船舶柴油机气缸盖裂纹及处理措施解析
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汽缸体和汽缸盖裂纹的修复柴油机运转过程中,汽缸体与汽缸盖容易产生裂纹,造成漏气、漏水、烧坏汽缸垫,甚至发生机械事故。
汽缸体与汽缸盖出现裂纹应及时进行修复,方法主要有以下4种。
1.补板法补板法主要用于修补裂纹较多且相对集中或有部分破洞的机体平整的外表面。
具体步骤是:①清除裂纹附近准备补板部位的油污、漆皮等物;②用直径3~5?mm 的钻头在各裂纹的端点钻出止裂孔,防止裂纹延伸;③把厚度为2.5~3?mm的低碳钢板切成补板,补板要比裂纹周围宽出20~30?mm;④沿补板周围钻孔,孔距为15~20?mm,孔径为3~5?mm;⑤将补板覆盖在裂纹上,使其与汽缸体或汽缸盖贴合紧密,随后以补板为样板在汽缸体或汽缸盖上钻孔并攻丝;⑥用螺钉把补板固定。
固定前应在补板与汽缸体或汽缸盖之间垫上一层石棉垫,若在2个贴面上涂上红丹油,效果会更好。
2.栽丝法栽丝法常用于修复单裂纹,如附图所示,其方法:①用直径3~5?mm的钻头先在裂纹的两端钻出止裂孔1和2,然后每隔2~4?mm钻出孔3、孔4;②在钻好的孔眼中攻丝;③将紫铜棒螺钉旋入孔中,旋入的长度与汽缸壁厚度相同,再将紫铜棒截断,其断面高出缸体2?mm;④用同样的方法,按附图中钻孔的先后顺序钻出一系列的孔眼,攻丝并旋入紫铜棒螺钉,在整个裂缝上形成一条螺钉链;⑤用手锤轻轻敲铆紫铜螺钉的露出部分,将其铆平;⑥用水压法检查裂纹处是否漏水,如有轻微漏水,可继续用手锤轻铆渗漏处的紫铜螺钉。
3.电焊法电焊法的步骤是:先用直径4mm的钻头在裂纹两端钻止裂孔,同时沿裂纹开v 形坡口槽,槽的深度以不超过机体壁厚2/3为宜;再用直径4?mm的双金属焊条(或在加热的情况下用铸铁焊条)焊补即可。
为防止电焊部位焊后产生内应力或翘曲现象,应趁焊道红热时,用凿口锤敲打焊道,以消除焊渣。
如果裂纹过长,须分段隔开焊补,一般以20~30?mm长度为宜,待距离焊道70?mm处冷却到能用手触摸时,再焊下一段。
若裂纹过深,可采用多层堆焊的方法,切不可一次焊成。
汽缸盖或汽缸体出现裂纹的修理汽缸盖或汽缸体出现裂纹时,应根据其位置、损坏程度及设备情况而采用不同的修理方法。
目前常用的修理方法有环氧树脂黏结修复法、焊补修复法、螺钉填补修复法和补板法等。
1.环氧树脂黏结修复法环氧树脂黏结修复法适合于汽缸体、汽缸盖受力较小的部位,如汽缸体内部裂纹、外部裂纹和汽缸盖外部裂纹等。
柴油机燃烧室附近的裂纹不适用此方法。
2.焊补修复法焊补修复法适用于汽缸体、汽缸盖受力较大或用其他方法不易操作的部位,冷焊时一般不预热或预热到400℃左右,使用有色金属焊条,按照标准的焊接工艺进行焊补,防止焊接部位出现变形等。
3.螺钉填补修复法螺钉填补钻孔顺序如图4-6所示。
这种方法适用于裂纹位置受力较小和裂纹较短的平面位置。
其操作方法如下:(1)在裂纹的两端各钻一个止裂孔,如图4-6所示中的l和2,目的是防止裂纹进一步扩大。
(2)在整个裂纹上每隔6mm左右用钪具铳出定位点,然后在定位点上钻孔,孔的直径一般为4mm左右,如图4-6所示中的3、4、5。
一步扩大。
(2)在整个裂纹上每隔6mm左右用钪具铳出定位点,然后在定位点上钻孔,孔的直径一般为4mm左右,如图4-6所示中的3、4、5。
(3)用丝锥在1、2、3、4、5孔中攻出螺纹。
(4)将钣好螺纹的紫铜杆涂以密封胶后拧入螺孔中。
拧紧后切断紫铜杆并使切断处高出裂纹表面1.5mm左右。
(5)在已切断的紫铜杆之间钻出4mm左右的孔并攻出螺纹拧入紫铜杆后并使其填满裂纹,如图4-6所示中的6、7、8、9。
(6)用小锤轻轻敲击紫铜杆的末端,使其互相压紧并用锉刀修平。
如有必要,也可用锡焊,防止出现渗漏现象。
船用柴油机故障及应急处理一、封缸运行封缸运行:船舶在航行时,当柴油机的一个或一个以上的气缸发生了故障,一时无法排除,此时可采取停止有故障气缸运转的措施。
船舶规范要求:六缸以下的柴油机,应能停掉一缸;多于六缸的柴油机,应能停掉两个气缸。
(一)封缸运行的三种情况及措施1、停止该气缸供油发火故障:只是使气缸不能发火而运动部件尚可运转。
如:喷油泵、高压油管、喷油器故障,或气阀咬死、气缸漏气、拉缸等。
措施:单缸停油,提起喷油泵滚轮或打开喷油器的回油阀。
操作注意事项:避免关闭喷油泵的进出口阀,造成喷油泵偶件干磨咬死。
直流二冲程柴油机,可将排气阀锁住在开启位置,以减少活塞消耗的压缩功。
