Введение
Дизель 8ДК28 широко применяется в судовых двигателях, вспомогательных двигателях и нагрузочных электростанциях, мощность единичного агрегата 2500 кВт/750 (об/мин)-¹).
Однако в процессе эксплуатации часты случаются переломы и трещины поршней, что приводит к серьезным экономическим и репутационным потерям. Мы анализируем причины поломок поршней и ненормального износа гильз цилиндров в машинах данного типа и предлагаем соответствующие меры противодействия.
1. Описание явления аварии
Первая авария произошла на 9000-тонном сухогрузе №9 «Фушенг» в Тяньцзине.
25 января 2005 года, когда судно шло в 3 морских милях от порта Сямынь, экипаж обнаружил, что в крышке смотрового отверстия 8-го цилиндра дизеля 8ДКМ-28 пробита дыра.
Главный инженер приказал провести остановку и обнаружил, что поршень 8-го цилиндра сломан и имеет ненормальный поверхностный износ; Ненормальный износ поршневых пальцев; На подшипнике шейки коленчатого вала много частиц железа; В масляном фильтре также присутствует железный порошок. С момента доставки до появления корабль проработал всего более 1700 часов.
В последующие три года подряд произошло 180 таких случаев, в результате чего прямой экономический ущерб составил почти 2 миллиона юаней.
2, анализ причин неисправности
С целью выяснения истины о происшествии и предотвращения повторения подобных неисправностей сервисный персонал нашей компании провел комплексную проверку всех поршней, шатунов, гильз цилиндров, коренных подшипников, шатунных подшипников и поршневых пальцев дизельного двигателя на 27 января 2005 г. Обнаружено, что поршни цилиндров 1-8 имеют трещины разной степени.
Поршень 8-го цилиндра полностью разрушен в месте посадки поршневого пальца; При разборке и осмотре подшипника шейки коленвала было обнаружено наличие металлического порошка на подшипнике, а также большое количество металлического порошка появилось на фильтрующем элементе. Произошло накопление нагара и ненормальный износ поршневого пальца и поршневого кольца.
После анализа причины трещин, фрагментации и ненормального износа поршневого пальца следующие.
1. Плохое качество смазочного масла.
Статистика установила, что качество смазочного масла любого судна, переживающего подобные аварии, не соответствует установленным требованиям, а примеси, такие как алюминий и ванадий, серьезно превышают стандарт. Частицы примесей, такие как алюминий и ванадий, попадают в зазор между вкладышем поршневого пальца коленчатого вала и поршневым пальцем и под действием внешней силы в конечном итоге вызывают ненормальный износ вкладыша поршневого пальца вала и поршневого пальца.
2. Необоснованная конструкция поршня и некачественное производство.
а. С момента поставки и эксплуатации дизеля 8ДКМ-28 более 180 поршней получили трещины или фрагментации. Судя по излому и появлению трещин, все они появились в зоне упругой опоры седла поршневого пальца.
Теоретическая толщина стенки этой области относительно мала, всего 3,5 мм; После отливки толщина стенок заготовки неравномерна. При вскрытии выяснилось, что самая тонкая часть имеет толщину всего около 3 мм, что вызвало появление трещин или изломов поршня под действием боковой тяги. Это одна из причин поломки поршня.
б. По чертежу поршень должен быть коническим, но после замеров на борту выяснилось, что поршни 7-го и 8-го цилиндров в целом утолщены сверху вниз и представляют собой типичные прямые цилиндрические поршни.
3. Система топливопроводов не покрыта изоляционным слоем.
Согласно нормативам, при сжигании мазута внешняя система топливопроводов должна быть обернута изоляционным слоем.
Однако при осмотре обслуживающим персоналом было установлено, что система топливопроводов длиной около 35 м от узла подачи топлива до главного топливозаборника двигателя не была обернута изоляционным слоем, что привело к снижению температуры при попадании тяжелого масла в дизель. двигатель (всего 103 градуса, указано как 130 градусов) и высокая вязкость, достигающая 18 карат (указанная как вязкость топлива на входе 13-14t).
При такой работе дизеля распыление топлива ухудшается, ухудшается сгорание, что приводит к накоплению нагара в поршне и поршневых кольцах, что, в свою очередь, поджигает верх; Вызывает утечку поршневых колец, вызывая разложение смазочного масла между поршнем и гильзой цилиндра, затрудняя образование масляной пленки, что приводит к сухому трению между поршнем и гильзой цилиндра, что, в свою очередь, вызывает ненормальный износ поршня и цилиндра. лайнер. Под действием боковой тяги поршень со временем трескается и ломается.
Это основная причина поломки поршня.
4. Не настроен блок предварительного нагрева.
Последствия отсутствия настройки блока предварительного подогрева могут привести к тому, что дизельный двигатель будет иметь низкую температуру смазочного масла, плохую текучесть, высокую вязкость, относительно уменьшенную подачу топлива, недостаточную подачу масла на внутреннюю поверхность гильзы цилиндра, сухое трение между гильзой цилиндра и поршня, а также ненормальный износ гильзы цилиндра и поршня при запуске (особенно при низких температурах).
По мере усиления износа под действием термических и механических напряжений поршень начинает трескаться и в конечном итоге разрушается в месте посадки поршневого пальца с наименьшей толщиной стенки.
5. Непромывка системы смазочного масла и топливопроводов перед стыковкой.
