轮机主机缸套磨损主要原因及其预防措施0吉林

轮机主机缸套磨损主要原因及其预防措施

轮机主机缸套磨损主要原因及其预防措施 轮机土机柴油机缸套磨损状况直接影响着柴油机的工作性能和船舶营运的经济性和可靠性。缸套的磨损在柴油机正常工作时是难免的，正常的磨损量在允许的范围之内(最大的磨损量为0．4％～0．8％缸套内径)，柴油机气缸套就处于正常的工作状态；由于某些因素的影响，会使磨损远远超过正常值，即产生异常磨损，同时也将伴随着活塞组件的磨损，这将使吊缸检修周期缩短，维修费用增加。如果气缸套磨损量超过磨损极限时，将会使燃烧窜失去密封，高温燃气下窜，油膜烧损，引起缸套、活塞润滑不良，导致柴油机功率下降、严重积炭、扫气箱着火等一系列故障。1 气缸磨损的基本规律 气缸的工作条件非常复杂，它是在润滑不良、高温、高压、交变载荷和腐蚀性物质作用下工作的。一般来说，气缸的正常磨损有一定的规律性，具体表现为： 1)轴向截面的磨损规律。沿着气缸轴向截而的磨损，在活塞环有效行程范围内呈上大下小，即磨成一定的锥形，在第一道活塞环上正点略下处磨损最大。气缸口活塞环没有接触到的部位几乎没有磨损，于是就形成了“缸肩”。油环下正点以下部位，气缸套几乎没有磨损。 2)径向截面的磨损规律。在平行于气缸圆周方向的横截面上，气缸磨损成不规则的椭圆形，使圆度偏差增大。磨损最大部位发生在进气门的对面。 3)同一台发动机的磨损规律。不同气缸磨损情况不尽相同， 一般水冷发动机的第一缸前壁和最后。缸的后壁磨损最为严重。2缸套磨损主要原因分析 引起柴油机缸套异常磨损的因素很多，有柴油机结构设计、材料选用、加工装配质量等方面的因素，也有轮机管理人员使用、维护、管理方面等因素。下文主要从气缸油的使用、燃油的燃烧、冷却系统的工作和日常管理等方面分析影响柴油机缸套异常磨损的一些因素。2．1 气缸油使用不当的影响 船用二冲程柴油机，运行中连续不断地往气缸壁上注入一定量气缸油，其主要作用是： 1)活塞环将气缸油涂布于气缸壁上形成润滑油膜，减少气缸壁与活塞环、缸壁与活塞裙等摩擦副的磨损； 2)气缸油粘附摩擦产生的金属颗粒和燃烧产生的磨粒，并由活塞环刮至扫气箱(排出)，减少磨料磨损； 3)气缸油中的碱性物质，中和燃烧产物中的酸性物质，减少酸性腐蚀。 气缸润滑对于提高缸套工作可靠性和寿命是非常关键的，理想的气缸润滑是各注油点之间形成油膜并连接成片，使润滑油均匀地覆盖在整个气缸套的工作表面上，但气缸润滑的工作条件非常恶劣。这首先在于气缸表面工作温度高，会降低滑油的粘度，使滑油氧化变质和油膜蒸发；其次是由于活塞在缸套中的运动特点不利于油膜的形成；第三是假如使用了劣质油，则劣质油中的高硫分、高灰分、高残炭值和沥青值会引起低温腐蚀、固体磨粒磨损和结炭增多。为了保证良好的气缸润滑，关键在于气缸油的选择和注油量的控制。 气缸油的选择对于保证良好的气缸润滑是非常重要的。 一般来说，气缸油的选择是根据主机的性能和所用燃料的含硫量来确定的。如果气缸油的总碱值过低、气缸油不能及时中和燃烧生成的硫酸，会导致严重的腐蚀磨损，如果气缸油总碱值过高，义会引起燃烧室内形成灰白色颗粒沉淀物。应当注意的是，高碱值并不表示润滑油本身的质量，对于优质的气缸油，除了具备合适的酸中和能力，还应当具有良好的热氧化安定性，合适的粘度和粘度指数，良好的均布性和清净分散性及一定的负载能力。 气缸注油量是保证润滑的另一个重要方面，最佳注油率可以使柴油机达到最低的磨耗和最大的清洁度。