2、活塞组件必须拆掉,连杆和十字头留在机内故障:只是活塞、气缸盖或气缸裂纹或损坏而无法使用,但连杆和十字头尚能正常工作措施:必须拆掉包括活塞杆和填料函在内的活塞组件,并:①提起喷油泵滚轮,停止泵油;②弯流扫气柴油机用专用工具封住气缸套排气口,直流扫气或四冲程柴油机根据具体结构将气阀锁住在常关位置;③用专用工具封住活塞杆填料箱孔;④在十字头上安装专用封盖;⑤封闭活塞冷却系统;⑥把通向起动阀的控制空气管拆下并封住;⑦把通向起动阀的起动空气管拆下并封住;⑧关闭该缸气缸冷却水的进出口阀;⑨把该缸的气缸润滑油量减至最小;⑩活塞组件拆除后重新安装气缸盖。
3、活塞、连杆、十字头都拆掉故障:如果连杆、十字头或导板严重损坏,轴承损坏措施:拆除全部运动部件。
上述第2项的措施并且:(1)用夹具封闭曲轴曲柄销上的油孔;(2)封闭十字头润滑系统。
(二)封缸运行的应急处理(1)防止柴油机超负荷(2)防止增压器喘振(3)防止产生强烈的振动(4)起动问题总之,封缸运行时,轮机长应综合考虑排气温度、振动、喘振等各因素,选择适宜的转速维持航行。
二、停增压器运转由于涡轮增压器的严重故障(如轴承损坏、叶片大量断裂、增压器不能运行)一时又无法修复,此时柴油机转入停增压器紧急运转。
柴油机机体损坏的几种情况及修理方法
1.气缸盖螺栓孔打滑或损坏
这种情况是由于拧紧气缸盖螺母时用力过大或气缸撞击造成的。
如果是单个螺孔,可以重新换螺钉,加工出与螺孔匹配的缸盖螺栓。
如果螺孔损坏或多个螺孔滑动,则无法修复。
2.冻裂
这是柴油机zui在冬天的损坏。
发动机机体的裂纹只能在无应力部位冷焊修复。
首先在裂纹两端钻裂纹孔,然后沿着裂纹种植几个钉子,然后沿着裂纹和补丁用低碳钢覆盖电极焊接几个垂直于裂纹目标的补丁。
焊接时注意用小锤轻敲焊缝,全部焊接后用火焰矫正。
3.沙眼
首先用钢丝锥铰孔,然后用铝线塞住,或者用点焊塞住。
4.高低平衡轴端205轴承孔磨损
这种情况必须立即解决。
当轴承孔轻微磨损时,可通过扩大205轴承外圆进行修复。
钢丝通过氧气焊接对称放置在轴承外圈的一个小点上,用锉刀修整,然后压入轴承孔中应用。
另一种方法是用2 mm厚的铁板做一个内孔50 mm的大平垫,在平垫和本体上做三个螺孔,用平头螺丝固定。
轴承孔磨损严重时,可在原有孔上钻衬套,在衬套与机体的连接处做三个素孔,可用螺钉固定。
(产地:中国农业机械通用网络包装)。
柴油机汽缸盖组件常见故障分析与排除柴油机汽缸盖组件是柴油机的重要组成部分,它起着密封气缸的作用,同时还要承受高温高压的环境。
常见的故障主要包括漏气、喷油系统故障、机油渗漏等问题。
本文将对柴油机汽缸盖组件的常见故障进行分析,并提出相应的排除方法。
一、漏气柴油机汽缸盖组件漏气是常见的故障之一,主要原因有气缸盖老化破裂、气缸垫片老化破损、气门密封不良等。
漏气会导致气缸内部压力不稳定,严重影响了柴油机的工作性能和燃烧效率。
针对漏气的问题,首先需要检查气缸盖是否破裂,如果发现气缸盖有裂痕或者变形,需要更换新的气缸盖。
要检查气缸垫片是否老化破损,如果发现气缸垫片有漏气现象,也需要更换新的气缸垫片。
要检查气门的密封情况,如果发现气门密封不良,需要更换新的气门密封件。
二、喷油系统故障柴油机汽缸盖组件中的喷油系统是保证燃油正常供给的重要部件,常见的故障有喷油嘴堵塞、喷油压力不稳定等问题。
喷油系统故障会导致燃油供给不足或者不均匀,影响了柴油机的工作性能和燃烧效率。
针对喷油系统故障,首先要清洗喷油嘴,确保喷油嘴通畅。
要检查喷油系统的压力,如果发现喷油压力不稳定,需要检查喷油泵和压力调节阀是否正常工作。
如果喷油泵和压力调节阀存在故障,需要及时更换。
柴油机汽缸盖组件的喷油管路也需要定期检查,确保管路畅通。
三、机油渗漏柴油机汽缸盖组件中的机油密封件是防止机油渗漏的关键部件,常见的故障有机油密封件老化、破损等问题。
机油渗漏会导致机油损耗加剧,影响了柴油机的工作性能和寿命。
针对机油渗漏的问题,首先要检查机油密封件是否老化破损,如果发现机油密封件有渗漏现象,需要及时更换新的机油密封件。
要检查机油盖和机油滤清器是否安装正确,如果安装不当也会导致机油渗漏的问题。
要检查机油盖和机油滤清器的密封情况,确保密封无漏。
柴油机汽缸盖组件的常见故障主要包括漏气、喷油系统故障、机油渗漏等问题,对于这些故障,我们可以通过定期检查和维护来预防和排除。
柴油发电机组产生裂纹该怎么处理发电机常见问题解决方法柴油发电机组产生裂纹该怎么处理由于柴油发电机组的缸体是浇注的,而发电机组在运行中又会产生确定的振动,所以,机组使用时间长了以后,缸体可能会在确定程度上产生裂纹。
那么,碰到这种情况,用户该如何处理呢?伊藤动力下面教您几招应急处理方法:,用环氧树脂胶粘接发电机组。
