Въведение
Дизеловият двигател 8DK28 се използва широко в корабни двигатели, спомагателни двигатели и товарни електроцентрали, с единична мощност от 2500 kW/750 (r/min)- ¹).
По време на работа обаче се получават чести счупвания и пукнатини на буталата, което причинява сериозни икономически и репутационни загуби. Ние анализираме причините за счупванията на буталата и необичайното износване на цилиндровите втулки при този тип машини и предоставяме съответните противодействия.
1, Описание на феномена на аварията
Първият инцидент се случи на 9000-тонния кораб за насипни товари № 9 Fusheng в Тиендзин.
На 25 януари 2005 г., когато корабът плаваше на 3 морски мили от пристанище Ксиамен, екипажът откри, че капакът на ревизионния отвор на 8-ия цилиндър на дизеловия двигател 8DKM-28 е бил пробит от дупка.
Главният инженер нареди проверка за спиране и установи, че буталото на 8-ия цилиндър е счупено и има необичайно повърхностно износване; Ненормално износване на бутални щифтове; Има много железни частици по щифтовия лагер на коляновия вал; В масления филтър също има железен прах. Корабът е работил само над 1700 часа от доставката до появата.
През следващите три години се случиха 180 такива случая последователно, причинявайки преки икономически загуби от близо 2 милиона юана.
2, Анализ на причината за повредата
За да се разкрие истината за инцидента и да се предотврати повторната поява на подобни неизправности, сервизният персонал на нашата компания извърши цялостен преглед на всички бутала, биели, цилиндрови втулки, основни лагери, биелни лагери и бутални щифтове на дизеловия двигател на 27 януари 2005 г. Установено е, че буталата на цилиндрите 1-8 са с различна степен на пукнатини.
Буталото на 8-ми цилиндър е напълно разбито в леглото на буталния болт; При демонтаж и оглед на лагера на щифта на коляновия вал се установи наличие на метален прах върху лагера, както и голямо количество метален прах върху филтърния елемент. Имаше натрупване на въглерод и необичайно износване на буталния болт и буталния пръстен.
След анализ, причините за пукнатини, раздробяване и необичайно износване на буталния болт са следните.
1. Лошо качество на смазочното масло
Статистиката установи, че качеството на смазочното масло на всеки кораб, претърпял такива аварии, не отговаря на определените изисквания, а примеси като алуминий и ванадий сериозно надвишават стандарта. Частици примеси, като алуминий и ванадий, навлизат в междината между обшивката на щифта на коляновия вал и буталния щифт и под въздействието на външна сила в крайна сметка причиняват необичайно износване на облицовката на буталния щифт на вала и буталния щифт.
2. Неразумна структура на буталото и неквалифицирано качество на изработка
а. От доставката и експлоатацията на дизеловия двигател 8DKM-28 повече от 180 бутала са претърпели пукнатини или фрагментации. От наблюдението на счупването и появата на пукнатини, всички те се появяват в областта на еластичната опора на леглото на буталния болт.
Теоретичната дебелина на стената на тази зона е относително тънка, само 3,5 mm; След отливането дебелината на стената на заготовката е неравномерна. При дисекцията се установява, че най-тънката част е само около 3 мм, което причинява пукнатини или счупвания на буталото под действието на страничен натиск. Това е една от причините за счупване на буталото.
b. По чертеж буталото трябва да е конусовидно, но след измерване на борда се установи, че буталата на 7-ми и 8-ми цилиндър по принцип са дебели от горе до долу и са типични прави цилиндрични бутала.
3. Горивната тръбопроводна система не е обвита с изолационен слой
Съгласно разпоредбите, когато се изгаря тежко гориво, външната горивна тръба трябва да бъде обвита с изолационен слой.
При инспекция от обслужващия персонал обаче беше установено, че тръбопроводната система за гориво, приблизително на 35 м от захранващия блок за гориво до входа за гориво на основния двигател, не е обвита с изолационен слой, което води до понижаване на температурата, когато мазутът влезе в дизела двигател (само 103 градуса, посочен като 130 градуса) и висок вискозитет, достигащ 18ct (посочен като входящ вискозитет на гориво от 13-14t).
Когато дизеловият двигател работи по този начин, разпръскването на горивото е лошо, горенето се влошава, което води до натрупване на въглерод в буталото и буталните пръстени, което от своя страна изгаря горната част; Причиняване на изтичане на бутални пръстени, причиняващо разлагане на смазочното масло между буталото и цилиндровата обшивка, което затруднява образуването на масления филм, което води до сухо триене между буталото и цилиндровата обшивка, което от своя страна причинява необичайно износване на буталото и цилиндъра подложка. Под действието на страничната тяга буталото в крайна сметка се напуква и счупва.
Това е основната причина за счупване на буталото.
4. Няма конфигуриран модул за предварително нагряване
Последствията от неконфигуриране на модул за предварително загряване могат да доведат до ниска температура на смазочното масло в дизеловия двигател, слаб поток, висок вискозитет, относително намалено подаване на гориво, недостатъчно подаване на масло върху вътрешната повърхност на цилиндровата обвивка, сухо триене между обшивката на цилиндъра и бутало и необичайно износване на цилиндровата втулка и буталото по време на стартиране (особено при ниски температури).
Тъй като износването се засилва, под действието на термични и механични натоварвания, буталото започва да се напуква и в крайна сметка се счупва в леглото на буталния болт с най-слаба дебелина на стената.
5. Липса на промиване на тръбопроводната система за смазочно масло и гориво преди скачване
Съгласно разпоредбите тръбопроводите за смазочно масло и гориво на борда на кораба трябва да се промият преди скачване с дизеловия двигател.