Согласно правилам, перед стыковкой с дизелем трубопроводы смазочного масла и топлива на борту корабля должны быть промыты.
Однако в целях экономии на верфи не провели полную промывку системы смазочного масла и топливопроводов корабля перед докованием. При промывке смазочного масла и топлива сварочный шлак, грязь и другой мусор в трубопроводе постепенно отслаивался и попадал в дизельный двигатель, вызывая ненормальный износ гильз цилиндров и поршневых колец, что в конечном итоге приводило к перегреву поршня и растрескиванию.
6. Сильная течь поршневых колец и нестабильное покрытие.
Если имеется небольшая утечка или отслаивание покрытия на поршневом кольце, что приводит к ухудшению уплотнения и прохождению газа под высоким давлением между гильзой цилиндра и поршнем, повреждая пленку смазочного масла и вызывая адгезионный износ гильзы цилиндра и поршневого кольца, что приводит к ненормальному износу гильзы цилиндра и поршневого кольца и, в конечном итоге, к перегреву и поломке поршня.
3. Принятые меры
а. Убедить судовладельца приобретать квалифицированное смазочное масло в соответствии с руководством по эксплуатации дизельного двигателя, гарантируя, что содержание натрия и ванадия находится в пределах указанного диапазона.
б. Улучшите структуру поршня, изменив толщину стенки поршня с 3,5 мм до 5,5 мм, увеличьте прочность поршня и предотвратите разрушение, вызванное недостаточной прочностью поршня; Измените общую конструкцию на разъемный поршень с головкой поршня из высокопрочной жаростойкой стали и юбкой поршня из высокопрочного ковкого чугуна, которая может предотвратить возгорание и разрушение поршня.
в. Призываем верфи и судовладельцев наматывать изоляционный слой толщиной 25 мм на систему топливопроводов от узла подачи топлива до входа топлива в дизельный двигатель, обеспечивая поддержание температуры топлива на входе в дизельный двигатель на уровне 130 градусов и поддержание вязкости на уровне { {2}} cst, чтобы решить проблемы плохого распыления топлива и ухудшения сгорания, а также предотвратить повторение аварий с переломом поршня.
д. Настоятельно призвать судовладельца решить проблему конфигурации блока предварительного нагрева, чтобы при запуске дизельного двигателя при низкой температуре температура смазочного масла могла поддерживаться на уровне 50-60 градусов, чтобы увеличить относительную подачу смазочного масла, решить проблему сухого проблема трения гильзы поршня и предотвращение вытягивания гильзы цилиндра и разрушения поршня.
е. Настоятельно призвать судовладельца повторно промыть систему смазочного масла и топливопроводов на борту в соответствии со Спецификацией по промывке внешнего оборудования дизельного двигателя DK28, чтобы предотвратить попадание сварочного шлака и частиц ржавчины в дизельный двигатель, чтобы предотвратить несчастные случаи, такие как вытягивание гильзы цилиндра. , аномального износа поршневых колец и повторения поломки поршня.
ф. Строго контролировать качество изготовления поршневых колец, проводить строгие проверки поступающих поршневых колец, следить за тем, чтобы каждое поршневое кольцо не пропускало свет и не отваливалось покрытие, а поршневые кольца, которые пропускают свет и отваливалось покрытие, не допускаются к ввозу. сборочная линия.
4. Вывод
а. Убедить судовладельца приобретать квалифицированное смазочное масло в соответствии с руководством по эксплуатации дизельного двигателя, гарантируя, что содержание натрия и ванадия находится в пределах указанного диапазона.
Это может предотвратить попадание частиц натрия и ванадия в смазочное масло между гильзой цилиндра и поршнем, вызывая ненормальный износ поршня и гильзы цилиндра.
б. Толщина стенки поршня изменена с 3,5мм до 5,5мм, что увеличило прочность поршня и предохранило его от растрескивания из-за недостаточной прочности; Цельный поршень из ковкого чугуна был заменен верхней частью из высокопрочной жаростойкой стали и разъемной юбкой поршня из ковкого чугуна, что повышает термостойкость поршня и позволяет избежать разрушения поршня, вызванного отложением углерода на верхней части.
в. Призвать верфь обернуть изоляционный слой толщиной 25 мм на систему топливных трубок, поддерживать температуру топлива на входе в (130 ± 1) градусов и вязкость в диапазоне (13 ± 1) CST, а также предотвращать возникновение плохого распыления топлива и ухудшение сгорания; Искоренено явление сильного накопления нагара и плохой герметизации верхних, первого и второго поршневых колец поршня, приводящее к попаданию в цилиндр газа высокой температуры и высокого давления, что предотвращает ненормальный износ поршневых колец. гильза цилиндра и поршень и фрагментация поршня.
д. Призвал судовладельца решить проблему конфигурации установки предварительного подогрева, решить проблемы низкой температуры смазочного масла, высокой вязкости и плохой текучести при запуске дизельных двигателей при низких температурах, облегчить образование масляной пленки между поршнем и цилиндром, удалось избежать сухого трения между поршнем и цилиндром, а также исключить возникновение аномального износа гильзы цилиндра и разрушения поршня.
Короче говоря, благодаря вышеуказанным мерам дизельный двигатель 8DKM-28 корабля Tianjin Fusheng No. 9 был обновлен. За 9 лет отслеживания проблем с качеством не обнаружено, а проблемы поломки поршней и ненормального износа гильз цилиндров в главном двигателе корабля решены кардинально.
