第四章 船机零件的疲劳破坏
船上常常发生船机零件裂纹和断裂的事故。例如主、副柴油机的气缸盖、气缸套和活塞组件的裂纹，曲轴、中间轴或尾轴的裂纹和折断等。船机零件，尤其是主柴油机和轴系零件的裂纹和断裂影响极大，不仅直接危及船舶安全航行，甚至会立即酿成严重事故，造成生命、财产的重大损失。船机零件的裂纹和断裂是由于零件长时间在交变载荷作用下产生的破坏，称为疲劳破坏。疲劳破坏是一种普遍而又严重的失效形式，是船机零件故障模式之一。据统计，生产中因疲劳断裂的零件占断裂零件总数的80% 以上。轮机员对这种损坏形式不仅应该重视，而且还应具有分析零件产生疲劳破坏的原因和防止或减少此种破坏措施的知识。
第一节 疲劳破坏
零件材料长时间在交变载荷作用下产生裂纹和断裂的现象称为疲劳破坏。大小和方向随时间发生周期性变化的载荷称为交变载荷，所引起的应力称为交变应力。零件长期在交变的机械应力或热应力下工作，即使最大工作应力小于静载荷下的屈服极限 σs ，但在长期工作后也会产生裂纹或断裂，即产生疲劳破坏。零件发生疲劳断裂时具有以下特征：
(1)零件是在交变载荷作用下经过较长时间的使用；
(2)断裂应力小干材料的抗拉强度σb，甚至小于屈服强度σs ；
(3)断裂是突然的，无任何先兆；
(4)断口形貌特殊，断口上有明显不同的区域；
(5)零件的几何形状、尺寸、表面质量和表面受力状态等均直接影响零件的疲劳断裂。
一、疲劳破坏的种类
(1)按零件所受应力大小和循环周数分类：
高周疲劳 为低应力、高寿命的疲劳破坏。应力较低，小于屈服极限，应力循环周数较高，一般超过106～107，为最常见的一种疲劳破坏，如曲轴、弹簧等零件的断裂。
低周疲劳 为高应力、低寿命的疲劳破坏。应力近于或等于屈服极限，应力循环周数少于104～105。例如，压力容器、高压管道、飞机起落架、核反应堆外壳等的裂纹和断裂。使用中应力很高，甚至超过材料的σs 但循环周数很少时就发生疲劳破坏。
柴油车是目前道路运输中常见的一种车辆，其动力系统其中一个重要部件就是柴油机。而柴油机的缸盖，作为柴油机的上部覆盖部分，也是一个承受高温高压的重要部件。如果柴油车的缸盖出现破裂，将会导致严重的安全隐患，所以对于柴油车缸盖破裂的处理十分重要。下面笔者将对柴油车缸盖破裂的处理方法进行介绍，希望能对您有所帮助。
1.停车
当发现柴油车缸盖破裂时，第一时间应该做的就是停车。及时将车辆停靠在安全地带，并确保车辆不会再次启动，以免因继续行驶而造成更大的安全事故。
2.切断电源
在处理柴油车缸盖破裂时，应优先切断电源。关闭车辆的点火开关，并确保所有的电器设备都已经断电，以避免在处理过程中发生触电事故。
3.冷却待修
当发现柴油车缸盖破裂后，应该保持冷静。等待发动机冷却后再进行后续的处理，以免因高温状况下进行处理而导致人身安全受到威胁。
4.拆卸缸盖
当柴油车缸盖破裂后，应及时进行拆卸处理。先拆卸缸盖，并对缸盖进行检查，确定破裂的具体位置和原因。
5.更换缸盖
如果发现柴油车缸盖确实存在破裂情况，就需要及时更换缸盖了。在更换缸盖时，应注意选择符合车辆型号的原厂或者正规品牌的配件，并确保更换后的缸盖能够正常工作。
6.检查其他部件
柴油车的缸盖破裂可能不是单独的故障，可能还存在其它部件的损坏。在更换缸盖后，还需要对发动机的其他部件进行仔细检查，确保没有遗漏的破损部件。
7.安全试车
在更换缸盖和检查其他部件后，应进行安全试车。检查发动机运转情况和有无异常噪音，确保车辆安全和正常使用。
8.预防措施
在柴油车缸盖破裂问题得到解决后，应该考虑做好预防措施，避免同样的问题再次发生。比如加强车辆的定期检查、保养和维护，及时更换老化的部件等。
总结：柴油车缸盖破裂是一个常见的故障，在处理时需要严肃对待。应该及时采取停车、切断电源、冷却待修等措施，以避免发生更严重的安全事故。并且在处理时要采取严谨的步骤，确保问题得到有效解决后再进行使用。也要思考和采取预防措施，以避免再次发生类似的故障。希望大家在柴油车缸盖破裂的处理中能够得到帮助，同时也能够引起大家对车辆安全的重视，杜绝类似的安全隐患。柴油车缸盖破裂是一个常见的机械故障，尤其是在长时间的使用后，由于金属疲劳、温度变化等因素，缸盖容易出现裂纹或破裂。而一旦柴油车的缸盖出现破裂，将会对车辆的安全和正常行驶造成严重影响。对于这种故障的处理需要进行严谨和细致的步骤。在对柴油车缸盖破裂问题进行处理的过程中，应该注意以下几点：
