II. STC turbokompresoriaus gedimo atvejai
Pastaraisiais metais didelis laivas buvo ilgalaikėje navigacijoje. Dyzelinis laivo variklis sukaupė maždaug 11,000 darbo valandų didelio intensyvumo sąlygomis.
Pagrindinis varomasis variklis yra PA6 serijos keturių taktų dyzelinis variklis su 16 cilindrų, išdėstytų V formos 60 laipsnių kampu, 280 mm skersmens ir 290 mm eigos. Didžiausias vieno cilindro sprogimo slėgis yra mažesnis arba lygus 14,5 MPa, o maksimali vieno cilindro išmetamųjų dujų temperatūra yra mažesnė arba lygi 580 laipsnių. Didžiausias nuolatinis greitis yra 1000 aps./min., o vardinė galia – 5184 kW. Jame yra STC turbokompresorius.
Dėl ilgalaikio didelio naudojimo intensyvumo, šio laivo PA6 dyzelinio variklio išmetamųjų dujų turbokompresorius dažnai veikė, todėl kilo įvairių problemų, tokių kaip purkštukų pažeidimai, ašmenų pažeidimai, alyvos sandariklio nuotėkis ir guolių susidėvėjimas.
Pažymėtini du ypač tipiški atvejai:
1. Tam tikro dyzelinio variklio B eilės turbokompresoriuje pasigirdo staigus nenormalus triukšmas. Atlikus tyrimą nustatyta, kad išmetimo sistemos kompensacinė jungtis paseno ir nukrito, todėl į turbinos galą pateko skeveldros ir buvo pažeistas purkštuko žiedas.
2. Vieną anksti rytą, plaukdamas ekonomišku greičiu (dyzelinio variklio sūkiai: 660 aps./min., reguliuojamo žingsnio propelerio žingsnio santykis: 90%), budintis inžinierius išgirdo neįprastą „zvimbimo“ garsą iš A eilės turbokompresoriaus. tam tikras dyzelinis variklis eilinės patikros metu. Vizuali apžiūra atskleidė nedidelį turbokompresoriaus drebėjimą, kuris vis stiprėjo. Inžinierių ekipažas nedelsdamas ėmėsi avarinių priemonių – sumažino elektros sistemos greitį ir atjungė varomąją jėgą. Šio proceso metu iš turbokompresoriaus sklido lengvas apdegimo kvapas. Išjungus ir ranka pasukus variklį, iš apatinės A eilės turbokompresoriaus stebėjimo angos rasta tepalinė alyva. Vėliau išardžius ir apžiūrėjus paaiškėjo, kad sugedo alyvos sandariklio žiedas ir susidėvėjo slydimo guolis, dėl ko staiga sumažėjo tepalinės alyvos slėgis. Kitame skyriuje dėmesys bus skiriamas priežasčių analizei ir šio gedimo atvejo diagnozavimui.
III. STC turbokompresoriaus gedimų priežasčių analizė
1. Nenormalūs turbokompresoriaus garsai
(1) Aukšto tono, šiurkštus cypimas.
Tai sukelia sumažėjęs purkštuko žiedo plotas, sumažėjęs difuzoriaus srauto plotas ir padidėjęs turbokompresoriaus greitis (greičių viršijimas).
(2) „Buzzing“ banguojantis garsas, lydimas didelių pripūtimo slėgio svyravimų ir nestabilaus dyzelinio variklio veikimo.
Tai sukelia užsikimšimai įsiurbimo sistemoje, įskaitant oro aušintuvo, įsiurbimo kanalo, tarpinio aušintuvo užsiteršimą, kompresoriaus užsiteršimą, sumažėjusį vožtuvo tarpą ir neteisingą vožtuvo laiką.
(3) „Sssss“ ir „Pppp“ garsai.
Taip yra daugiausia dėl oro nuotėkio flanšinėse jungtyse tarp turbokompresoriaus ir vamzdyno. Išmetimo turbinos gale girdisi „Pppp“ didelio greičio pulsuojantis garsas, o įsiurbimo kompresoriaus gale – „Sssss“ nuolatinis didelio greičio oro srauto garsas. Kita galima priežastis – dumplių plyšimas.
(4) Mechaniškai sklindantys metalo garsai kartu su neįprasta turbokompresoriaus vibracija.
