Úvod
Dieselový motor 8DK28 je široce používán v lodních motorech, pomocných motorech a zátěžových elektrárnách s výkonem jedné jednotky 2500 kW/750 (ot./min)-¹) .
Během provozu však dochází k častým lomům a prasklinám pístu, což způsobuje vážné ekonomické a reputační ztráty. Analyzujeme příčiny zlomenin pístu a abnormálního opotřebení vložek válců u tohoto typu stroje a poskytujeme odpovídající protiopatření.
1, Popis jevu havárie
K první nehodě došlo na 9000t hromadné lodi č. 9 Fusheng v Tianjinu.
25. ledna 2005, když loď plula 3 námořní míle od přístavu Xiamen, posádka zjistila, že kryt inspekčního otvoru 8. válce naftového motoru 8DKM-28 byl proražen dírou.
Hlavní inženýr nařídil kontrolu odstávky a zjistil, že píst 8. válce je zlomený a má abnormální povrchové opotřebení; Abnormální opotřebení pístních čepů; Na ložisku čepu klikového hřídele je mnoho železných částic; V olejovém filtru je také železný prášek. Loď byla v provozu pouze více než 1700 hodin od doručení po vzhled.
V následujících třech letech se postupně vyskytlo 180 takových případů, které způsobily přímé ekonomické ztráty ve výši téměř 2 milionů juanů.
2, Analýza příčin závady
Za účelem odhalení pravdivosti nehody a zamezení opakování těchto závad provedli servisní pracovníci naší společnosti komplexní kontrolu všech pístů, ojnic, vložek válců, hlavních ložisek, ojničních ložisek a pístních čepů dieselového motoru na 27. ledna 2005. Bylo zjištěno, že písty válců 1-8 měly různé stupně prasklin.
Píst 8. válce je v sedle pístního čepu zcela roztříštěn; Při demontáži a kontrole ložiska čepu klikového hřídele bylo zjištěno, že na ložisku je kovový prášek a velké množství kovového prášku se objevilo i na filtrační vložce. Došlo k nahromadění karbonu a abnormálnímu opotřebení pístního čepu a pístního kroužku.
Po analýze jsou příčiny prasklin, fragmentace a abnormálního opotřebení pístního čepu následující.
1. Špatná kvalita mazacího oleje
Statistiky zjistily, že kvalita mazacího oleje jakékoli lodi, která zažije takové nehody, nesplňuje stanovené požadavky a nečistoty jako hliník a vanad vážně překračují normu. Částice nečistot, jako je hliník a vanad, vstupují do mezery mezi vložkou čepu klikového hřídele a pístním čepem a pod vnější silou nakonec způsobují abnormální opotřebení vložky pístního čepu hřídele a pístního čepu.
2. Nerozumná konstrukce pístu a nekvalifikovaná kvalita výroby
A. Od dodání a provozu vznětového motoru 8DKM-28 došlo u více než 180 pístů k prasklinám nebo fragmentaci. Z pozorování lomu a výskytu trhlin se všechny objevily v pružné opěrné oblasti sedla pístního čepu.
Teoretická tloušťka stěny této oblasti je relativně tenká, pouze 3,5 mm; Po odlití je tloušťka stěny polotovaru nerovnoměrná. Při pitvě bylo zjištěno, že nejtenčí část má pouze asi 3 mm, což způsobilo praskliny nebo lomy v pístu působením bočního tahu. To je jeden z důvodů prasknutí pístu.
b. Podle nákresu by měl být píst kónický, ale po měření na palubě bylo zjištěno, že písty 7. a 8. válce jsou obecně od shora dolů tlusté a jedná se o typické přímé válcové písty.
3. Systém palivového potrubí není obalený izolační vrstvou
Podle předpisů by při spalování těžkého oleje měl být vnější systém palivového potrubí obalen izolační vrstvou.
Při kontrole servisním personálem však bylo zjištěno, že palivový potrubní systém, přibližně 35 m od jednotky přívodu paliva k hlavnímu přívodu paliva motoru, nebyl obalený izolační vrstvou, což vedlo ke snížení teploty při vstupu těžkého oleje do nafty. motoru (pouze 103 stupňů, specifikováno jako 130 stupňů) a vysokou viskozitou dosahující 18 ct (uvedeno jako viskozita na vstupu paliva 13-14 t).
Když dieselový motor pracuje tímto způsobem, je rozprašování paliva špatné, spalování se zhoršuje, což vede k hromadění uhlíku v pístu a pístních kroužcích, které zase spálí vršek; Způsobuje netěsnost pístního kroužku, způsobuje rozklad mazacího oleje mezi pístem a vložkou válce, což ztěžuje tvorbu olejového filmu, což má za následek suché tření mezi pístem a vložkou válce, což zase způsobuje abnormální opotřebení pístu a válce vložka. Při působení bočního tahu píst nakonec praskne a praskne.
To je hlavní příčina prasknutí pístu.
4. Není nakonfigurována žádná předehřívací jednotka
Důsledky nekonfigurování předehřívací jednotky mohou způsobit, že vznětový motor bude mít nízkou teplotu mazacího oleje, špatný průtok, vysokou viskozitu, relativně sníženou zásobu paliva, nedostatečnou zásobu oleje na vnitřním povrchu vložky válce, suché tření mezi vložkou válce a pístu a abnormální opotřebení vložky válce a pístu během spouštění (zejména při nízkých teplotách).
Jak se opotřebení zesiluje, při působení tepelného a mechanického namáhání píst začíná praskat a nakonec praskne v sedle pístního čepu s nejslabší tloušťkou stěny.
5. Nepropláchnutí potrubního systému mazacího oleje a paliva před dokováním
Podle předpisů musí být potrubí mazacího oleje a paliva na palubě lodi před připojením k dieselovému motoru propláchnuto.