Въпреки това, за да спести разходи, корабостроителницата не е промила напълно тръбопроводната система за смазочно масло и гориво на кораба преди акостирането. При промиването на смазочното масло и горивото, заваръчната шлака, мръсотията и други отпадъци в тръбопровода постепенно се отлепиха и навлязоха в дизеловия двигател, причинявайки необичайно износване на цилиндровите втулки и буталните пръстени, което в крайна сметка доведе до прегряване и напукване на буталото.
6. Силно леко изтичане на бутални пръстени и нестабилно покритие
Ако има леко изтичане или отлепване на покритието върху буталния пръстен, което води до лошо уплътнение и протичане на газ под високо налягане между цилиндровата втулка и буталото, повреждайки филма на смазочното масло, причинявайки адхезивно износване на цилиндровата втулка и буталния пръстен, което води до необичайно износване на цилиндровата обшивка и буталния пръстен и в крайна сметка води до прегряване и счупване на буталото.
3, Предприети мерки
а. Призовайте корабособственика да закупи квалифицирано смазочно масло съгласно ръководството за дизеловия двигател, като се уверите, че съдържанието на натрий и ванадий е в определения диапазон.
b. Подобрете структурата на буталото, като промените дебелината на стената на буталото от 3,5 mm на 5,5 mm, увеличете здравината на буталото и предотвратите счупване, причинено от недостатъчна якост на буталото; Променете цялостния дизайн на разделено бутало с корона на буталото от високоякостна топлоустойчива стомана и пола на буталото от сферографитен чугун с висока якост, което може да предотврати изгарянето и счупването на буталото.
° С. Настоятелно призовавайте корабостроителниците и корабособствениците да увият изолационен слой с дебелина 25 мм върху системата на горивната тръба от захранващия блок за гориво до входа за гориво на дизеловия двигател, като се гарантира, че температурата на горивото на входа на дизеловия двигател се поддържа на 130 градуса и вискозитетът се поддържа на { {2}} cst, за да се решат проблемите с лошото разпръскване на горивото и влошаването на горенето и да се предотврати повторната поява на инциденти със счупване на буталото.
д. Призовайте корабособственика да реши проблема с конфигурацията на модула за предварително загряване, така че когато дизеловият двигател стартира при ниска температура, температурата на смазочното масло да може да се поддържа на 50-60 градуса, за да се увеличи относителното количество смазочно масло, да се реши проблемът със сухото проблем с триенето на обвивката на буталния цилиндър и предотвратяване на издърпване на обвивката на цилиндъра и счупване на буталото.
д. Призовайте корабособственика да промие отново тръбопроводната система за смазочно масло и гориво на борда в съответствие със спецификацията за промиване на външно оборудване на дизелов двигател DK28, за да се предотврати навлизането на заваръчна шлака и частици ръжда в дизеловия двигател, за да се предотвратят инциденти като издърпване на цилиндрова втулка , необичайно износване на буталните пръстени и счупване на буталото да не се случи отново.
f. Строго контролирайте качеството на производство на бутални пръстени, провеждайте стриктни проверки на входящите бутални пръстени, уверете се, че всеки бутален пръстен не пропуска светлина и покритието не пада, а буталните пръстени, които пропускат светлина и покритието пада, не могат да влизат поточната линия.
4. Заключение
а. Призовайте корабособственика да закупи квалифицирано смазочно масло съгласно ръководството за дизеловия двигател, като се уверите, че съдържанието на натрий и ванадий е в определения диапазон.
Той може да предотврати навлизането на натриеви и ванадиеви частици в смазочното масло между обвивката на цилиндъра и буталото, причинявайки необичайно износване на буталото и обшивката на цилиндъра.
b. Дебелината на стената на буталото беше променена от 3,5 мм на 5,5 мм, което увеличи здравината на буталото и го предпази от напукване поради недостатъчна якост; Интегрираното сферографитен чугун бутало е заменено с високоякостна топлоустойчива стоманена горна част и разделен тип сферографитен чугун на буталото, което подобрява устойчивостта на топлина на буталото и избягва появата на счупване на буталото, причинено от отлагане на въглерод върху горната част.
° С. Призовайте корабостроителницата да обвие изолационния слой с дебелина 25 mm върху горивната тръбопроводна система, да поддържа температурата на входа на горивото на (130 ± 1) градуса и вискозитет в рамките на (13 ± 1) CST и да предотврати появата на лошо разпръскване на горивото и влошаване на горенето; Феноменът на силно натрупване на въглерод и лошо уплътнение на горния, първия и втория бутални пръстени на буталото, което води до навлизане на газ с висока температура и високо налягане в цилиндъра, е премахнат, като по този начин се предотвратява необичайното износване на цилиндрова обвивка и бутало и фрагментиране на буталото.
д. Призова корабособственика да реши проблема с конфигурацията на модула за предварително нагряване, реши проблемите с ниската температура на смазочното масло, високия вискозитет и лошия поток, когато дизеловите двигатели стартират при ниски температури, улесни образуването на масления филм между буталото и цилиндъра, избягва сухото триене между буталото и цилиндъра и елиминира появата на необичайно износване на цилиндровата втулка и счупване на буталото.
Накратко, като се вземат горните мерки, дизеловият двигател 8DKM-28 на кораб Tianjin Fusheng No. 9 беше ревитализиран. След 9 години проследяване не са открити проблеми с качеството и проблемите със счупването на буталото и необичайното износване на цилиндровите втулки в главния двигател на кораба са решени основно.
