Pengoperasian ekonomis mesin diesel besar modern mengandalkan turbocharger gas buang, yang dapat meningkatkan tenaga mesin diesel sekitar 30%. Untuk memenuhi permintaan turbocharger pada mesin diesel berdaya tinggi, perusahaan MAN telah memanfaatkan pencapaian pengembangan dan teknologi manufaktur terkini, dengan mengandalkan pengalamannya dalam memproduksi mesin diesel dan turbocharger secara mandiri, untuk mengembangkan turbocharger seri TCA yang cocok untuk mesin diesel dengan tenaga berkisar antara 5400 hingga 30000 kW.
Sebuah kapal penyelamat dilengkapi dengan dua mesin diesel injeksi bahan bakar elektronik MAN6L48/60CR, dengan daya 7200kW × 2, dan setiap mesin utama dilengkapi dengan satu turbocharger TCA55-42W. Kecepatan maksimum rotor turbocharger selama pengoperasian jangka pendek adalah 19800r/mnt, dan kecepatan maksimum rotor selama pengoperasian berkelanjutan adalah 19400r/mnt. Tekanan dorongan maksimum dapat mencapai 4 bar, dan suhu masuk maksimum yang diijinkan dari turbin buang adalah 600 derajat.
Suatu hari ketika kapal sedang berlayar normal, komputer pemantau mesin utama sebelah kanan pada panel kendali ruang mesin tiba-tiba menampilkan alarm "tekanan udara pendingin cakram turbin rendah" dan memicu permintaan untuk mengurangi beban pada mesin utama sebelah kanan. Insinyur yang bertugas segera memberi tahu anjungan tentang situasi ini, dan beban mesin utama kanan harus dikurangi hingga di bawah 50% untuk pengoperasian. Setelah mendapat pemberitahuan tersebut, pengemudi langsung melakukan operasi pengurangan beban pada mesin utama sebelah kanan. Pada saat ini, teknisi menekan tombol reset alarm bisu di komputer pemantauan utama kanan panel kontrol, dan alarm tekanan pendinginan udara rendah pada disk turbin turbocharger menghilang.
Selanjutnya, instruksi manual untuk turbocharger mesin utama dikonsultasikan. Manual tersebut menetapkan bahwa beban maksimum disk turbin turbocharger mesin utama tidak boleh melebihi 70% tanpa peningkatan pendinginan udara (pabrikan menetapkan tekanan pendinginan disk turbin turbocharger sesuai dengan kecepatan turbocharger dalam program komputer pemantauan. Sekali tekanan pendinginan penyimpangan lebih besar dari nilai yang ditetapkan ± 50mbar, alarm akan dipicu setelah penundaan 60 detik, asalkan kecepatan turbocharger lebih besar dari atau sama dengan 11600r/mnt, dan pemantauan tekanan pendinginan cakram turbin turbocharger akan berlaku). Namun, manual tersebut tidak secara spesifik memberikan alasan rendahnya alarm tekanan udara pendingin pada cakram turbin turbocharger.
Sistem pendingin piringan turbin turbocharger ditunjukkan pada diagram.
Dari diagram terlihat bahwa sistem pendingin cakram turbin turbocharger terutama terdiri dari pipa pemasukan udara pendingin cakram turbin 2 (8), sensor tekanan pipa pendingin 4, pipa pemasukan sensor tekanan pendingin 3, dan sistem kendali host 5.
Penyebab utama rendahnya tekanan pendinginan udara pada cakram turbocharger di mesin utama adalah sebagai berikut: (1) Sensor tekanan pada pipa pendingin rusak, mengakibatkan alarm palsu; (2) Pipa masuk sensor tekanan pipa pendingin mengalami kebocoran udara sehingga menyebabkan sensor tekanan merasakan tekanan rendah; (3) Kebocoran pipa pendingin menyebabkan alarm tekanan pendinginan rendah.
Setelah kapal merapat, pengawas mesin terlebih dahulu melakukan uji kalibrasi pada sensor tekanan pipa pendingin booster mesin utama kiri dan kanan. Nilai pengujian sensor tekanan kiri dan kanan sama, dan kesalahan sensor tekanan dikesampingkan. Selanjutnya dilakukan pemeriksaan pada pipa intake sensor pipa pendingin mesin induk sebelah kanan, dan diketahui pipa dalam keadaan normal tanpa ada kebocoran udara.
