Ekonomični rad suvremenih velikih dizelskih motora oslanja se na turbopunjače na ispušne plinove koji mogu povećati snagu dizelskih motora za oko 30%. Kako bi zadovoljila potražnju za turbopunjačima u dizelskim motorima velike snage, tvrtka MAN je iskoristila najnovija razvojna dostignuća i proizvodnu tehnologiju, oslanjajući se na svoje iskustvo u samostalnoj proizvodnji dizelskih motora i turbopunjača, kako bi razvila TCA seriju turbopunjača prikladnih za diesel motori snage od 5400 do 30000 kW.
Brod za spašavanje opremljen je s dva dizelska motora MAN6L48/60CR s elektroničkim ubrizgavanjem goriva, snage 7200kW × 2, a svaki glavni motor opremljen je jednim TCA55-42W turbopunjačem. Maksimalna brzina rotora turbopunjača tijekom kratkotrajnog rada je 19800r/min, a najveća brzina rotora tijekom kontinuiranog rada je 19400r/min. Maksimalni tlak prednabijanja može doseći 4 bara, a najveća dopuštena temperatura ulaza ispušne turbine je 600 stupnjeva.
Jednog dana dok je brod normalno plovio, računalo za nadzor desnog glavnog motora na kontrolnoj ploči strojarnice iznenada je prikazalo alarm "nizak tlak zraka za hlađenje diska turbine" i pokrenulo zahtjev za smanjenjem opterećenja desnog glavnog motora. Dežurni strojar odmah je obavijestio komandni most o ovoj situaciji, a desni glavni motor mora biti smanjen na ispod 50% opterećenja za rad. Nakon primitka obavijesti vozač je odmah poduzeo operaciju smanjenja opterećenja na desnom glavnom motoru. U tom trenutku inženjer pritišće tipku za poništavanje alarma za isključivanje zvuka na desnom glavnom nadzornom računalu upravljačke ploče i alarm za niski tlak hlađenja zraka diska turbine turbopunjača nestaje.
Nakon toga je pregledan priručnik s uputama za turbopunjač glavnog motora. Priručnik propisuje da maksimalno opterećenje turbinskog diska turbopunjača glavnog motora ne smije prijeći 70% bez ikakvog hlađenja dodatnim zrakom (proizvođač postavlja tlak hlađenja turbinskog diska turbopunjača koji odgovara brzini turbopunjača u programu za praćenje računala. Nakon što je tlak hlađenja odstupanje veće od zadane vrijednosti ± 50mbar, alarm će se aktivirati nakon odgode od 60 sekundi, pod uvjetom da je brzina turbopunjača veća ili jednaka 11600 o/min, a nadzor tlaka hlađenja diska turbine turbopunjača će stupiti na snagu). Međutim, priručnik nije izričito naveo razlog za alarm niskog tlaka rashladnog zraka za turbinski disk turbopunjača.
Sustav hlađenja turbinskog diska turbopunjača prikazan je na dijagramu.
Iz dijagrama se može vidjeti da se sustav hlađenja diska turbine turbopunjača uglavnom sastoji od usisne cijevi 2 zraka za hlađenje diska turbine (8), senzora tlaka u rashladnoj cijevi 4, usisne cijevi 3 senzora tlaka hlađenja i glavnog upravljačkog sustava 5.
Glavni razlozi za nizak tlak zraka za hlađenje diska turbopunjača u glavnom motoru su sljedeći: (1) Senzor tlaka rashladne cijevi je oštećen, što dovodi do lažnih alarma; (2) Usisna cijev senzora tlaka cijevi za hlađenje je propustila zrak, uzrokujući da senzor tlaka osjeti nizak tlak; (3) Propuštanje cijevi za hlađenje uzrokuje alarm niskog tlaka hlađenja.
Nakon što je brod pristao, nadzornik motora prvo je proveo kalibracijski test na senzorima tlaka cijevi za hlađenje lijevog i desnog glavnog motora. Ispitne vrijednosti lijevog i desnog senzora tlaka bile su iste, a greška senzora tlaka je isključena. Naknadno je obavljen pregled usisne cijevi senzora cijevi za hlađenje desnog glavnog motora i utvrđeno je da je cjevovod normalan bez ikakvog propuštanja zraka.
