricante filtrado debe ingresar a la cámara del filtro a través del orificio de llenado de aceite para expulsar el aire y llenar la cámara con aceite. Si el orificio de llenado de aceite está bloqueado, el aceite necesario no puede ingresar a la cámara del filtro, dejando aire en el interior. Cuando se activa la cámara del filtro de reserva, inicialmente requiere que entre aceite y expulse el aire, estableciendo presión. Esto provoca fluctuaciones en la presión del aceite lubricante del sistema, lo que provoca una caída momentánea de la presión antes de ingresar al motor, lo que activa el interruptor de presión y hace que arranque la bomba de aceite de reserva. Debido al pequeño volumen de la cámara del filtro de reserva, la presión se recupera rápidamente, evitando que se active una alarma de baja presión y evitando lecturas anormales en el manómetro.

 

3,Contramedidas

Las secciones anteriores han discutido y analizado las causas del arranque frecuente de la bomba de reserva de aceite lubricante y el principio de funcionamiento del filtro autolimpiante. Para evitar que se repitan fallas similares, se recomiendan las siguientes contramedidas:

1) Mejorar el pretratamiento y la gestión del aceite lubricante:
- Al rellenar aceite lubricante, evite estrictamente que entren virutas de pintura y otras impurezas en el tanque de almacenamiento. Es aconsejable instalar una rejilla filtrante en la entrada del tanque de almacenamiento durante el repostaje.
- Después de cada mantenimiento del motor principal y del sistema de aceite lubricante, limpie minuciosamente las tuberías de aceite lubricante y realice una prueba de circulación de aceite. Asegúrese de contabilizar todos los equipos usados ​​para evitar dejar escombros en las tuberías.
- Evite la entrada de agua al cárter del motor principal para evitar la corrosión de la superficie interna, que puede provocar que la pintura se desprenda.
- Asegurar el funcionamiento eficiente del purificador de aceite lubricante manteniendo una separación continua. Utilice un caudal pequeño para acortar el tiempo de descarga de lodos y caliente el aceite a aproximadamente 85 grados para maximizar la eliminación de lodos e impurezas.

2) Mantenimiento y cuidado del filtro autolimpiante:
- Inspeccionar periódicamente todas las uniones de tuberías para detectar fugas.
- Mensualmente verificar el nivel de aceite del lubricador y limpiar el filtro de aire (en el sistema de aire comprimido).
- Realice un proceso de lavado manual antes de cada uso y semanalmente para garantizar que el proceso de lavado funcione correctamente.
- Desmontar y limpiar los componentes internos según las instrucciones del fabricante. Ajuste los intervalos de limpieza y aumente la frecuencia según sea necesario según el uso de aceite lubricante para garantizar que el filtro permanezca limpio y funcione correctamente.

3) Mantenimiento regular de filtros gruesos y filtros de aceite residual:
- Limpiar periódicamente el filtro de aceite grueso y el filtro de aceite residual después del filtro autolimpiante. Examine cuidadosamente la composición de las impurezas en los filtros, analice sus fuentes y tome medidas para prevenir fundamentalmente la generación de impurezas en el aceite lubricante.

4) Capacitación técnica y desarrollo de habilidades:
- El personal técnico y de sala de máquinas de la empresa debe priorizar el desarrollo de habilidades técnicas. Deben estar familiarizados con los principios de funcionamiento de los equipos bajo su jurisdicción y mejorar su capacidad para analizar y diagnosticar fallas en los equipos de la sala de máquinas.

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