这种工艺比较简单,操作便利,但是不耐高温,时间久了会脱落,缸体还会裂。
第二,用螺钉修补,适用于发电机组受力不大,强度要求小和裂纹范围较短的情况,质量好,但是需要很长的时间处理。
第三,用补板封补,在受力不大的位置加补板封补。
第四,焊补。
依据大小用不同的焊接工艺进行补救。
第五,用堵漏剂封堵,常用的是水玻璃、无机聚沉剂等。
假如您的发电机组使用时间长了以后产生裂纹现象,伊藤动力建议您先跟厂家的技术人员联系,依据实际使用情况接受合适的修补方法,切不可盲目拆卸,以免造成挥霍或不必要的损坏。
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柴油发电机外壳带电故障原因早知道柴油发电机外壳带电到底是怎么一回事呢?近期,伊藤动力碰到这样一个故障咨询,有客户的柴油发电机显现了外壳带电故障,经过伊藤动力技术工程师的认真分析予以了故障解决。
那么,现实应用中会有哪些原因会造成外壳带电呢?1、发电机绝缘程度老化引起漏电现象,需进行绝缘维护和修理处理;2、发电机输出端电缆破皮接触外壳,发生导电;3、电缆与发电机输出端连接不牢靠,接触不良回路不稳发生飘落漏电;4、柴油发电机没有做好接地工作也会产生外壳漏电。
在现实应用中,假如大家也碰到了仿佛的情况,可以依据上面伊藤动力摆列的四点进行故障源头查找,适时发觉原因所在适时解决,若仍旧不能找出问题所在,欢迎与伊藤进行联系,伊藤将有技术专业阅历丰富的技术人员为您解决。
怎样检测柴油发动机气缸盖是否有裂纹底特律发动机缸盖5102770发动机气缸盖裂纹的诊断检查常见方法有:1、声音法:用金属物件轻轻敲击,如发出的声音不清脆而沙哑,则有裂纹。
然后进行仔细察看,找到裂纹的范围。
2、水压试验法:做好缸盖密封夹具,加压后渗水的部位即为裂纹所在位置。
或用专用水压测验设备对缸盖进行密封水压试验,压力表卸压过快,缸盖可能有裂纹。
3、流体法:可将75%的机油和25%的煤油混合液涂抹在待检查的部位,然后用干棉絮将混合液擦掉,并立即涂上一层氧化锌甲醇溶液,溶液改变颜色的地方即为裂纹所在地。
三菱缸盖37501-70051如果气缸盖裂纹程度较为严重,如:气缸盖的裂纹是穿透性的,或者裂纹产生在关键部位的,以及裂纹程度较为严重的,这些情况无疑都必须更换气缸盖;当裂纹不严重或为了应急或延长使用,可根据不同的场合选择采用合适的方法进行修理。
1、无机粘结剂修补法:这是一种最方便的方法,由于无机粘结剂能够长期在500℃高温下工作,故可用于修补气缸盖底面裂纹。
2、焊修法:气缸盖的裂纹如发生在受力较大或温度较高的部位,可采用焊修法修复。
焊修法的最大优点是接合强度较高。
其工艺为:①、在裂纹两端钻直径为3~4mm的止裂小孔,并将裂纹凿成60~70°的“V”型坡口,清理干净,使之露出金属光泽;②、在室内避风处,用乙炔气焊对焊缝施焊或特种焊条进行电焊焊接。
焊修法可分为冷焊和热焊两种。
热焊时,需将工件预热到600~700℃再进行焊接,这样不易形成较大的内应力,可防止零件产生白口和裂纹。
但热焊,易产生变形和氧化,且工艺复杂,劳动条件较差。
冷焊一般不预热。
但冷焊的生产效率低,焊条的成本高,且冷焊的可靠性较低。
气缸盖裂纹修理后,应对冷却水腔进行0.7MPa的水压试验,以检验修理质量。
裂纹微小时采用锉刀、油石或风砂轮等工具打磨裂纹处予以消除,经无损探伤或水压试验检验合格后继续使用。
否则,继续打磨、检验。
若裂纹深度达壁厚的3%以上时,停止打磨改用其他方法修理或报废换新。
检查和修复柴油机缸体及缸盖裂纹首先用金属物件轻轻敲击,如发出的声音不清脆而沙哑,则有裂纹。
然后进行仔细察看,找到裂纹的范围。
如还找不到可利用专门的设备进行水压试验,加压后渗水的部位即为裂纹所在位置。
如果没有专门设备,可将75%的机油和25%的煤油混合液涂抹在待检查的部位,然后用干棉絮将混合液擦掉,并立即涂上一层氧化锌甲醇溶液,溶液改变颜色的地方即为裂纹所在地。
此法也可用煤油或柴油代替机油和煤油的混合液,用白粉笔末、白石灰粉末等代替氧化锌甲醇溶液。
白色粉末应涂得均匀,不可涂得太厚。
在白色粉末变黑的地方即为裂纹所在地。
如果裂纹所在位置受冲击力不很大,可采用粘接法修复;如果裂纹部位的工作温度在300℃以下,可用环氧树脂粘补;裂纹部位工作温度较高时,可用氧化铜一磷酸无机粘合剂粘补。
粘补时需将被补部位除尘、除油、除锈、干燥、起糙,然后涂上配制好的粘合剂,根据需要在外再贴敷玻璃布或金属补板。
如果裂纹发生在内部且强度要求很高的地方,可采用焊接法,目前经常应用的是电焊冷焊法。
首先用钢丝刷清洁裂纹,最好用气焊火烤一下,然后在裂纹两端各钻一孔;用錾子沿裂缝开一条深度不超过工件2/3的75~85°的“V”形槽。