Tai sukelia tarpo tarp guolio ir veleno pokyčiai (didėjanti arba mažėjanti), sumažėjęs tarpas tarp sparnuotės ir spiralės, sparnuotės deformacija, ekscentrinis rotoriaus kakliuko susidėvėjimas, didelis plūduriuojančios įvorės arba traukos plokštės susidėvėjimas, arba rotoriaus dinaminės pusiausvyros sutrikimas.
(5) Nenormali vibracija ir triukšmas, atsirandantis dėl didelių anglies nuosėdų turbinoje arba į kompresorių krentančių pašalinių daiktų, dėl kurių pažeidžiamos mentės ir purkštukai.
2. Nenormali turbokompresoriaus vibracija
Kaip dideliu greičiu besisukantis mechaninis įtaisas, pagrindinės nenormalios turbokompresoriaus vibracijos priežastys yra besisukančių dalių pažeidimas, rotoriaus dinaminės pusiausvyros praradimas ir didelis viršįtampis. Viršįtampio priežastis jau buvo išanalizuota.
(1) Ašmenų lūžimas.
Tai daugiausia sukelia pašalinių daiktų ar skeveldrų iš sulūžusių stūmoklio žiedų ar vožtuvų patekimo į sparnuotė, turbokompresoriaus perkrova arba menčių rezonansas dėl stipraus išorinio oro srauto sužadinimo dažnio ar išmetamųjų dujų impulsų, dėl kurių pažeidžiamas turbokompresorius.
(2) Guolio perdegimas.
Pagrindinės priežastys yra nepakankamas tepalinės alyvos tiekimas, per didelė guolio apkrova, mechaniniai pažeidimai, kuriuos sukelia į trinties porą susimaišę priemaišos, rotoriaus dinaminis disbalansas, veleno lenkimo deformacija ir kt. Šie veiksniai sukelia ašinį rotoriaus judėjimą, dėl kurio stipriai vibruoja rotorius. turbokompresorius.
(3) Rotoriaus dinaminio balanso praradimas.
Ilgalaikis naudojimas neišvengiamai veda prie ašmenų, guolių susidėvėjimo, veleno deformacijos ir pan., todėl rotorius praranda dinaminę pusiausvyrą.
3. Turbokompresoriaus alyvos nutekėjimas
Turbokompresoriaus alyvos nutekėjimas dažniausiai atsiranda dėl per didelio kompresoriaus vakuumo, dėl kurio alyva įsiurbiama (pvz., kai oro filtras arba kompresorius užsikimšęs), užsikimšusios grįžtamosios alyvos linijos, per didelis alyvos tiekimas į sistemą ir alyvos sandariklio gedimas ( pvz., per didelis alyvos sandariklio žiedo susidėvėjimas arba nepakankamas sandariklio žiedo elastingumas). Dėl didelio alyvos nuotėkio turbokompresorius gali neveikti normaliai [5].
IV. STC turbokompresoriaus gedimo atvejų diagnostika ir pašalinimas
1. Gedimų diagnostikos ir gydymo procesas
Kai turbokompresoriaus veikimo metu atsiranda gedimas, reikia imtis avarinių priemonių, atlikti gedimo analizę ir gedimą nedelsiant pašalinti. Pašalinus gedimą, prieš vėl pradedant jį naudoti, reikia atlikti reikiamą patikrinimą.
Reikėtų laikytis šių žingsnių:
(1) Jei reikia, sustabdykite transporto priemonę (esant dideliems gedimams, pvz., pasigirdus neįprastam triukšmui);
(2) fiksuoti ir stebėti gedimo reiškinius realiu laiku;
(3) Tiksliai nustatykite sugedusios dalies vietą;
(4) nustatyti gedimo priežastį;
(5) Patvirtinkite gedimo reiškinius;
(6) imtis priemonių gedimui pašalinti;
(7) Patikrinkite, ar gedimas pašalintas.
2. Trikčių šalinimo metodai
Remiantis III skyriuje pateikta priežasčių analize, kartu su neįprastu turbokompresoriaus dūzgimu, akivaizdžiu bangavimu, stipriu drebėjimu, degimo kvapu lėtėjimo metu ir tepimo alyvos nuotėkiu, aptiktu atidarius stebėjimo angą po išjungimo.