Usisna cijev rashladne cijevi podijeljena je na dva dijela: unutarnji i vanjski dio. Cijev za dovod rashladnog zraka za turbinski disk s vanjske strane je laka za pregled, dobro spojena i nema mogućnosti propuštanja zraka. Naknadno je nadzornik motora rastavio i pregledao rashladnu cijev turbinskog diska u ulaznoj komori ispušnih plinova desnog glavnog turbopunjača motora. Utvrđeno je da je spoj s navojem na koljenu pod pravim kutom ulazne cijevi za hlađenje diska turbine u komori za ispušne plinove otpao i zaglavio se na prstenu mlaznice zajedno sa slomljenim spojem cijevi za hlađenje u korijenu hlađenja. cijev.
Iz sigurnosnih razloga također je obavljen pregled cijevi za hlađenje zraka lijevog turbinskog diska turbopunjača glavnog motora, te je utvrđeno da su vijci rukavca za hlađenje zraka u usisnoj komori turbine lijevog glavnog turbopunjača samo olabavljeni i nije oštećen.
Kada se gore spomenuti kvarovi dogode, brod je bio izvan tvornice manje od 1 godine, a lijevi i desni glavni motor radili su više od 1000 sati i još uvijek su pod jamstvom. Osoblje uprave broda odmah je izvijestilo o gore navedenoj situaciji nadzornika održavanja flote i pružatelja usluga glavnog stroja. Nakon primitka povratnih informacija, proizvođač glavnog motora pridao je veliku važnost i poslao relevantne pružatelje usluga da zamijene sklop usisne čahure desnog glavnog motora i ponovno zategnu čahuru za hlađenje zrakom turbopunjača lijevog motora. Odvojena komponenta cijevi za hlađenje zraka diska turbine bila je blokirana prstenom mlaznice i nije ušla u ispuh turbopunjača na kraju rotora turbine, što nije uzrokovalo ozbiljne mehaničke nezgode.
Nakon što 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.
Navojne veze su sklone kvaru na visokim temperaturama zbog neprikladnog materijala i montaže, kao i popuštanja naprezanja. Popuštanje naprezanja vijaka pri visokim temperaturama tipična je pojava opuštanja. Srednji kut cijevi za hlađenje zraka turbinskog diska na ovom je brodu spojen navojnom čahurom. Nakon što spojeni navoj postane labav, vibracija labave navojne čahure će se pojačati pod prijenosom vibracija glavnog motora i vibracija udara plina. Tlačni zrak koji cirkulira unutar dušnika se hladi, dok je vanjski dio dušnika podvrgnut visokotemperaturnoj eroziji protoka ispušnih plinova, uzrokujući ne samo toplinsko naprezanje, već i pulsirajuće naprezanje na rashladnoj cijevi turbinskog diska.
Na temelju 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 najprije olabavila na spoju srednje navojne čahure. Labava rashladna cijev pretrpjela je kvar uslijed zamora pod opetovanim cikličkim toplinskim naprezanjem i pulsirajućim naprezanjem.
Nakon što dođe do gore navedenog kvara, proizvođač opreme šalje dobavljača usluga da zamijeni sklop cijevi za hlađenje zraka diska turbopunjača na desnom glavnom motoru, a labavi rukavac s navojem cijevi za hlađenje zraka na lijevom turbopunjaču glavnog motora se popravlja 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 izvršio bilo kakva poboljšanja na turbopunjaču, jedino rješenje bilo je 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) Redizajniranje cijevi za hlađenje zrakom turbinskog diska turbopunjača, korištenjem materijala s većom otpornošću na zamor i usvajanjem pouzdanijih metoda povezivanja; (2) Uklonite cijevi za hlađenje zraka s diska turbine i zamijenite disk turbine koji ne zahtijeva hlađenje.