主机缸套凸缘裂纹故障分析 青岛远洋船员学院 胡理琳 【内容提要】船舶主机在工作中，往往会由于管理 不当或自身设计上的缺陷在机体的薄弱部位产生裂 纹，在缸体上的多数裂纹是从缸套凸缘处开始的，这些 裂纹和故障如不及早处理就会造成缸套的裂纹直至出 现缸套漏水等后果。此文对该故障产生的现象、原因及 相应的措施进行了分析。 关键词：缸套凸缘磨损量机桨匹配废气涡 轮增压热应力 过量空气系数 １概述 主机机体裂纹是船用动力装置中常见的一种故 障，这种故障往往又是柴油机产生其他一系列故障的 先奏，而在机体薄弱的部位所产生的裂纹故障往往在 整个裂纹故障率中占有绝对比例，这其中尤为突出的 就是缸套凸缘处的裂纹故障。现就某轮的主机为例对 该种故障的现象、产生原因和应采取的相应措施等具 体分析如下。 某轮主机为ＭＡＮ型二冲程十字头低增压柴油 机，采用低速单作用式，该机的扫气形式为回流扫气， 与其他常用的主机一样设有烧重油所用的设备，额定 功率为ｌ３５Ｏ０ＨＰ（约９９２５ｋｗ），额定转速为１３２ｒ／ｍｉｎ， 气缸套材料为耐热耐磨的合金铸铁，具有精心设计的 气口装在铸铁的气缸体里面，进排气口间的缸壁及缸 套凸缘处都有水冷却。缸套凸缘坐落在缸体的支承环 上面，气缸套长度为２０７６ｍｍ，重量为２７９０ｋｇ，最大允 许磨损量为４．５ｍｍ，最大允许椭圆度为１．０ｍｍ。 该轮自投人营运以来，主机缸套更换频繁，原因主 要是缸套上缘左侧１３５度凸缘处产生裂纹，并出现漏 水的现象，在多次采用金属扣合法对其进行修理后仍 未得到明显的改善。 ２凸缘裂纹产生后的现象 缸套凸缘裂穿的征兆为该缸的缸盖与缸套结合处 漏水严重，裂缸时的主要现象为： （１）裂纹产生时，气缸冷却水膨胀水柜淡水消耗量 增多，水位上下波动，在缸盖和缸套凸缘压合处有气体 漏出，缸套水压力表在２．６～１．９ｂａｒ（０．２６～０．１９Ｍｐａ） 之间摆动，缸套水压力不稳定，超出正常的范围，这是 由于排气经裂缝窜人冷却水造成的。此时缸套水温度 升高至８４℃（本机正常缸套水温度的上限为８０℃），产 生报警，主机自动减速至６７ｒ／ｒａｉｎ。 （２）在气缸冷却水检查孑Ｌ能看到汽水喷出现象。打 开示功阀，排出的烟气颜色偏白，这是由于冷却水漏人 缸内，燃气含水蒸气造成的。 （３）在气缸盖上部往往听到尖锐的敲击声，主要是 因为冷却水漏人缸内，在燃烧室内形成气垫所发出的 声音。 （４）如果吊缸，会发现凸缘裂纹多是从最薄弱的部 位缸套凸缘的根部产生的，如图ｌ所示。
李宝玉
摘要船用主机缸套经常会产生裂纹，致使缸套报废，除了增大船公司成本外，还给轮机管理人员增加了工作量。虽 然有设计、制造及材料等多方面的缺陷，如果轮机人员能够及时地根据实际情况采取有效的措施，是可以避免
异常裂纹以延长缸套的使用寿命。本文提出一些经过实践检验、行之有效的方法，以求提高轮机管理水平。
关键词 轮机管理缸套裂纹
经常会遇到主机缸套裂纹的问题，不但给船公司造成较
大的经济损失，而且还给轮机管理人员增添了很大的工作
量 这种情况虽然柯设汁、制造及材料等多方面的缺陷，但
是，如果轮机人员能够及时地根据支际情况采取白效的措
施，并加以科学的管理还是可以避免异常裂纹以延长缸套的
使用寿命。
缸套的工作条件
气缸是柴油机的主要 定部件之一一，燃烧事部什中的主
体。柴油机的工作循环是在气缸的工作空间内进行的。活塞
在气缸内部往复运动．．气缸下半部要开气口，布置气道 Ｅ半
部要安装缸头等。因此，气缸套 部受到气缸盖安装预紧力
的作 ，气缸内肇受到燃气的高温、高压和腐蚀作用以及活
塞的摩擦、敲击和侧推力怍用，气缸的冷却水卒问受到冷却
水的腐蚀和穴蚀，当采用贾穿螺栓把气缸怵、饥架和机座紧
固到一起时，气缸体会承受极大的压力 ． 当主机运转时，缸套内外之间产生温差，缸会 表向（触
火面）由于膨胀受到外表面（水冷面）的阻碍而产生压心 Ｊ， 缸套外表面（水冷面）囚受到内表面（触火面）的拉伸作用而
产茔｛亘随ｊ］
缸套裂纹的主要部位和情况
缸套裂纹的部位基本Ｅ是集中在两个位置：缸套的裂
纹，以触火向占多数，特别是应力集中和金属堆积的地方，多
见于缸套上部凸肩区，是发生最多的部位：除此之外。往过度
圆角处、水套加强筋处以及气口附近亦是多发区。际了触火
面外，冷却侧的某 血力集中处，例如：缸套外圆柱而和缸套
凸肩交界处等，有时也产生裂纹
５６ ＣＷＴ中国水运２００８・５ ２００７午４月，本人曾＿ｆ 某轮接班得矢『Ｉ该轮在不到一年的
