对Yanmar副机高温冷却水泵断轴事故的探讨

1、故障现象和经过

某轮辅机型号为YANMAR 6EY18AL，功率550KW，额定转速为900转，出厂日期为2010年11月份。从今年一月份二管轮发现3号辅机高温淡水泵机械轴封漏水，于是对其进行大修保养。拆解后发现机械轴封严重偏磨，泵轴锈蚀严重，于是更换了泵轴、轴承、机械轴封和油封，装复后试车正常。

三月份某日3号辅机突然出现高温冷却淡水低压警 ，接着出现高温淡水高温警 ，停车跳电，备用辅机自动起动连网运行。根据警 显示初步判断事故原因应该是高温淡水泵出现了故障。于是对3号辅机高温淡水泵进行拆解，发现泵轴断掉。如图1所示，轮机人员甚是惊讶，才刚刚换新不久的泵轴，竟然从泵轴与叶轮联接处断掉，观察发现叶轮边缘有轻微擦痕。怀疑是泵轴弯曲，并没有在意。恰好船上还有一只同型号的备用泵轴，更换后装复，进行试车，运行正常。

图1-1

图1-2

五月份末日上午，船舶正在航行途中，3号辅机高温淡水冷却水泵的泵壳端盖中心检查孔螺栓飞出，接着大量的冷却水喷出。二管轮马上起动备用辅机，并网运行，然后将3号辅机解列、停车，并关闭了冷却水阀。待温度稍微降低时，对3号辅机高温冷却水泵进行再次拆解检查，发现泵壳端盖有一条大约15cm长的裂缝，已无法使用。泵轴与叶轮联接处未断，但是叶轮与背部的泵壳间距明显增大，泵轴受扭力作用变细伸长。此时船上已经没有可用的备用泵轴和泵壳。轮机长紧急申请了备用的泵轴和泵壳，船舶靠泊沙特朱拜勒后，备件供船。如图1所示，新泵轴与现在使用的泵轴安装尺寸不对。由于租家计划在沙特装货开坦桑尼亚达累斯萨拉姆卸货，然后莫桑比克马普托和南非德班装货开往中国。以上四个港口都需要使用船上的克林吊和抓斗进行作业。机舱部压力较大，轮机长和公司机务通过卫通沟通后，得知此批备件是在2017年船舶坞修时，由船厂加工供船的。新的备用叶轮最快也要在船经过新加坡时供应上船。

图2新旧泵轴对比

2、故障原因及分析

新供应上船的新泵轴和原来使用的旧泵轴和叶轮的联接均是通过反旋螺纹实现的。对新泵轴和折断的旧泵轴进行测量分析。发现旧泵轴与叶轮的联接反旋螺纹为M22X2.5，新泵轴与叶轮的联接反旋螺纹为M24X1.5。由此可知旧泵轴为粗牙螺纹，新泵轴为细牙螺纹。首先，我们来计算一下两种螺纹的承载能力。按照公式先计算出应力截面积，应力截面积是单个螺纹的截面应力参数和螺距的旋合长度无关。公式如下：As=0.7854*（d-0.9382p）2

As-螺纹的应力截面积，mm2 ;

d-外螺纹大径的基本尺寸，mm;p-螺纹的螺距，mm。

一般情况下，泵轴的材质为45号钢，其抗拉强度σb（Mpa）≧600

承载能力N=σb*As （N）

于是新泵轴的螺纹截面承载能力为10.647 KN；

旧泵轴的螺纹截面承载能力为9.262KN。

显而易见，加工的旧泵轴的承载能力远不如新泵轴的承载能力强。

另外，我们都知道螺纹的牙距不同，则螺距大小也不同。粗牙螺距大，承载能力大；细牙螺距小，承载能力弱。但细牙螺距由于螺距小，有利于螺纹的自锁。适用于温度较高，震动较大的场合。而辅机高温淡水冷却水泵水温经常在70-85℃之间变化。且在起动和停车的过程中，震动较大，细牙螺纹可以有效的防止松动。

3.故障解决方案

既然泵轴折断的原因已经找到，是船厂加工备件的强度不够导致。换用新的原厂备品就可以了。经过仔细的翻阅Yanmar 辅机的6EY18A(L)说明书，发现船厂加工的旧的泵轴适用于型号为6EY18A转速为720转或750转的辅机，新品备件适用于6EY18AL转速为900转或1000转的辅机。二者的备件图均为M46623-40-51a-00，新泵轴部件号为146623-42250，旧泵轴部件号为146673-42210.至此问题终于真相大白。可能是产品改进，导致备品申请环节出现的错误。

图3

4.结束语

针对本轮辅机高温淡水冷却泵泵轴的折断，由于使用的是船厂加工件，首先让人怀疑的是材料的材质问题。没有对其根本原因进行深究，导致走了弯路。给故障的排除带来了一定的难度。

轮机人员对技术说明书的研究不够深入，也是主要的原因。平时没有做好备件的管理工作。导致不同机型的备件混用。