Operation and maintenance manual service instruction content required for Dual Fuel marine main engine

Abstract

Käyttö- ja huolto-ohjekirjan sisältö suurissa laivamoottoreissa on ollut perinteisesti erittäin kattava. Ohjekirjan sisällön avulla käyttäjät, omistajat sekä ulkopuoliset toimijat ovat pystyneet tekemään suurimman osan moottorin elinkaaren aikana vaadittavista määräaikaishuolloista ilman moottorivalmistajan tukea. Erilaiset polttoaineet, kiristyvät vaatimukset moottorin suorituskyvylle, sekä päästöille tekevät laitteista kokoajan herkempiä vikaantumiselle, monimutkaisempia ja niiden huoltaminen alkaa vaatimaan enemmän erikoisosaamista. Wärtsilä on muuttanut käyttö- ja huolto-ohjekirjan rakennetta uusissa moottori tuoteperheissä, joissa huolto-ohjeet koostuvat käyttäjille ja kunnossapitäjille kohdistetuista työohjekorteista sekä Wärtsilän huoltoinsinööreille ja huoltoverstaille kohdistetuista sisäisistä työohjekorteista. Tämä työ tutkii huolto-ohjeiden määrittämistä asiakkaan käyttö- ja huolto-ohjekirjaan. Työssä käydään läpi suurien monipolttoainemoottorien perusteet, jotta voidaan ymmärtää tuotteen monimutkaisuus huollon näkökulmasta. Monipolttoaine laivamoottori käyttää sekä kaasumaista, että nestemäistä polttoainetta (mukaan lukien raskas polttoöljy). Kaasulla ajettaessa seos sytytetään pienellä määrällä nestemäistä polttoainetta, joten molemmat polttoainejärjestelmät ovat tärkeitä moottorin toimivuudelle. Muut moottorin järjestelmät saattavat vaikuttaa kaasulla ajamisen luotettavuuteen, jos ne eivät toimi kunnolla. Vertailua eri teollisuuskoneiden käyttö- ja huolto-ohjekirjojen välillä tehtiin hieman, jotta saataisiin käsitystä, poikkeaako ohjekirjan sisältö muiden valmistajien teollisuus koneiden ohjekirjoista. Kriittisyysanalyysi menetelmien teoriaosuudesta saa ymmärryksen, miten menetelmiä on hyödynnetty tässä tutkimuksessa. Lisäksi teoriaosuudessa on selvitetty tuotedokumentaation vaatimuksia merenkulkualan laitteistoissa selvittämällä luokituslaitosten vaatimuksia sekä standardeja. Vika analyysi moottorin tärkeille toiminnoille tehtiin, jotta voitiin selvittää kriittisimmät mahdollisten vikojen ja käyttöhäiriöiden syyt. Analyysissa tunnistettuja vikoja verrattiin olemassa oleviin työohjekortteihin, joiden avulla moottori saadaan takaisin normaaliin käyttökuntoon ja näin ollen pystytään myös tunnistamaan kriittiset työohjekortit, sekä niiden mahdolliset puutteet. Asiaa tutkittiin myös asiakkaan näkökulmasta suorittamalla asiakaskysely huoltopalvelujen, sekä teknisen tuen tarpeista eri merenkulkualan asiakas sektoreilla. Standardit tai merenkulkualan viranomaiset eivät anna tarkkoja määrityksiä mitä käyttö- ja huolto-ohjekirjan tulee sisältää tai mitä pakollisia varaosia laivalla pitää olla mukana. Yleisiä ohjeistuksia on olemassa, joita moottorinvalmistaja voi seurata, mutta lopullisen sisällön määrittää moottorin valmistaja, jonka pitää huomioida myös tuotteen turvallinen käyttö ja sen ylläpito merellä. Kriittiset huolto-ohjeet laivan monipolttoaine päämoottorille tutkittiin analysoimalla olemassa olevaa vikatila ja vaikutus analyysia, sekä luomalla vikapuu ja tarkennettu vikatila ja vaikutus analyysi keskittyen common rail järjestelmään, joka nähtiin kriittiseksi. Analyysien perusteella määritettiin lista kriittisistä vika syistä, joita verrattiin olemassa oleviin työohjekortteihin. Työohjekortit voitiin tämän perusteella järjestää operoinnin kannalta kriittisyyden mukaan ja tätä listaa tulisi hyödyntää kun tuotteen käyttö- ja huolto-ohjekirjan työohjekorttien sisältöä määritetään vastaavassa sovelluksessa. Asiakaskysely toteutettiin, jotta saataisiin asiakkaan näkemys eri merenkulkualan toimialoilla, kuinka tärkeänä he näkevät ulkopuoliset palvelut pääkoneiden käytössä ja niiden huoltamisessa. Kyselyn perusteella, asiakkaat pitävät ulkopuolisia huoltopalveluja hyvin tärkeänä osana huolto strategiaa.

The operation and maintenance manual content for large bore marine dual fuel engine products have been traditionally comprehensive by enabling operators, owners and outside contractors to utilize it to perform most of the needed maintenance during the equipment life cycle. The requirements for the product performance and emissions are continuously increas-ing which makes the equipment’s more complex from service point of view and requires high-er competence level from the service engineers to maintain the equipment’s. Wärtsilä has in-troduced a new type of service manual format for the next generation engine families where Operation & Maintenance (O&M) manual are for the operator and Owners including specific list of service work cards and Internal service work cards for the engineers and workshops. Ser-vice instruction content for the Operation & Maintenance manual for the Marine dual fuel (DF) main engine is studied in this thesis. This work deals with the basics of modern large bore marine DF engines, its´ controls and automation system to understand the level of complexity of the product. Marine DF engines can run with both gaseous and liquid fuels (including heavy fuel oil). When running in gas mode the mixture is ignited by liquid pilot fuel, so both fuel systems are important for opera-tion. Other engine systems may affect on the gas operation reliability in case they are not working properly. Benchmarking between different industry O&M manuals were performed to have a broader view of the subject and to find possible improvement ideas. Different criticality analysis methods used in this research were explained to understand how they were utilized in this thesis, since this is not the most usual application of the used methods. The requirements for the product documentation for the marine application machinery were investigated by look-ing into different classification societies rules and standards. Criticality analysis were per-formed to identify the possible failure causes with higher risk level. The identified failure caus-es were compared with existing service work card list to have criteria of importance for the service work cards. Second perspective for this research was taken from operators and own-ers’ side by executing customer online survey to understand the service level and technical support needs in their future life cycle management strategies. There are no clear regulations from marine industry authorities or standards when it comes to the content of O&M manual or safety spare parts on board. General recommendations are given which engine manufacturer can follow but, in the end, it is up to the engine manufacturer to define the O&M manual content to enable the safe operation of the equipment. Critical ser-vice instructions for marine large bore dual fuel engine were investigated by analysing existing Failure mode and effect analysis. Fault tree analysis was created and specific Failure mode and effect analysis for common rail fuel system in order to identify the critical service instruc-tions was executed. The list of critical service instructions should be reviewed when defining the final content of the service work cards in the Operation and maintenance manual. Custom-er research was executed to find out the asset management strategies on different marine business segments. The main target of the survey was to understand if there are differences in the view of utilizing the maintenance services provided by external contractors and what is the overall view. Results from the survey were that the provided maintenance services are of high importance for the customers in each business segments which supports the new manual approach.