Remiantis pirmiau pateikta išvada, galimos gedimo priežastys gali būti alyvos sandariklio gedimas, tarpo tarp guolio ir veleno padidėjimas, rotoriaus disbalansas, sukeliantis ašinį judėjimą ir trynimą, dėl kurio gali atsirasti stipri turbokompresoriaus vibracija. .
Šalinant konkrečius turbokompresoriaus gedimus, pirmiausia reikia atlikti preliminarią analizę pagal išvaizdą, gedimo reiškinius, tepalinės alyvos sąnaudas, alyvos kokybę po sutepimo ir dyzelinio variklio darbo parametrus. Tada reikia išardyti turbokompresorių ir patikrinti visus komponentus.
Konkretūs veiksmai yra tokie:
(1) Patikrinkite, ar turbinos gale nėra alyvos nuotėkio ir ar nepažeistos mentės.
Pramoniniu endoskopu per patikrinimo angą stebėkite alyvos sandariklį ir turbinos menčių būklę, kad nustatytumėte, ar alyvos sandariklio žiedo elastingumas yra geras ir ar jis nusidėvėjęs. Turbinos gale galima rasti akivaizdžių alyvos nuotėkio žymių, o ant turbinos menčių ir turbinos korpuso yra akivaizdžių įbrėžimų ir nusidėvėjimo žymių. Galima nustatyti, kad alyvos sandariklis sugedo.
(2) Patikrinkite, ar į turbinos galą nepatenka pašalinių daiktų.
Išardžius ir apžiūrėjus įsiurbimo kolektorių ir spiralę bei patikrinus turbiną ir purkštuko žiedą, nustatyta, kad, išskyrus įbrėžimus ant sparnuotės, turbina ir purkštuko žiedas nepažeisti, pašalinių daiktų nėra.
(3) Patikrinkite, ar tvirtinimo tarpas nėra per didelis.
Matavimo metodas yra toks, kaip parodyta tarpo matavimo diagramoje 3 pav. Patikrinimo standartai yra šie: ašinis tarpas A: 0.10 - 0.32 mm, radialinis tarpas B: 0.{101} {5}}.93 mm. Po matavimo buvo nustatyta, kad tarpas tarp guolio ir veleno padidėjo, radialinis tarpas B siekė 0,97 mm, viršijant standartinį diapazoną 0,04 mm. Yra radialinis veleno judėjimas, rodantis, kad sparnuotė ir spiralė liečiasi ir braižosi.
(4) Išardykite ir patikrinkite turbokompresorių.
Atlikdami visapusišką ir kruopštų turbokompresoriaus išmontavimą ir apžiūrą, technikai atliko kruopščius ir išsamius vidinių tikslumo komponentų patikrinimus ir bandymus.
Kruopščiai išardžius ir ištyrus buvo nustatyta, kad turbokompresoriaus viduje yra akivaizdžių plūduriuojančios movos mazgo ir traukos plokštės komponentų nusidėvėjimo požymių, kuriuos reikia pakeisti.
(5) Remonto planas.
Po kruopštaus patikrinimo ir diagnozės buvo nustatyta, kad reikia pakeisti tarpinį surinkimo komplektą. Tai pats tiesiausias ir efektyviausias būdas pašalinti esamą gedimą.
Baigus pakeitimą, bus atliktas išsamus pakartotinis įdiegimas ir bandomasis paleidimas, siekiant užtikrinti, kad visi komponentai būtų tinkamai sumontuoti ir sistema veiktų stabiliai.
Po bandomojo važiavimo našumas buvo geras, o gedimas sėkmingai pašalintas.
V. Prevencinės atsakomosios priemonės ir priemonės
1. Griežtai prižiūrėkite ir prižiūrėkite turbokompresorių pagal taisykles
Remiantis pastarųjų metų praktine montavimo patirtimi, reikėtų atkreipti dėmesį į šiuos dalykus:
Pirma, turbokompresoriaus smulkaus filtro filtro elementą reikia keisti reguliariai (kas 100 valandų), kad būtų užtikrintas netrukdomas alyvos tekėjimas ir švari tepalinė alyva.
Antra, naudojant pramoninį endoskopą, reikia reguliariai tikrinti alyvos sandariklį turbinos gale ir turbinos menčių darbinę būklę.