选用大小适合的铸铁焊条,用130~250安培的焊接电流,焊接时要分段进行。
一般每次焊10~15毫米长的一段,焊一段用手锤轻轻敲打焊缝,待工件温度下降到30~40℃时,再焊下一段,直至全部焊接完毕,并对部位进行錾削除刺去毛。
如果裂纹范围较广较集中,可采用补板法修复。
首先将裂纹部位用钢丝刷清洁,在裂纹两端各钻一孔。
根据裂纹范围,离裂纹边缘约18毫米切取厚2~3毫米的钢板或铜板作补板。
用直径为4毫米左右的钻头沿补板边缘钻孔,每孔间隔15~18毫米。
把补板置于裂纹部位,以补板为模板,在被补件上钻孔,并加工成螺孔。
将补板贴近被补件的一侧涂上红铅油,然后安装在被补件上,用螺栓紧固。
修补小裂纹可采取钉补法。
用直径5毫米的钻头,沿裂纹间隔钻孔,并攻制螺纹,然后用紫铜棒制成的螺钉拧入螺纹孔中,其深度与缸垫的厚度相同,留在机体表面的螺钉用手据在距机体表面2~3毫米处锯断。
船舶柴油机缸套裂纹分析与预防措施彭陈【摘要】分析船舶柴油机缸套裂纹产生的原因和容易出现裂纹的部位,提出了避免裂纹产生的措施以及缸套更换注意事项,以降低故障发生的几率,延长主机的使用寿命.【期刊名称】《广州航海高等专科学校学报》【年(卷),期】2016(024)003【总页数】3页(P10-12)【关键词】柴油机;缸套;裂纹;预防措施【作者】彭陈【作者单位】江苏海事职业技术学院轮机工程系,江苏南京211170【正文语种】中文【中图分类】U664.121某轮主机型号为B&W6S70MC,韩国船用柴油机厂制造.在船舶航行途中,某天主机NO3缸扫气箱高温报警,主机自动降速,值班轮机员立即现场触摸各缸盘根箱道门温度,感觉无明显变化,初步判断是温度传感器故障,于是将高温警报SKIP 复位,主机开始自动加速程序.当主机加速到82RPM时,突然发出爆炸声,同时空冷器冷却水低压报警,主机缸套水低压报警,缸套水备用泵自动启动,透平发出一声喘振,主机后部透平附近有黑烟并并伴有“嗤嗤”的漏气声,主机再次降速.值班轮机员立即通知轮机长,大管轮,同时通知驾驶台停车.轮机长等下机舱检查到NO3缸后部时,发现一道约10 cm宽,自上而下的裂纹,经请示公司,立即更换了缸套,主机恢复正常运转.经过检查发现,缸套的裂纹位于缸套燃烧室区域的触火面,此区域承受着很大的机械负荷与热负荷,缸套产生裂纹一般都在此区域,所以产生缸套裂纹的原因主要是机械负荷和热负荷.1)机械负荷.机械负荷主要来自缸盖安装的预紧力与缸内高压的气体流动产生的机械应力,缸盖上的锁紧螺母按照说明书的要求,用液压工具上紧,一般不会出现问题.再就是高压气体产生的机械应力,机械应力是高频应力,与缸内的爆发压力成正比;机械应力在刚套内会产生径向的压应力与切向的拉应力,主机超负荷运行,爆发压力产生的切向拉应力就会超出缸套材质的屈服极限(材料一般抗压不抗拉),进而导致缸套裂纹.本船NO3缸发生裂纹,机械负荷过大就是原因之一.由于船舶污底严重,主机转速一直控制在84RPM,同时加开鼓风机,排气温度达到400 ℃,致使主机超负荷,爆发压力过高,这是造成此次缸套裂纹的主要原因.2)热负荷.NO3缸发生裂纹的另外一个原因就是热负荷过大,经过查询记录,吊缸检查,发现NO3缸已经使用4 000多小时,第一道令已经磨去6 mm,第二道令磨去4 mm,而且弹性已经变差,致使缸套与活塞环密封变差,导致燃油泄漏,排温过高,热负荷过大,热应力增加,产生缸套裂纹.3)热应力.柴油机工作时缸套内表面受到燃烧气体的加热,而缸套的外表面受到水的冷却,这样缸套的内外表面就形成了温度差,这个温差形成缸套内外表面的径向热应力,热应力与温度差成正比.柴油机频繁启动、停止,缸套内外表面温差会发生变化,这与启停次数、负荷加减有关.本船此次缸裂与柴油机加速太快,引起缸套内外表面温差过大,产生过大热应力.4)缸套质量. 本船原配缸套是瓦锡兰的,但修过之后已不是原厂的,对比发现,现在的缸套与瓦锡兰的相比冷却钻孔内绝缘管(为了削弱冷却效果,减小热应力)的长度短约短100 mm,而且此部分位于缸套的顶部,这样一来缸套顶部的热应力就变大了.同时非原厂的缸套与原厂的相比,在铸造质量、材质方面存在一定的差距.1)在更换缸套时,首先关闭该缸的淡水进出口阀、燃油阀、空气阀;2)吊缸前准备好专用工具、备件、密封令等;3)拆装按照先后顺序进行,同时做好标记;4)如果缸套吊出困难,可以利用专用的液压工具HYDRAULICJACK在底部顶起少许,不要顶偏,可以容易吊出;5)装配前,注意安装顺序,并对齐缸套、水套、机体上的直线标记,在缸套放入过程中,务必要保持船体水平,各密封令保持完好;6)缸套放好后,一定要试验汽缸油出油孔是否出油;7)缸头螺丝锁紧时,要按照说明书规定分批次均匀上紧,最好分两次收紧,规定的上紧油压是900 bar,先以500 bar 的油压上紧,再以900 bar的油压上紧;8)缸套安装好后,加大该缸气缸油注油量,在恢复油、水、气同时盘车15 min以上,同时低速运转,进行缸套试验. 