Introducció
El motor dièsel 8DK28 s'utilitza àmpliament en motors de vaixells, motors auxiliars i centrals elèctriques de càrrega, amb una potència única de 2500 kW/750 (r/min)-¹).
No obstant això, durant el funcionament, es produeixen freqüents fractures i esquerdes del pistó, que provoquen greus pèrdues econòmiques i de reputació. Analitzem les causes de les fractures dels pistons i el desgast anormal de les camisas dels cilindres en aquest tipus de màquines i proporcionem les contramesures corresponents.
1, Descripció del fenomen de l'accident
El primer accident va ocórrer al granelero número 9 Fusheng de 9.000 t a Tianjin.
El 25 de gener de 2005, quan el vaixell navegava a 3 milles nàutiques del port de Xiamen, la tripulació va descobrir que la coberta del forat d'inspecció del 8è cilindre del motor dièsel 8DKM-28 havia estat perforada per un forat.
L'enginyer en cap va ordenar una inspecció d'aturada i va trobar que el pistó del 8è cilindre estava trencat i tenia un desgast superficial anormal; Desgast anormal dels passadors del pistó; Hi ha moltes partícules de ferro al coixinet del passador del cigonyal; També hi ha pols de ferro present al filtre d'oli. El vaixell només va funcionar durant més de 1.700 hores des del lliurament fins a l'aparició.
En els tres anys següents, es van produir 180 casos d'aquest tipus successivament, provocant pèrdues econòmiques directes de prop de 2 milions de iuans.
2, Anàlisi de la causa de la fallada
Per tal de descobrir la veritat de l'accident i evitar que es repeteixin aquests errors, el personal de servei de la nostra empresa va realitzar una inspecció completa de tots els pistons, bielles, camises de cilindres, coixinets principals, coixinets de biela i passadors del motor dièsel. 27 de gener de 2005. Es va trobar que els pistons dels cilindres 1-8 tenien diferents graus d'esquerdes.
El pistó del 8è cilindre està completament trencat al seient del passador del pistó; Després del desmuntatge i la inspecció del coixinet del passador del cigonyal, es va trobar que hi havia pols metàl·lica al coixinet i que també va aparèixer una gran quantitat de pols metàl·lica a l'element del filtre. Hi va haver acumulació de carboni i un desgast anormal al passador del pistó i l'anell del pistó.
Després de l'anàlisi, els motius de les esquerdes, la fragmentació i el desgast anormal del passador del pistó són els següents.
1. Mala qualitat de l'oli lubricant
Les estadístiques han descobert que la qualitat de l'oli lubricant de qualsevol vaixell que pateix aquests accidents no compleix els requisits especificats i les impureses com l'alumini i el vanadi superen seriosament l'estàndard. Les partícules d'impuresa com l'alumini i el vanadi entren a l'espai entre el revestiment del passador del cigonyal i el passador del pistó i, sota la força externa, provoquen un desgast anormal del revestiment del passador del pistó de l'eix i del passador del pistó.
2. Estructura del pistó poc raonable i qualitat de fabricació no qualificada
a. Des del lliurament i el funcionament del motor dièsel 8DKM-28, més de 180 pistons han patit esquerdes o fragmentació. A partir de l'observació de la fractura i l'aparició d'esquerdes, totes van aparèixer a la zona de suport elàstic del seient del passador del pistó.
El gruix teòric de la paret d'aquesta zona és relativament prim, només 3,5 mm; Després de la fosa, el gruix de la paret del blanc és desigual. Després de la dissecció, es va trobar que la part més prima només és d'uns 3 mm, cosa que va provocar esquerdes o fractures al pistó sota l'acció de l'empenta lateral. Aquest és un dels motius del trencament del pistó.
b. Segons el dibuix, el pistó hauria de ser cònic, però després de la mesura a bord, es va trobar que els pistons dels cilindres 7 i 8 són generalment gruixuts de dalt a baix i són típics pistons cilíndrics rectes.