Trečia, gofruotasis vamzdis, esantis turbinos dujų įleidimo gale, turi būti reguliariai išardomas, kad būtų patikrinta, ar turbinos įleidimo angoje nėra metalinių šiukšlių ir antgalio žiedo įbrėžimų ar pažeidimų. Rankiniu būdu pasukite turbiną, kad patikrintumėte, ar nėra neįprastų garsų ar trynimų.
2. Atlikite gerą darbą eksploatuodami ir valdydami turbokompresorių
Pirma, realiu laiku stebėkite turbokompresoriaus darbinę būseną, ypatingą dėmesį skirdami turbokompresoriaus greičio, pripūtimo slėgio, tepalinės alyvos slėgio, turbinos įleidimo temperatūros, aušinimo temperatūros ir tepalinės alyvos temperatūros pokyčiams, ypač į turbokompresoriaus tepalinės alyvos įleidimo slėgį. A (B).
Įrangos konstrukcijos požiūriu pavojaus signalas įvyks tik tada, kai tepalinės alyvos slėgis yra mažesnis arba lygus {{0}},03 MPa. Tačiau faktiškai naudojant buvo nustatyta, kad tol, kol tepalinės alyvos slėgis yra mažesnis arba lygus 0,07 MPa ir rodo mažėjimo tendenciją, mašina turi būti nedelsiant išjungta; kitu atveju dėl nepakankamo alyvos tiekimo gali perdegti turbokompresoriaus guoliai arba net visas turbokompresorius gali būti išmestas į metalo laužą.
Antra, kai veikia turbokompresorius, sustiprinkite vizualinį jo išvaizdos patikrinimą, įvertinkite, ar darbas stabilus, ir atidžiai klausykite jo veikimo garso. Jei peiliai sulūžę arba turbina smarkiai sukarbonizuota, pasigirs neįprasti garsai.
Kai iš turbokompresoriaus aptinkami neįprasti vibracijos garsai arba apdegimo kvapas, reikia nedelsiant išjungti variklį ir nuimti turbokompresorių. Pramoniniu endoskopu per stebėjimo angą patikrinkite, ar alyvos sandariklis, turbinos mentės ir kt. yra normalūs.
Jei nustatomas alyvos nuotėkis iš alyvos sandariklio arba turbinos mentelių pažeidimai, pagrindinis variklis turi būti išjungtas, kad būtų galima tvarkyti, o tada suremontuoti ir išbandyti, atsižvelgiant į priežastį. Jei pagrindinės dalys, pvz., guoliai ir rotoriai, yra pažeisti, jie turi būti siunčiami originaliam gamintojui taisyti pagal taisykles ir atlikti dinaminio balanso bandymus. Griežtai draudžiama iš naujo sumontuoti turbokompresorių neatlikus dinaminio balanso testų.
3. Stiprinti dyzelinių variklių eksploatavimo valdymą
Blogas degimas, pernelyg aukšta išmetamųjų dujų temperatūra, degalų įpurškimo gedimai, netinkamas aušinimas, greiti apkrovos pokyčiai ir netinkamas dyzelinių variklių veikimas gali turėti įtakos išmetamųjų dujų kokybei, įskaitant išmetamųjų dujų temperatūrą, slėgį ir srautą.
Šie parametrai yra labai svarbūs išmetamųjų dujų turbokompresoriaus veikimo kokybei.
Pavyzdžiui, padidėjus dyzelinio variklio apkrovai, išmetimo temperatūra ir srautas taip pat didėja, todėl padidėja turbinos greitis ir padidėja įsiurbimo slėgis; dažnas greitėjimas ir lėtėjimas arba staigūs apkrovos pokyčiai gali lemti nestabilų turbokompresoriaus darbą, kai jo greitis svyruoja; kuro sistemos, įsiurbimo ir išmetimo sistemos arba aušinimo sistemos problemos gali pabloginti darbo aplinką turbokompresoriaus turbinos gale, dėl to turbinos gale gali pakilti pernelyg aukšta įsiurbimo temperatūra ir sutrumpėti turbokompresoriaus eksploatavimo trukmė.
Todėl būtina tobulinti jūrinių varomųjų dyzelinių variklių eksploatavimo valdymą ir priežiūrą, kad būtų išlaikyta gera jų eksploatacinė būklė ir degimo kokybė, užtikrintas patikimas jų veikimas, geriau atitiktų turbokompresoriaus eksploatacinius reikalavimus, taip pat pagrįstai eksploatuotų pagrindinį variklį.