1)正确操纵主机防止超负荷.正确控制主机,避免主机机械负荷和热负荷过大,是防止缸套裂纹的重要措施.判断当船舶在大风浪、狭窄水道、顶风顶流等外界负荷变化较大时,轮机人员要根据当时情况及时调整主机油门,避免主机超负荷.主机是否超负荷,一般用示功图计算功率.2)严格控制水温的变化.正确控制缸套冷却水温度,是预防缸套产生裂纹的有效途径.冷却水温度变化幅度过大以及水温太低,都会增加缸套的热应力,水温过低也会加剧低温腐蚀,所以,不论是停泊、变速、定速航行,都要对水温进行合理的控制和调节,一般情况下水温变化控制在3~5 ℃范围,冷却水进出口温差一般不大于18 ℃.启动主机之前,要保证暖机温度在50~70 ℃范围内,一定不要在低于20 ℃的情况下启动主机,冷机启动,水温变化过大,会产生过大的热应力3)定期化验水质.要对水质定期进行化验,严格控制冷却水的各项指标,如果冷却水处理不当,会导致局部结垢、腐蚀,也会造成局部过热.4)保证燃油雾化质量.保证燃油雾化质量,是减少缸套裂纹的重要途径.燃油雾化质量与高压油泵、喷油器、燃油杂质含量、燃油温度等有密切关系.必须提高燃油离心净化的质量,尽量不要混油,根据燃油品质,确定分水还是分杂,如有需要可2台分油机串联.根据燃油进机温度,将燃油雾化时的粘度控制在说明书范围内,雾化质量好,不仅可以降低缸套裂纹,还可以降低燃油的消耗.5)定期检修高压油泵.检查主机的VIT结构,防止爆发压力过高,主机长时间爆发压力过高,缸套会因为热应力过大而使缸套产生裂纹.6)定期清扫扫气道.保证良好的燃烧质量,保证扫气道和扫气口的畅通是减少磨料磨损的有效措施.7)保证足够扫气压力.扫气空气质量不足是缸套热应力增大的一个原因,所以在主机运转过程中,要正确控制扫气温度,一般高于环境温度3 ℃;定期清洗废气涡轮、压气机、空气滤器,扫气箱定期放残.8)合理调整汽缸油润滑.汽缸油量过大容易导致活塞积碳过多,如果过少活塞与缸套润滑不良导致缸套裂纹;同时在主机运行中要保证气缸油总供油量和油的品质要合乎要求,所有点的供油量要相同.9)定期测量示功图.值班人员要定期测量主机的手拉示功图,测量压缩压力和爆发压力,以此判断各缸的工作情况.10)定期吊缸、确保气密性.定期吊缸,可以确保气缸良好的密封性,防止燃气的泄漏引起扫气箱着火,引起缸套裂纹;保持活塞环良好状态,及时发现问题及时更换,也是防止缸套裂纹的重要举措.实际工作中造成缸套裂纹的原因是多种多样的.柴油机在使用中管理不当使燃烧室部件过热或者局部过热,整机或者个别缸超负荷或者频繁起停,均会加速热疲劳破坏现象的出现,导致裂纹;同时管理人员水平和备件的质量,对延长缸套乃至整个机械寿命的使用都至关重要.【相关文献】[1] 李玉宝.老龄船主机缸套裂纹原因和管理[J].大连海事大学学报2008(6):88-90.[2] 楼海军.船舶主机缸套裂纹起因及其对策[J].机电设备.2009(2):10-13.[3] 李玉根.B&W长冲程柴油主机缸套裂纹与预防[J].航海技术.2011(3):47-49.[4] 满一新.船机维修技术[M].大连:大连海事大学出版社,2006.[5] 黄少竹.船舶柴油机[M].大连:大连海事大学出版社,2006.[6] 杨极,杨贵恒,张寿珍.内燃机气缸套异常磨损机理及其预防对策研究[J].内燃机,2007(2):15-18.[7] 刘宝.关于SULZER主机缸套裂纹问题[J].天津航海,2006(4):21-23.[8] 宫子武.船舶柴油机气缸套凸肩裂纹原因分析[J].船海工程,2007,36(1):70-72.[9] 陈学宁. B&W 5L35MC气缸盖裂纹原因及修复[J].天津航海,2005(6):56-57.。
图1
气门座异常下陷、磨损后的气门
如果发生气门座异常下陷、磨损故障后,
现不易启动及功率不足的问题,同时伴有耗油量增加,气温度也会升高。
该故障的原因大致可分为三个方面:
气门与气门座本身不合格,主要是气门和气门座的如制造材料不达标、热处理工艺有问题或是使用材料的牌号不正确等,很容易就发生气门座异常下气门和气门座承受的机械负荷过大,
气门高速往复运动承受了很大的冲击力,
增加冲击力的因素都可能导致气门座异常下陷、
凸轮轴异常磨损、气门弹簧刚度过大或是气门
气门和气门座承受的热负荷过大,