注油量太低，难以形成完整的油膜，会使活塞环和缸套磨损加剧和漏气增多，漏泄的燃气又会破坏气缸壁上的油膜导致发生咬缸事故。注油量过大，不但浪费，而且会使活塞项而环带区，气口等处沉积物增多，引起活塞环粘着，使气流通道部分堵塞，同时多余的气缸油还会沉积在活塞下部空问，导致扫气箱着火。造成气缸注油量过多原因土要是管理者存在宁多勿少的错误观念。由于柴油机按推进特性工作，其功率的变化同转速的立方成正比，而注油量变化同柴油机的转速成正比，当柴油机转速下降时，其气缸注油量会增加很多，此时，应适当调整注油器以减小注油量，但如果在工作转速降低后没有进行这方面的调整，在更换燃油时反而增加注油量，就会造成了注油量过大，导致活塞环粘着、缸套脏污、气口部分堵塞。由于活塞环粘着，燃气下窜，破坏了润滑油膜，使气缸润滑状况更加恶劣，造成缸套磨损加剧。2．2柴油机燃烧状况的影响 柴油机燃烧状况良好时，对缸套的磨损没有太大的影响，但如果燃烧不良，则可能由于燃烧不充全而生成的碳化物在缸内聚集，如果气缸油没有足够的清洁能力，势必造成活塞环粘着和气口堵塞，并使局部区域的油膜受到高温高压燃气的吹烧而产生漆膜，影响气缸油效能的发挥。柴油机燃烧状况的好坏是涡轮增压器、空冷器、喷油器、燃油及燃油处理系统各办而综合作用的结果，造成燃烧不良的因素主要包括：柴油机长期在较低的负荷下运转，尽管喷油系统和喷油器雾化良好，但由于主机在低负荷下运行，涡轮输入的废气能量不够，透平效率下降，导致扫气压力下降；进气不足会使燃烧不充全；燃烧不充全，缸内碳化物聚集又会引起气口脏堵：气流通道减小，又进一步导致进气不足，形成恶性循环。 柴油机在低负荷下运行时，造成喷油正时普遍滞后于柴油机说明书中所给出的喷油正时。由于柴油机转速降低，压缩终点的温度和压力也有所降低，这样，标定工况下的最佳喷油正时在低负荷下就相对滞后，而使燃烧过程后移，造成后燃，尽管此时负荷较低，喷油量较少，但排烟温度仍然相对较高。2.3其它方面的影响 其它方面的影响主要包括冷却系统的管理和一些日常管理。 冷却系统工作好坏对柴油机的磨损也有较大的影响。如果出口温度过高，易使缸壁内表面油膜迅速蒸发，缸套磨损加剧；如果出口温度过低，除了增加热损失外还会使热应力增大，在使用劣质燃油时，还会加重缸套的低温腐蚀。 其它日常管理项H如用车前暖机，手摇注油器向气缸壁注油，运转时注意观察注油器的工作状况，防正超负荷运行和排气温过高等，这些都对缸套的磨损有很大的影响，船上的实际管理中对这些问题都比较重视。值得注意的是起动油量，RD型柴油机规定起动油门为3．2～3．5格，由于机器老化，为了提高起动性能，如果人为增加起动油量，这对于磨损加剧也有较大的影响。试验资料表明，起动一次，沿首尾方向的气缸磨损量等于正常运转3～5小时，沿左右方向的气缸磨损量等于正常运转7～8小时。因此，如果人为增加起动油量，会使磨损量进一步增加。3 改进及预防措施 1)不能使用柴油机系统润滑油代替气缸油。 柴油机系统润滑油不是气缸油。柴油机系统润滑油含有的添加剂较少、价格便宜、稳定性好，但其热氧化安定性、均布性、承载能力和清净分散性比气缸油差，另外其碱值较低，只适用于国产低硫燃油等，对于外围港口所加的中间燃料油则显得碱值过低，不足以中和燃油中的硫分燃烧后所产生的硫酸。所以在任何情况下都不要使用柴油机系统油替代气缸油。 2)调整气缸注油量。 注油量过高是许多船舶主机存在的通病。气缸注油量大并不意味着可以降低磨损，气缸油注油量过多反而是造成气缸严重脏污，气结碳、活塞环粘着、缸套过度磨损的重要原因，而且会增加气缸油费用的开支，造成不必要的浪费。