时间:2022-01-08 | 编辑:E航网 | 阅读:1746 | 分享: |
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船机故障心莫慌,遇事不决船机帮
导读
在科技发展的同时,内燃机的强化程度得到了巨大的提高,尤其是随着增压技术的推广和应用,与此同时,明显增加了活塞的热负荷,导致经常出现顶部表面烧灼、或者是燃烧室的喉口出现裂痕以及在第一环槽出现过热的情况而产生胶结,出现早期磨损,甚至出现活塞环断裂,这些热损伤现象影响着主机的安全稳定运行。
针对这些现象,目前采取的主要措施是不断的增加受热面的热阻、提高冷却或者是对局部结构进行强化等。
但是,因为活塞热损现象产生的原因涉及很多因素,从材料到结构再到工艺及使用条件,都有所影响,具有复杂的机理。
所以,十分有必要研究活塞损伤的维护和检修技术。
一
船用低速二冲程主机的概述
在第二次世界大战之后,船用低速二冲程主机获得了巨大的发展,并且随着科学技术的进步,其性能更是愈发先进,各大制造商为了抢占市场,都在为了改善发动机和螺旋桨之间的配合、不断提高输出的功率以及提高推进的效率和降低油耗等方面做出不懈的努力。
目前,在市场上较为成熟的低速二冲程船用 主机普遍都具有较大缸径,(大于300mm),具有较长或者超长的冲程(冲程和缸径的比率大于3.0),并且使用的都是单排气阀直流换气系统以及定压涡轮增压系统。
船用低速二冲程的主机具有很多优点,例如较好的可靠性以及较长的维护周期。
MAN 对电站项目进行过统计,所得数据表明,在电站中使用的四冲程机,其可靠性大约是87.2%,但是二冲程主机可以高达98.5%,其优势已经显而易见。
目前世界上生产的低速二冲程船用主机基本被日本三菱重工公司、MANB&W 以及 Wartsila 三个公司所垄断,这三家公司生产的船用低速二冲程主机是当今世界上最为先进的。
船用低速主机对技术的要求和品牌的集中度都比较高,目前我国所生产的低速船用柴油机,是引进了这三家公司的成熟机型后进行研究开发的。
虽然我国目前的自主研发能力还比较弱,但是近些年随着经济实力的增长,我国的科技水平也有所提高,而且我国的生产能力世界领先,到目前为止,我国能够生产的机型范围不断扩大,目前可以生产单缸最大功率 4000kW 以上的主机,为我国日后船用低速主机的发展奠定了坚实的基础。
在船用低速主机中,有一个十分重要的部件就是活塞,活塞相当于低速二冲程主机的核心零部件,如果主机想要更好的发挥其优势和性能,就需要一个完善的活塞,下文就对低速主机中的活塞进行研究,分析其维护和修理工作。
二
船用低速二冲程主机活塞的主要故障
在船用低速二冲程柴油机中,活塞是其中非常重要的部件之一,在整个柴油机中发挥着至关重要的作用,可以将热能转化成机械能。
通过总结目前现有的知识,发现在船用低速二冲程主机的活塞中,经常出现的故障主要有拉缸、活塞环断裂、异常磨损以及烧蚀等等。
如果在低速主机中出现以上任何一种故障,甚至是一起出现了其中几种故障的话,就会导致船用主机升高排气温度,会出现冒黑烟的情况。
1.活塞环断裂
如果活塞环的搭口出现了间隙不达标的情况,那么就会导致活塞环因为不能彻底的承受热膨胀,在搭口处造成挤压,甚至是出现破损的情况,进一步导致活塞环出现断裂的情况。
船舶主机在进行吊缸的过程中,我们经常会发现,除去最下面一层的活塞环以外,其余的活塞都出现了不同程度的断裂现象,其中有一些活塞环还伴有烧损的现象。
处于第一道的活塞环,因为在高温环境下,所以使得其被紧紧的粘在环槽中。
对于出现的这些现象,我们发现,当低速主机出现活塞故障的时候,也会大大降低其密封性,严重时还可能丧失密封的功能。
这时,会导致气缸出现不同程度的窜气情况,导致气缸中的空气含量大大减少,进一步降低了压缩力,提高了排除的气体温度。
2. 活塞的缺失与磨损
当使用船用低速二冲程主机进行工作的时候,其燃烧室由活塞、气缸套以及气缸盖组成,在高温以及高压燃气的反复作用下,导致活塞经常要承受非常高的机械应力以及热应力。