Pipa intake pipa pendingin dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian dalam dan bagian luar. Pipa pemasukan udara pendingin untuk cakram turbin di sisi luar mudah diperiksa, tersambung dengan baik, dan tidak ada kemungkinan kebocoran udara. Selanjutnya pengawas mesin membongkar dan memeriksa pipa pendingin cakram turbin di ruang masuk gas buang turbocharger mesin utama sebelah kanan. Ditemukan bahwa sambungan selongsong berulir pada siku siku kanan pipa saluran masuk pendingin cakram turbin di ruang gas buang telah terlepas dan tersangkut pada cincin nosel bersama dengan sambungan pipa pendingin yang rusak pada akar pendingin. pipa.
Untuk alasan keamanan, dilakukan juga pemeriksaan pada pipa pendingin udara cakram turbin turbocharger mesin utama kiri, dan ditemukan bahwa baut selongsong pendingin udara pada ruang masuk turbin turbocharger mesin utama kiri hanya kendor dan tidak rusak.
Apabila terjadi kesalahan tersebut di atas, berarti kapal telah keluar dari pabrik kurang dari 1 tahun, dan mesin utama kiri dan kanan telah berjalan lebih dari 1000 jam dan masih dalam garansi. Personel manajemen kapal segera melaporkan situasi di atas kepada supervisor pemeliharaan armada dan penyedia layanan mesin utama. Setelah menerima umpan balik, pabrikan mesin utama sangat mementingkan dan mengirimkan penyedia layanan terkait untuk mengganti rakitan selongsong masuk mesin utama kanan dan mengencangkan kembali selongsong pendingin udara turbocharger mesin utama kiri. Komponen pipa pendingin udara cakram turbin yang terlepas terhalang oleh cincin nosel dan tidak masuk ke ujung rotor turbin knalpot turbocharger, sehingga tidak menyebabkan kecelakaan mekanis yang serius.
Jika diameter bagian yang terlepas lebih kecil dari bukaan saluran keluar udara cincin nosel, bagian yang terlepas akan masuk ke bilah turbin, yang dapat menyebabkan kerusakan pada bilah atau bahkan membuat seluruh turbocharger tidak berguna, sehingga mengakibatkan kerugian yang signifikan.
Sambungan berulir rentan terhadap kegagalan pada suhu tinggi karena bahan dan perakitan yang tidak tepat, serta relaksasi tegangan. Relaksasi tegangan baut pada suhu tinggi merupakan fenomena relaksasi yang khas. Sudut tengah pipa pendingin udara piringan turbin pada kapal ini dihubungkan dengan selongsong berulir. Setelah ulir yang tersambung menjadi longgar, getaran selongsong ulir yang longgar akan meningkat di bawah transmisi getaran mesin utama dan getaran dampak gas. Udara bertekanan yang bersirkulasi di dalam trakea didinginkan, sedangkan bagian luar trakea mengalami erosi aliran gas buang bersuhu tinggi, yang menyebabkan tidak hanya tekanan termal tetapi juga tegangan berdenyut pada tabung pendingin cakram turbin.
Berdasarkan rusaknya pipa pendingin udara cakram turbocharger, dapat disimpulkan bahwa penyebab kerusakan tersebut adalah pipa pendingin udara cakram turbocharger mesin induk kanan terlebih dahulu kendor pada sambungan selongsong ulir tengah. Pipa pendingin yang longgar mengalami kegagalan kelelahan akibat tekanan termal siklik yang berulang dan tekanan yang berdenyut.
Setelah kerusakan yang disebutkan di atas terjadi, pabrikan peralatan mengirimkan penyedia layanan untuk mengganti rakitan pipa pendingin udara dari disk turbocharger di mesin utama kanan, dan selongsong berulir longgar dari pipa pendingin udara di turbocharger mesin utama kiri diperbaiki. diperketat. Desain pipa pendingin udara turbocharger mempunyai cacat serius dan harus diperbaiki sebelum dapat digunakan. Sebelum pabrikan melakukan perbaikan apa pun pada turbocharger, satu-satunya solusi adalah memperpendek interval pemeriksaan pipa pendingin udara pada cakram turbin, memeriksa dan mengencangkan selongsong berulir penghubung agar tidak kendor.
Ada dua rencana perbaikan: (1) Mendesain ulang pipa pendingin udara pada cakram turbin turbocharger, menggunakan material dengan ketahanan lelah yang lebih kuat dan mengadopsi metode sambungan yang lebih andal; (2) Lepas pipa pendingin udara pada piringan turbin dan ganti piringan turbin yang tidak memerlukan pendinginan.