要承受在柴油机工作过程中产生的高温废气的同时还有冷却水及外部空气的冷却作用,
热负荷极大。
这种条件下材料的耐磨性和强度都会降低。
MAN K6Z70/120E型柴油机缸套裂纹原因和避免措施1 引言:MAN K6Z70/120E型机为老机型,目前轮机管理人员在远洋和近洋船舶仍能遇到这种型号的主柴油机。
笔者认为管理上最大的问题是缸套裂纹。
该型机早已淘汰,缸套备件难以订购,因此缸套裂纹问题应引起轮机管理人员足够重视。
本文以笔者在“XX”轮工作期间主柴油机缸套裂纹为例进行原因分析,结合工作经验提出避免措施,希望能对轮机管理人员起到借鉴作用。
2 K6Z70/120E型机基本参数和构造:“XX”轮1976年由日本建造,主机机型为KAWASAKI&MANK6Z70/120E。
缸径700mm,冲程1200mm,最大持续功率9300PS,额定转数145RPM,最高爆发压力Pz为76kg/cm2,平均指示压力11.97kg/cm2,压缩比10.86,发火次序l-5-3-4-2-6,压力和温度参数见表1。
表l K6Z70/120E型机压力和温度参数缸套冷却水与活塞冷却水属于同一泵浦同一系统水,压力靠缸套冷却水进机阀调整,从而各自达到压力范围;淡水进机温度是一样的无法额外调整,因而活塞和缸套进机温度相同。
增压系统由两部定压增压的增压器和活塞底部泵气增压系统组成,无鼓风机,其中NO.2、NO.3、NO.5、NO.6缸活塞底部有泵气作用,NO.1和NO.4活塞底部空间通大气无泵气作用。
低负荷时扫气压力0.4bar以下,压力继电器动作使液压转换阀打开,使活塞底部泵气后的空气去透平后的并联喷管系统喷射引流(INJECTION WORKING),增加增压空气压力防止低负荷喘振;高负荷时扫气压力0.4bar以上并联喷管系统不工作(INJECTIONNOT-WORKING),活塞底部泵气空气经过NO.3空冷器冷却后直接与增压器增压空气并联进入扫气箱。
该型机为半回流扫气。
缸套上排排气孔共6个,主要布置于缸套一侧范围,其中中间排气口较大。
下部进气口共10个,布置于缸套圆周285°范围一侧。
柴油机汽缸盖组件常见故障分析与排除1. 引言1.1 柴油机汽缸盖组件常见故障分析与排除柴油机汽缸盖是发动机中非常重要的部件,其负责密封汽缸顶部并提供气门操作机构的安装支撑。
然而,由于长期使用或制造质量等因素,汽缸盖也会出现一些常见故障。
本文将针对柴油机汽缸盖组件的常见故障进行分析和排除。
在柴油机使用过程中,常见的故障一是汽缸盖漏气。
漏气可能导致发动机性能下降,甚至造成严重损坏。
常见故障二是汽缸盖变形,可能导致气缸垫片损坏,进而影响密封性能。
常见故障三是汽缸盖裂纹,裂纹的存在会造成冷却液和机油混合,严重影响发动机的正常运行。
常见故障四是汽缸盖涡轮增压器安装孔损坏,这会影响汽缸盖与其他部件的连接。
常见故障五是汽缸盖气门密封不良,导致润滑油进入燃烧室,引起燃烧不完全等问题。
综上所述,柴油机汽缸盖组件故障分析和排除需要根据具体情况综合考虑,定期检查汽缸盖组件,可以预防故障的发生。
只有及时发现并解决问题,才能保证柴油机的正常运行。
2. 正文2.1 常见故障一:汽缸盖漏气汽缸盖漏气是柴油机汽缸盖组件常见的故障之一,导致该问题的原因可能是汽缸盖本身质量问题,也可能是由于使用不当或长期使用导致的磨损。
漏气会导致燃烧室内的气体和液体混合,影响发动机正常工作,甚至造成发动机功率下降,燃油消耗增加等严重后果。
造成汽缸盖漏气的主要原因可能包括汽缸盖密封面损坏、气门室密封不良、气缸压力过高等。
在排除汽缸盖漏气故障时,首先需要对汽缸盖进行检查,找出漏气的具体位置。
然后可以采取一些方法修复,如更换汽缸盖密封垫、对密封面重新磨平、修理漏气处等。
定期检查汽缸盖密封情况,可以及时发现漏气问题并进行修复,避免故障严重化。
保持发动机正常运转,避免过度超载或高速行驶,也是预防汽缸盖漏气故障的重要措施。
只有做好汽缸盖的维护保养工作,才能确保柴油机的正常运行和延长使用寿命。
2.2 常见故障二:汽缸盖变形汽缸盖是柴油机发动机中重要的部件之一,承受着高温高压的工作环境,因此容易出现变形这一常见故障。
重庆交通大学应用技术学院 2013届航运工程系毕业生论文
论文题目:船舶柴油机气缸盖裂纹及处理措施 班 级: 10级轮机7班 姓 名: 陈红雨 指导教师: 谭显坤 日 期: 2013—5—20
重庆交通大学应用技术学院航运工程系 船舶柴油机气缸盖裂纹及处理措施
轮机7班 陈红雨
[摘要]:在简要介绍船舶柴油机气缸盖恶劣的工作环境基础上,指出它容易产生的故障,并