在往复的活塞运动中,经常性的撞击和摩擦,尤其是润滑不良时,这种情况更为严重。
活塞的顶部是直接接触高温燃气的,这些高温燃气最高燃烧温度甚至可以达到2000摄氏度左右,导致活塞承受着非常大的热负荷。
根据活塞的工作环境的特点,当主机出现散热、燃油燃烧或者润滑不充分的情况时,就会非常容易导致以下问题:
首先是活塞的顶部燃烧室可能会出现烧蚀的现象,导致局部出现缺失;
其次,活塞环槽出现异常的磨损,加大了环槽的尺寸以及超差;
最后,出现一些活塞以及主机气缸拉缸等比较常见的一些现象。
三
活塞环的拆检过程以及检查修理的具体工艺流程
经过分析在主机活塞中常见的故障情况之后,在进行日常的船舶维护和修理工作时,需要结合这些常见的故障,并且根据船用低速二冲程主机的特征,制定出一套详细的维修保养方案,使得对船用低速主机活塞的修理可以满足使用要求。
1.严格检测活塞的搭口尺寸
对活塞进行拆检时,要对活塞的搭口尺寸进行严格的检测,也就是检测搭口的间隙,必须要根据使用说明书保证搭口的间隙在合理的公差范围之内,这样一来,可以保证当活塞在正常工作时,可以有足够大的空间来承受由于热膨胀所带来的影响。
同时,当活塞环开始工作的时候,要保证其具有一定的周向运动,在环槽内要有一定的运动。
并且,因为活塞环的工作环境相对比较恶劣,所以制作活塞环所选用的材料材料通常都是铸铁或者是灰铸铁,其硬度通常是在 HB180-220,并且需要在表面进行镀铬或者是喷钼等一些常用的处理方式。
2.定期测量以及检测活塞的环槽尺寸
我们需要定期对活塞的环槽尺寸进行测量和监测。
第一,我们要确保环槽表面是清洁的,是没有杂质的,当确定环槽表面是清洁的以后,才能开始对环槽的尺寸进行测量,同时测量的还有天地间隙。
如果经过测量发现环槽的实际尺寸比原有的尺寸要大一些的话,那么可能会导致活塞环在使用的过程中损坏的现象,或者是活塞环的密封性得不到保证。
在使用说明书上规定了环槽尺寸的极限尺寸,如果测量的结果比极限尺寸还要大, 那么这个活塞就不能够继续使用,必须要进行报废处理或者是重新进行翻新以后才能使用。
对于活塞环槽的表面,通常情况下需要进行镀铬处理,这样可以在活塞环槽的表面形成一层相对比较坚硬的保护层,这层保护层可以起到一定的作用,当活塞环在环槽内运动时,可以保护活塞环不会因为剧烈运动而造成过渡的磨损。
3.定期清洁和保养活塞顶部的燃烧室和外部
对于活塞顶部的燃烧室以及活塞的外部,一定要定期进行清洁和保养。
因为活塞的工作环境都是高温和高压状态的,如果长时间在这种环境下运行,就会在表面形成大量的积碳。
当我们对吊缸进行检修的时候,就可以对表面的积碳进行清理,同时,可以检测活塞的整体尺寸,并且观察说明书,和规定的极限尺寸进行对比,超过极限尺寸的,需要进行更换和翻新,否则不能继续使用。
4.观察冷却水和润滑油的温度和压力
当主机在进行日常工作的时候,需要不断观察主机内冷却水以及润滑油的温度以及压力,还有一些其他的参数数值,观察这些参数数值是否在正常的范围内。
如果超出了正常的范围或者是没有达到正常的范围,都需要对主机进行检测,避免影响主机的正常运转。
四
结语
综上所述,当我们在使用船用低速二冲程主机时,必须要对主机的活塞进行深入细致的维护和修理。
并且,在进行维修的同时,需要我们提前对船用低速二冲程主机的不同的特点进行了解,这样在我们遇见不同的故障现象时,可以根据主机不同的特点选择合适的维修方法,有助于我们找到损坏的原因并且进行修理,更好的开展具有针对性的维修工作。
当我们对主机活塞进行维修的时候,我们不仅要具备优秀的专业技术水平,同时也要按照相关的标准以及产品说明和要求,根据故障的实际情况,制定好详细的维修计划,根据计划展开维修工作,不能仅凭个人经验进行维修,这样才能够保证我们所使用的活塞修理工艺是符合有关低速主机维修的相关标准和要求的。
本文原创作者系:
舟山华丰船舶修造有限公司何钻辉
END
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