3. El sistema de canonades de combustible no està embolicat amb una capa d'aïllament
Segons la normativa, quan es crema oli pesat, el sistema de canonades de combustible extern s'ha d'embolicar amb una capa d'aïllament.
Tanmateix, després de la inspecció del personal de servei, es va trobar que el sistema de canonades de combustible, a uns 35 m des de la unitat de subministrament de combustible fins a l'entrada de combustible del motor principal, no estava embolicat amb una capa d'aïllament, la qual cosa va provocar una disminució de la temperatura quan el petroli pesat entrava al dièsel. motor (només 103 graus, especificat com a 130 graus) i una viscositat elevada, que arriba als 18 ct (especificat com a viscositat d'entrada de combustible de 13-14t).
Quan el motor dièsel funciona d'aquesta manera, l'atomització del combustible és deficient, la combustió es deteriora, provocant l'acumulació de carboni al pistó i els anells del pistó, que al seu torn crema la part superior; Provocar fuites de l'anell del pistó, provocant la descomposició de l'oli lubricant entre el pistó i la camisa del cilindre, dificultant la formació de la pel·lícula d'oli, donant lloc a una fricció seca entre el pistó i la camisa del cilindre, que al seu torn provoca un desgast anormal del pistó i el cilindre. revestiment. Sota l'acció de l'empenta lateral, el pistó finalment s'esquerda i es fractura.
Aquesta és la principal causa de fractura del pistó.
4. No s'ha configurat cap unitat de preescalfament
Les conseqüències de no configurar una unitat de preescalfament poden fer que el motor dièsel tingui una temperatura de l'oli lubricant baixa, un flux deficient, una viscositat elevada, un subministrament de combustible relativament reduït, un subministrament d'oli insuficient a la superfície interior del revestiment del cilindre, fricció seca entre el revestiment del cilindre i pistó i un desgast anormal de la camisa del cilindre i del pistó durant la posada en marxa (especialment a baixes temperatures).
A mesura que el desgast s'intensifica, sota l'acció de l'estrès tèrmic i mecànic, el pistó comença a trencar-se i, finalment, es fractura al seient del passador del pistó amb el gruix de paret més feble.
5. No rentar l'oli lubricant i el sistema de canonades de combustible abans de l'acoblament
Segons la normativa, les canonades d'oli lubricant i de combustible a bord del vaixell s'han de rentar abans d'atracar amb el motor dièsel.
Tanmateix, per tal d'estalviar costos, la drassana no va rentar completament el sistema de canonades d'oli lubricant i combustible del vaixell abans d'atracar. Sota el rentat de l'oli lubricant i el combustible, l'escòria de soldadura, la brutícia i altres residus de la canonada es van desprendre gradualment i van entrar al motor dièsel, provocant un desgast anormal de les camisas dels cilindres i els anells del pistó, que finalment va provocar un sobreescalfament i esquerdes del pistó.
6. Fuga lleugera greu dels anells del pistó i recobriment inestable
Si hi ha fuites lleugeres o es desprenen del recobriment de l'anell del pistó, provocant un segellat deficient i un gas d'alta pressió que flueix entre el revestiment del cilindre i el pistó, danyant la pel·lícula d'oli lubricant, provocant un desgast adhesiu de la camisa del cilindre i l'anell del pistó, resultant en un desgast anormal de la camisa del cilindre i de l'anell del pistó i, finalment, provocant que el pistó es sobreescalfi i es trenqui.
3, Mesures adoptades
a. Instar l'armador a comprar oli lubricant qualificat d'acord amb el manual del motor dièsel, assegurant-se que el contingut de sodi i vanadi estigui dins del rang especificat.
b. Millorar l'estructura del pistó canviant el gruix de la paret del pistó de 3,5 mm a 5,5 mm, augmentar la força del pistó i evitar fractures causades per una força insuficient del pistó; Canvieu el disseny general a un pistó dividit amb una corona de pistó d'acer resistent a la calor d'alta resistència i una faldilla de pistó de ferro dúctil d'alta resistència, que pot evitar que el pistó es cremi i es trenqui.