针对常出现的裂纹故障,分析其裂纹产生的原因,并指出如何检查裂纹,以及一些应急修理方法,最后给出预防气缸盖裂纹产生的处理措施。 [关键词]:船舶;柴油机;气缸盖;裂纹;检查;处理;预防 [Abstract] This essay firstly introduces the abominable working environment in which the diesel engine cylinder cover works,points out it easy to be in trouble and analyzes the causes leading to cracks.It also tells how to repair the cracks just by checking the cracks and preventing its appearance damage.Some measures are given here. [Keywords] Ship;Diesel Engine;Cylinder Cover;Crack;Check;Repair;Prevent
引言 气缸盖是柴油机的一种紧固件,也是柴油机燃烧室的组成部分。船用柴油机各种型式的气缸盖的共同特点是结构复杂,孔道较多,壁厚不均。它不仅受到高温高压气体的强烈作用,而且周期性地承受较高的机械负荷与热负荷,也受到因冷却水造成的局部冷热不均影响,同时还由于螺栓预紧力使气缸盖承受着压应力,并与燃气压力共同作用使气缸盖受到弯曲作用,此外,还在截面变化处容易产生应力集中等,正是由于气缸盖如此恶劣的工作条件,致使气缸盖很容易失效损坏。通常失效损坏形式为:其底面和冷却水腔产生裂纹,这是柴油机经常出现的损坏现象,还有气阀底面和导套容易磨损,冷却水侧被腐蚀等。 本文主要针对船舶柴油机气缸盖最经常出现的损坏现象——裂纹,进行详细叙述,分析其裂纹产生原因极其修理、预防措施等。 1、气缸盖的结构及其作用 气缸盖是柴油机的固定部件和燃烧室的组成部分。气缸盖上安装着喷油器、启动空气阀、安全阀和示功阀等。筒状活塞式柴油机缸盖上还装有进、排气阀,二冲程直流扫气试柴油机气缸盖装有排气阀;此外,气缸盖内部有各种气道和冷却水空间。船用柴油机气缸盖的结构形式繁多,随机型而异,但共同的特点是结构复杂、孔道较多、壁厚不均匀。
气缸盖密封气缸与活塞一起组成燃烧室,安装阀件。有喷油器、气缸启动阀、安全阀(开启压力不超过1.4倍最高爆发压力)、示功阀、排气阀、进气阀(四冲程),以及气阀的传动机构等。布置冷却水通道,四冲程柴油机缸盖中要布置进、排通道。
2、气缸盖裂纹产生的部位
2.1气缸盖底面裂纹 船用柴油机气缸盖的裂纹主要发生在气缸盖底面有应力集中的地方,如孔与孔之间或孔的圆角处、冷却水腔的截面变化处等。产生裂纹的具体部位则随机型、气缸盖的结构和材料不同而异。 船用四冲程柴油机在进排气阀孔和喷油器等孔之间以及阀座面上容易产生裂纹,在底板受热面“鼻梁区”产生热疲劳裂纹是四冲程柴油机气缸盖较为常见的损坏形式。产生热疲劳是由于受热面的温度超过材料的使用极限而发生蠕变,引起塑性变形。当气缸盖在冷热交替情况下工作时,受热面的收缩性变形而受阻,从而产生残余拉伸应力。受热面温度超过极限温度越多,运行时间越长,残余拉伸应力就越大,最终因应力的反复交变而出现疲劳裂纹。严重时可能经过一次冷热循环便出现裂纹。当裂纹产生在底面时,多为径向裂纹;当裂纹产生在外部时,裂纹大多是从中央喷油器孔向进排气阀孔扩展,这是由于小孔处的应力集中所致(如图1所示)。 2.2 气缸盖冷却侧裂纹 MAN型柴油机气缸盖由上下两部分组成,下半部分用耐热合金铸铁制成,主要承受热负荷;上半部分采用灰口铸铁制成,主要承受机械负荷,由于下半部分缸盖冷却水腔布置了环形冷却水道,冷却水中含有各种酸根离子和溶解氧将对金属发生电化学腐蚀和氧化,金属晶界是首先被腐蚀和氧化的部位。这将导致被腐蚀的表面变得粗糙并产生应力集中,使材料的疲劳强度显著下降。故裂纹多发生在冷却水道的环形筋根部有应力集中处,沿周向扩展(如图2所示)。
3、气缸盖产生裂纹的原因 图2 MAN气缸盖裂纹部位 气缸盖产生裂纹是气缸盖较为常见的故障。气缸盖产生裂纹的根本原因是热应力和机械应力周期性的作用。在交变的热应力和机械应力的作用下,将产生疲劳裂纹,从而导致气缸盖裂纹。具体分析气缸盖产生裂纹主要有以下几个方面原因。
3.1 结构设计方面 气缸盖底面气阀孔周围之所以常产生裂纹,主要因为该处有较大的表面积,因此,受热膨胀和冷却时收缩速度都较大。例如,柴油机工作一段时间停车后,气缸盖温度分布变化剧烈,热量通过冷却水和进排气通道迅速散发,所以在气阀孔处容易产生裂缝。 再者,由于结构或受力不合理、过度圆角太小等均会引起过大的机械应力,从而导致裂纹。