Kvůli úspoře nákladů však loděnice před dokováním zcela nepropláchla potrubní systém mazacího oleje a paliva na lodi. Pod proplachováním mazacího oleje a paliva se postupně odlupovala svářecí struska, nečistoty a další nečistoty v potrubí a dostávaly se do dieselového motoru, což způsobilo abnormální opotřebení vložek válců a pístních kroužků, což nakonec vedlo k přehřívání a praskání pístu.
6. Silný lehký únik pístních kroužků a nestabilní povlak
Pokud dojde k lehkému prosakování nebo odlupování povlaku na pístním kroužku, což způsobí špatné těsnění a vysokotlaký plyn proudí mezi vložkou válce a pístem, poškozuje se film mazacího oleje a způsobuje adhezivní opotřebení vložky válce a pístního kroužku, což má za následek abnormální opotřebení vložky válce a pístního kroužku a nakonec způsobující přehřátí a zlomení pístu.
3, Přijatá opatření
A. Vyzvěte vlastníka lodi, aby zakoupil kvalifikovaný mazací olej podle návodu k naftovému motoru a ujistěte se, že obsah sodíku a vanadu je ve specifikovaném rozmezí.
b. Zlepšete strukturu pístu změnou tloušťky stěny pístu z 3,5 mm na 5,5 mm, zvyšte pevnost pístu a zabraňte zlomení způsobenému nedostatečnou silou pístu; Změňte celkovou konstrukci na dělený píst s korunou pístu z vysoce pevné žáruvzdorné oceli a pláštěm pístu z vysoce pevné tvárné litiny, který může zabránit spálení a zlomení pístu.
C. Vyzvěte loděnice a majitele lodí, aby obalili 25 mm silnou izolační vrstvu na systému palivového potrubí od jednotky přívodu paliva ke vstupu paliva naftového motoru, čímž zajistíte, že teplota paliva na vstupu dieselového motoru bude udržována na 130 stupních a viskozita bude udržována na { {2}} cst, aby se vyřešily problémy se špatným rozprašováním paliva a zhoršováním spalování a aby se zabránilo opakování nehod s prasknutím pístu.
d. Vyzvěte vlastníka lodi, aby vyřešil problém s konfigurací předehřívací jednotky, aby při nastartování vznětového motoru při nízké teplotě mohla být teplota mazacího oleje udržována na 50-60 stupni, aby se zvýšila relativní zásoba mazacího oleje, vyřešte suchou problém s třením vložky válce pístu a zabraňuje vytahování vložky válce a prasknutí pístu.
E. Vyzvěte majitele lodi, aby znovu propláchl mazací olej a palivový potrubní systém na palubě v souladu se specifikací pro proplachování externího zařízení dieselového motoru DK28, aby se zabránilo vniknutí strusky a částic rzi do dieselového motoru, aby se předešlo nehodám, jako je tahání vložky válců. , abnormální opotřebení pístních kroužků a opětovné poškození pístu.
F. Přísně kontrolujte kvalitu výroby pístních kroužků, provádějte přísné kontroly vstupních pístních kroužků, zajistěte, aby z každého pístního kroužku neunikalo světlo a povlak nespadl, a pístní kroužky, které propouštějí světlo a povlak odpadává, nesmí vniknout. montážní linka.
4, Závěr
A. Vyzvěte vlastníka lodi, aby zakoupil kvalifikovaný mazací olej podle návodu k naftovému motoru a ujistěte se, že obsah sodíku a vanadu je ve specifikovaném rozmezí.
Může zabránit tomu, aby částice sodíku a vanadu v mazacím oleji pronikly mezi vložku válce a píst, což by způsobilo abnormální opotřebení pístu a vložky válce.
b. Tloušťka stěny pístu byla změněna z 3,5 mm na 5,5 mm, což zvýšilo pevnost pístu a zabránilo jeho prasknutí v důsledku nedostatečné pevnosti; Integrální píst z tvárné litiny byl nahrazen víkem z vysokopevnostní žáruvzdorné oceli a děleným pláštěm pístu z tvárné litiny, který zlepšuje tepelnou odolnost pístu a zabraňuje vzniku lomu pístu způsobeného usazováním uhlíku na vršku.
C. Vyzvěte loděnici, aby ovinula 25 mm silnou izolační vrstvu na systému palivového potrubí, udržovala vstupní teplotu paliva na (130 ± 1) stupni a viskozitu v rozsahu (13 ± 1) CST a zabránila výskytu špatného rozprášení paliva a zhoršení spalování; Jev silného hromadění uhlíku a špatného těsnění na horním, prvním a druhém pístním kroužku pístu, který vede ke vstupu plynu o vysoké teplotě a vysokém tlaku do válce, byl vymýcen, čímž se zabránilo abnormálnímu opotřebení pístu. vložka válce a fragmentace pístu a pístu.
d. Vyzval majitele lodi, aby vyřešil problém konfigurace předehřívací jednotky, vyřešil problémy s nízkou teplotou mazacího oleje, vysokou viskozitou a špatným průtokem při startování dieselových motorů při nízkých teplotách, usnadnil tvorbu olejového filmu mezi pístem a válcem, zamezilo suchému tření mezi pístem a válcem a eliminovalo výskyt abnormálního opotřebení vložky válce a lomu pístu.
Stručně řečeno, provedením výše uvedených opatření byl 8DKM-28 dieselový motor lodi Tianjin Fusheng č. 9 revitalizován. Po 9 letech sledování nebyly zjištěny žádné problémy s kvalitou a zásadně byly vyřešeny problémy se zlomením pístu a abnormálním opotřebením vložek válců v hlavním motoru lodi.
