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第一缸缸套有密集成蜂窝状的孔穴,其中最深一孔已穿透过缸壁,导致冷却水漏入油底壳内的故障案例
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【故障现象:】
某客轮主机是6135型柴油机
2台为左右机。
主机累计运转1800小时后的一次航行途中
发现左机油底壳内润滑油含有水份
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【故障处理过程:】
立即停掉左机,
只开右机一台坚持到港。
到港后立对左机冷却系统进行水压试验,
发现第一缸缸套漏水进入油底壳,
马上拆卸缸盖,
拉出第一缸活塞及缸套,
发现第一缸缸套在主推力面侧之外壁
及在机体进水口处
(该处又正好是主推力面侧)
有密集成蜂窝状的孔穴,
其中最深一孔已穿透过缸壁,
导致冷却水漏入油底壳内,
使润滑油含有水份。
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检查机体进水口处无安装布水罩,
其原因是淡水冷却器冷却效果不良,
水温过高,
轮机人员取消了节温器及布水罩。
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检查活塞与缸套、
缸套与机体配合间隙良好。
检查第一缸缸套上端面
凸出机体顶面的距离为0.04毫米,
而第2缸为0.13毫米,
超过说明书要求同一气缸盖的
两个气缸套上端面
凸出机体顶面的距离
相差不超过0.04毫米的要求。
...
在更换第一缸缸套时
在缸套底下垫0.10毫米紫铜垫片
来调整缸套端面凸出机体顶面高度。
并把节温器、布水罩装上,
拆下淡水冷却器进行清洗后再装上。
试车运转后情况良好。
...
这次故障如果轮机人员未及时发现
油底壳内润滑油含有水份,
并果断停车等到港处理,
那将导致拉缸及烧瓦,
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【故障原因分析:】
第一缸缸套有密集成蜂窝状的孔穴,
其中最深一孔已穿透过缸壁,
导致冷却水漏入油底壳内,
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(001-028)缸套-典型的缸套穴蚀穿孔,很多机器是从缸套这里开始出故障2056
【故障相关知识:】
缸套穴蚀成因分析。
柴油机工作时,
缸套受到上下往复运动的活塞的
纵向侧偏力的连续作用,
由于运动的速度快从而使缸套
产生高频震动,
活塞与缸套的间隙越大,
侧偏能量越大,
缸套震动越激烈。
激烈的震动引起局部的高真空和高压,
当冷却水压力降低到
该温度下饱和蒸气压力以下时,
冷却水蒸发和溶于水中的空气析出
而形成气泡。
这些气泡随着震动连续而频繁地
在缸套的外表面破裂而再生,
使缸套表面受到穴蚀,
另一方面缸套内的水质不纯时,
其中的杂质离子
也在温度适宜的条件下穴蚀缸套。
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1)水锤(击)效应的产生。
在冷却水腔内产生局部真空时,
会加剧空泡的生成,
通常在水温未达到85℃之前
是处于一种相对稳定的黏附状态,
并不游离缸壁。
若保持水温不变,
又无外界能量激发,
这种稳定平衡不会被破坏,
水锤(击)效应不会发生,
缸套外壁不会被腐蚀。
...
若水温升至85℃以上,
空泡开始单个游离,
沿缸壁上升至最高层(或表层),
但也不会破裂,
对缸套外壁也不会造成水击,
缸套也不会受腐蚀。
但在空泡处于粘附状态受到
某种外来冲击时,
空泡被内部压力激活了,
并瞬间破裂,
而周围的水就会以极高的速度冲击缸壁,
以填补空泡空间,
这时水锤效应产生了。
这种水锤效应不断循环,
则随着时间的推移,
缸套材料抗疲劳强度降低,
材料遭到破坏,
缸套就会出现球形点状腐蚀穴坑。
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活塞往复运动时,
由于连杆侧压力的作用,
活塞对汽缸套产生冲击,
活塞与汽缸之间存在配合间隙,
在冲击力的作用下,
缸套在倒向面产生高频震动。
这种震动使水套中的
冷却水不断交替地受到拉伸和挤压,
特别是缸套倒向面附近的水高速波动,
拉伸使缸壁附近的水出现局部真空,
易于产生气泡,
局部高温会使这种反应加剧,
气泡相互挤压而破裂。
...
在活塞上行冲击下,
粘附于缸壁外围的空泡瞬间破裂,
这种破裂在极短的时间内完成,
同时产生较高大气压的冲击力,
使材料遭破坏。
由于气泡爆裂是在金属缸套表面附近发生,
液体质点犹如无数的小弹头
连续地击打在缸套表面上,
使缸套表面逐渐因疲劳而造成破坏,
发生机械剥蚀,
导致穴蚀。
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当然,
由于冷却水一般都是成分较复杂的自然水,
缸套材料还会受到不同程度的化学腐蚀。
但水锤效应是主因,
故首先应尽量避免空泡的发生。
空泡是穴蚀的根源,
激活是穴蚀的条件。
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2)激活源。
高频震动激活了缸壁附近的空泡,
是主要的激活源。
尤其是缸套倒向面的震动更甚,
这也是缸套穴蚀
只发生在缸套局部范围内的原因,
活塞在缸套中的运动速度是不均匀的:
活塞在一个循环中的速度是变化的,
即从上止点(或下止点)开始,
速度从最小值V加速至最大值V,
再从最大值V减速至最小值V(半个循环)。
在这个过程中,
活塞对缸套的冲击(激活效应)
在不同的部位是不一样的,
能量释放也是不一样的。
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3)腐蚀只出现在特定部位的原因。
活塞在缸套中运行时,
活塞中心线和缸套中心线是不重合的,
两者形成一个角度,
这是因为曲拐是绕着曲轴中心线旋转的,
其运转平面与活塞销是垂直的,
而缸套中心线正好
与曲轴中心线垂直并相交,
连杆活塞组受曲拐驱动左右摆动,
使活塞在缸套中总是处于倾斜状态,
故活塞只有小部分和缸套紧密接触,
这部分就是所谓的倒向面。
倒向面在运动过程中
与缸套紧密接触部分发生摩擦,
这不但导致缸套的偏心磨损,
更严重的是摩擦力
激活了原来粘附在缸套外壁的空泡,
使其在瞬间破裂造成水击现象,
水锤效应(穴蚀)就这样发生了。
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重庆康名士发动机光头老周
整理的这个表,
也许对找到故障原因有帮助
AL1229-缸套有问题可能会观察到的多个故障现象
AL1229-G011机油里有水的一部分故障原因及故障表现简单描述
AL1229-G011机油里有水的一部分故障原因及故障表现简单描述
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故障现象千奇百怪,
故障原因简单,也复杂,
请在评论或者私信中补充更多的相关
来自现场的丰富案例
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都看到这里了,
顺手点个赞吧,
送给在现场维修并把维修过程讲述出来的大师傅们,
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[狗头]