将气缸油注油量渊整到最佳状况，可以减少气缸油的消耗，同时也可以减少缸套、活塞环的磨损，使柴油机工作得更加稳定、延长柴油机的使用寿命。气缸注油量的渊节应根据缸壁表而的润滑、磨损、清洁程度、活塞及活塞环的结炭、磨损情况加以调整。 3)改善柴油机的工作状况。 柴油机长期在低负荷下运转，远离标定工况，必然产生燃烧不良、工作性能变差、磨损加剧等问题。因此，应当对主机加以适当调整，这一技术目前已经比较成熟。主要包括适当增大压缩比以改善压缩终点状态，更换小喷孔喷油器以提高雾化质量，适当调整喷油正时以适应低负荷工况，降低增压器喷嘴环的通流而积以改善增压器的工作性能。对柴油机进行适当调整来改善长期在低负荷下运行的柴油机的工作状态，可以提高其可靠性、经济性和使用寿命。 4)使用原厂活塞环及缸套，确保缸套与活塞环能良好地配合。 5)尽量提高暖缸水的温度。 气缸套冷却水温的高低对气缸套的磨损有很大的影响。主机进行检修后，尽可能早地进行暖缸。主机停泊期间要保持较高的暖缸水温度，防正或尽量减少低温腐蚀的发生。 6)经常通过扫气口检奇活塞环的状况。 经常判断气缸油注油量是否合适，发现断环应及时吊缸、并更换活塞环。换新活塞环时，不要将活塞环搭口处进行磨削，那样会影响搭口处的气密，从而增加断环的危险。 7)加强盘根箱放残。 航行中要保证每班至少两次放残油，并视情况清通放残总管中的集渣柜，保障放残管路的通畅。 8)加强主机的日常管理。 应当注意做好主机的日常管理工作，如在动车前要注意暖机，起动前及停车后要用于泵动注油器，保证气缸壁上有足够的油膜。柴油机运转时应注意观察气缸注油器每个注油点的泵油情况，保证正常的排气温度，防正出现超负荷和排气温度过高现象。在起动时，注意控制起动油量，只要满足起动性能就可以了，不要过高。4 气缸套磨损的修复工艺4．1气缸套正常磨损的修复 当气缸套磨损量不大，末超过说明书或标准，只是内圆表而有轻微拉痕或擦伤时，可在船上由轮机员自修： 1)轻微拉痕用粗粒度金刚砂石或砂纸打磨(与水平成20°～30°交叉打磨)形成交叉痕迹，拉痕也不必完全除去。 2)较大擦伤和缸套上部的磨台可镗缸消除；当擦伤较轻(深度<0．5mm)时用油石、锉刀、风砂轮等手工消除。4．2气缸套异常磨损的修复 气缸套异常磨损或超过说明书或标准时，应拆下缸套送船厂修复，主要方法有： 1)修理寸法。首先在保证缸套壁厚强度的前提下镗缸，消除内圆表面几何形状误差和表面拉痕、擦伤、磨台等，然后依镗缸后的直径配制新的活塞组件，恢复气缸套和活塞之问的配合间隙。 2)恢复寸法。镗缸能消除几何形状和表面损伤，根据缸套要求增加的厚度值选用镀铬、镀铁、或镀铬加镀铁，也可以采用喷涂工艺，恢复气缸套原有缸径和气缸套与活塞之间的配合间隙。 当用上述办法气缸套仍然无法达到说明书或相火标准的要求时，应予以换新。 气缸套修复后装机正常运转前必须进行磨合运转，按说明书或视修理状况进行。5 结束语 柴油机缸套的磨损是不可避免的，但是异常磨损是完全可以避免和控制的。柴油机缸套异常磨损将严重影响船舶管理的安全性与经济性，因此须正确地预防和处理异常磨损的问题，以促进船舶航运业更好发展。本文仅从轮机管理的角度对造成柴油机气缸套异常磨损的原因进行了分析，并提出预防措施。由于导致异常磨损的因素很多，解决的办法也很多，还需在工作实践中不断摸索，并加以总结。

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