c. Instar les drassanes i els armadors a embolicar una capa d'aïllament de 25 mm de gruix al sistema de canonades de combustible des de la unitat de subministrament de combustible fins a l'entrada de combustible del motor dièsel, assegurant que la temperatura del combustible d'entrada del motor dièsel es mantingui a 130 graus i la viscositat es mantingui a { {2}} cst, per resoldre els problemes d'atomització deficient del combustible i deteriorament de la combustió, i evitar que es repeteixin accidents de fractura del pistó.
d. Instar l'armador a resoldre el problema de configuració de la unitat de preescalfament, de manera que quan el motor dièsel arrenqui a baixa temperatura, la temperatura de l'oli lubricant es pugui mantenir a 50-60 graus per augmentar el subministrament relatiu d'oli lubricant, resoldre el sec. problema de fricció del revestiment del cilindre del pistó i evitar l'estirada del revestiment del cilindre i la fractura del pistó.
e. Demaneu al propietari del vaixell que torni a rentar el sistema de canonades d'oli lubricant i de combustible a bord d'acord amb l'especificació de rentat d'equips externs del motor dièsel DK28, per evitar que l'escòria de soldadura i les partícules d'òxid entrin al motor dièsel, per tal d'evitar accidents com l'estirada de la camisa del cilindre. , el desgast anormal dels anells del pistó i el trencament del pistó de nou.
f. Controleu estrictament la qualitat de fabricació dels anells del pistó, realitzeu inspeccions estrictes dels anells del pistó entrants, assegureu-vos que cada anell del pistó no s'escapa de llum i que el recobriment no caigui, i que els anells del pistó que cauen llum i el recobriment cau no puguin entrar. la cadena de muntatge.
4, Conclusió
a. Instar l'armador a comprar oli lubricant qualificat d'acord amb el manual del motor dièsel, assegurant-se que el contingut de sodi i vanadi estigui dins del rang especificat.
Pot evitar que les partícules de sodi i vanadi de l'oli lubricant entrin entre la camisa del cilindre i el pistó, provocant un desgast anormal del pistó i la camisa del cilindre.
b. El gruix de la paret del pistó es va canviar de 3,5 mm a 5,5 mm, la qual cosa va augmentar la força del pistó i va evitar que s'esquerdís a causa de la resistència insuficient; El pistó integral de ferro dúctil s'ha substituït per una part superior d'acer resistent a la calor d'alta resistència i una faldilla de pistó de ferro dúctil de tipus dividit, que millora la resistència a la calor del pistó i evita que es produeixi la fractura del pistó causada per la deposició de carboni a la part superior.
c. Demaneu a la drassana que embolcalli una capa d'aïllament de 25 mm de gruix al sistema de canonades de combustible, mantingui la temperatura d'entrada del combustible a (130 ± 1) grau i viscositat dins del rang de (13 ± 1) CST, i eviteu que es produeixi una mala atomització del combustible i deteriorament de la combustió; El fenomen d'acumulació severa de carboni i un segellat deficient a la part superior, primer i segon anells del pistó, que condueixen a l'entrada de gas d'alta temperatura i alta pressió al cilindre, s'ha eradicat, evitant així un desgast anormal del pistó. la camisa del cilindre i el pistó i la fragmentació del pistó.
d. Va instar l'armador a resoldre el problema de la configuració de la unitat de preescalfament, va resoldre els problemes de baixa temperatura de l'oli lubricant, alta viscositat i mal flux quan els motors dièsel s'inicien a baixes temperatures, va facilitar la formació de la pel·lícula d'oli entre el pistó i el cilindre, va evitar la fricció seca entre el pistó i el cilindre i va eliminar l'aparició d'un desgast anormal de la camisa del cilindre i la fractura del pistó.
En resum, prenent les mesures anteriors, el motor dièsel 8DKM-28 del vaixell Tianjin Fusheng núm. 9 s'ha revitalitzat. Després de 9 anys de seguiment, no s'han trobat problemes de qualitat i s'han resolt fonamentalment els problemes de trencament dels pistons i el desgast anormal de les camisas dels cilindres del motor principal del vaixell.