3.2 材料和工艺方面 气缸盖材料选择不当,质量不符合要求,铸造时没有很好地消除铸造应力,从而导致零件内部有缺陷,从而使气缸盖在工作时容易产生裂纹。
3.3 装配质量方面 气缸盖螺栓不按规定交叉拧紧,或在发生气缸盖平面漏气时拧紧该处的螺母来解决,都会造成气缸盖受力不均匀而产生裂纹。喷油器安装不正确,会引起气缸盖底面局部变形,增大喷油器孔处所受的拉应力,使之容易产生裂纹。
3.4 操作和管理方面 柴油机长期在超负荷条件下运转或在未充分暖缸的情况下突然增大负荷,使气缸盖从冷态急剧变为热态,或在高温下急剧冷却而产生裂纹。 柴油机冷车启动或启动后加速太快,致使气缸盖底面与冷却面温差过大,热应力增大。故应暖机后再启动,启动后待油、水温度升高后方可加速;频繁启动、停车和长期超负荷运转均会使机械应力和热应力增加;冷却与润滑不足或中断,亦会导致机件过热。
3.5 维护保养不良方面 安装气缸盖时未按规定上紧螺栓,各个螺栓受力不均,使气缸盖产生过大的附加应力;长期使用,未清洁冷却水道,致使水腔积垢,影响散热,引起过大的热应力,从而导致裂纹的产生。
4、气缸盖裂纹检查 通常,气缸盖裂纹都有一个产生和发展的过程,因此,平时认真检查、仔细观察、及早发现,就能避免机损事故的发生。气缸盖裂纹检查主要有3种方法:直接观察法、着色探伤法、液压试验法。
4.1 直接观察法 可根据膨胀水箱中水位的上下波动及有无气泄、油渍等来判断气缸盖是否有裂纹,还可通过示功阀检查排气是否冒白烟或有燃烧不良现象来判断裂纹发生在哪一缸。经常检查曲轴箱中滑油油位的变化,若油位升高,油中水分明显增加,则应怀疑内有裂纹。
4.2 着色探伤法 着色探伤渗透液是含有红色颜料、溶剂和渗透剂等成分。具有渗透力强,渗透速度快,显象时清晰醒目,洗涤性好,化学稳定性好和无腐蚀或低毒等特点。显象剂常为氧化锌、氧化镁或二氧化钛等白色粉末和有机溶剂组成。显象剂具有悬浮力好,与渗透液有明显的衬度对比,显示缺陷清晰,易于辨别,无腐蚀性等特点。
在着色探伤操作中有浸液法、刷涂法和喷涂法。内压式喷灌操作简单,携带方便,广为应用。一组内压式喷灌各装有清洗剂、渗透剂和显象剂。检验时,先用清洗剂清洁零件待检表面,然后喷涂一层渗透剂,依据材料不同有不同的渗透时间。如常温下铝、镁合金铸件约为15分钟,锻件和钢铸件应不小于30分钟;钢焊件和焊缝有的可打60分钟;塑料、玻璃、陶瓷等非金属材料在5~30分钟之间。渗透剂渗透时间对检验灵敏度影响很大。时间短,小缺陷难以发现,大缺陷显示不全;时间长,难以清洗和检验效率低。在清洗掉表面渗透剂后再喷涂显象剂,最后就可在白色衬底上显示出红色缺陷痕迹。 4.3 液压试验法
对于内部微小裂纹,如冷却水腔的微小裂纹,用着色法很难检查,通常做液压试验才能检查出来。
液压试验法实质上是在模拟使用条件下对承压零件材料内部有无缺陷进行检验的一种无损检验方法。它不需任何先进的仪器,只用一般的专用夹具和具有压力的气体或液体。 液压试验前,将待检零件上的孔、洞等全部堵塞,用专用夹具密封零件形成包括检验部位的密封空腔,注满液体或气体后完全封闭,按要求加压至规定试验压力,保持一定时间后观察零件外表面上有无液体渗出或气体逸出,从而判断零件有无裂纹。 试验用液体可用水或油,也可用空气,以有关要求而定。试验压力以零件工作条件而定。柴油机气缸盖冷却水腔试验压力为0.7MPa,保持5分钟。另外,航行中根据下列现象判断燃烧室零件有无穿透性裂纹: 1)柴油机运转中,轮机员可根据气缸或活塞冷却水表压力指针波动或膨胀水柜水位上下波动判断零件有穿透性裂纹。因为当气缸盖或气缸套有穿透性裂纹时,燃烧室中的高压燃气就会沿裂缝进入冷却水腔,使冷却水系统的压力升高,压力表指针和膨胀水柜水位均升高;当气缸排气后压力低于冷却水压力,冷却水自裂缝进入气缸大量漏泄,冷却水压力急剧降低,压力表指针和膨胀水柜水位又迅速降低。此外,还可从冷却水温升高,淡水消耗量增加,扫气箱有水流出,膨胀水柜的透气管有气泡冒出和冷却水中有油星等现象进一步判断。至于燃烧室中哪个零件裂穿则需要进一步检查。 2)启动前进行转车和冲车时,轮机员应打开示功阀观察有无水气或水珠喷出。如有水气或水珠喷出表明燃烧室零件有穿透性裂纹或喷油器冷却水漏泄,应进一步检查和处理,否则缸内积水较多直接启动就会造成水击事故。 3)曲柄箱(或循环油柜)中滑油量不正常增多或滑油中水分明显增加,或滑油迅速乳化变质均表明由于燃烧室部件有穿透性裂纹使冷却水大量漏入。 4)吊缸检修时,轮机员应认真仔细观察各个零件,如发现活塞、气缸套和气缸盖表面有锈痕,或活塞顶部积水等,说明燃烧室零件有穿透性裂纹[8]。