新聞主題	柴油發(fā)電機(jī)組氣缸和氣缸套磨損原因

 

應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組作為供電系統(tǒng)的最后一道防線，在主電源和輔助電源失效時啟動，向安全執(zhí)行機(jī)構(gòu)和設(shè)備提供電力，確保反應(yīng)堆安全停堆。近幾年，某型應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組在國產(chǎn)化歷程中發(fā)生了多起氣缸套異常磨損問題，對該型機(jī)缸套異常磨損問題的分析及解決迫在眉睫。
 

一、缸套異常磨損常見現(xiàn)象及影響：

 

缸套異常磨損分為兩種

1、缸套磨損速率過快。

2、缸套內(nèi)表面出現(xiàn)肉眼可見的機(jī)械損傷。

通常發(fā)生在磨合期間及柴油發(fā)電機(jī)最初運(yùn)行期內(nèi)，按照損傷程度的不同又可以分為線狀劃傷、片狀擦傷及缸套與活塞間粘連抱死等幾類。
 

圖1 氣缸做功磨合示意圖

 

二、氣缸磨損規(guī)律

 

1、沿長度方向成“錐形”

圖2是氣缸沿長度方向磨損示意圖，圖中的陰影部分表示磨損量，由圖可知：在活塞環(huán)運(yùn)動區(qū)域內(nèi)磨損較大；這種磨損是不均勻的，上重下輕，使氣缸沿長度方向成“錐形”；其最大磨損發(fā)生在活塞處于上止點(diǎn)時，與第一道活塞環(huán)相對的氣缸壁稍下處；最小的磨損發(fā)生在氣缸的最下部，即活塞行程以外的氣缸壁。

圖2 氣缸沿長度方向磨損示意圖

2、沿圓周方向“失圓”

氣缸沿圓周方向的磨損規(guī)律如圖3所示。正常情況下，沿圓周方向的磨損也不均勻，有的方向磨損較大，有的方向磨損較小，使氣缸橫斷面呈失圓狀態(tài)，在通常情況下，氣缸橫斷面磨損最大部位是:與進(jìn)氣門相對的氣缸壁附近以及沿連桿擺方向的氣缸壁兩側(cè)。

圖3 氣缸沿圓周方向的磨損規(guī)律

 

3、在活塞環(huán)不接觸的上面，幾乎沒有磨損而形成“缸肩”

在氣缸的最上沿，不與活塞接觸的部位，幾乎沒有磨損。柴油機(jī)經(jīng)過長時間工作后，在第一道活塞環(huán)的上方，形成明顯的臺階，這一臺階俗稱為“缸肩”。

4、對多缸機(jī)而言，各缸磨損不一致。

主要是由各缸的工作性能、冷卻強(qiáng)度、裝配等不可能完全一致而造成的。錐形磨損和失圓磨損嚴(yán)重影響柴油機(jī)工作性能，當(dāng)其超過一定范圍，將破壞活塞、活塞環(huán)與氣缸的正常配合，使活塞環(huán)不能嚴(yán)密地緊壓在氣缸壁上，造成漏氣和竄機(jī)油，嚴(yán)重時還會產(chǎn)生“敲缸”，使柴油機(jī)耗油量增加，功率顯著下降。

 

三、缸套異常磨損故障樹

 

根據(jù)氣缸套異常磨損的機(jī)理，對零部件生產(chǎn)制造、發(fā)電機(jī)組裝配、試驗、現(xiàn)場調(diào)試、運(yùn)維等各環(huán)節(jié)關(guān)聯(lián)要素進(jìn)行全面分析，建立故障樹。
 

1、珩磨網(wǎng)紋原因

缸套珩磨網(wǎng)紋技術(shù)復(fù)雜，控制要求精度高，目前國內(nèi)制造水平與國外制造水平存在一定差距。在前期2臺缸套異常磨損發(fā)電機(jī)組的檢查中發(fā)現(xiàn)：缸套珩磨網(wǎng)紋三個形態(tài)參數(shù)、雖滿足圖紙規(guī)定的要求，但網(wǎng)紋高點(diǎn)過多，微觀形態(tài)控制不當(dāng)，從而引發(fā)了大面積缸套異常磨損問題。

 

2、清潔度問題

應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)對清潔度因素非常敏感，從而對零部件制造、發(fā)電機(jī)組裝配、試驗及運(yùn)維全過程都提出了很高的要求。但該項要素的控制涉及多個環(huán)節(jié)，且和環(huán)境、工藝規(guī)范、人員意識等密切相關(guān)，控制難度大，也是缸套異常磨損最常見的主要原因。歷次缸套異常磨損涉及到的清潔度問題主要有：零部件加工過程倒角存毛刺，試驗過程中廠房環(huán)境不良，拆檢防護(hù)不當(dāng)，長期停車后缸套表面銹蝕等。

 

3、裝配問題

某臺機(jī)出現(xiàn)缸套異常磨損后，依據(jù)故障樹進(jìn)行排查分析，發(fā)現(xiàn)活塞環(huán)裝反，導(dǎo)致活塞環(huán)與缸套在往復(fù)運(yùn)動過程中相互摩擦，破壞油膜建立，最終導(dǎo)致異常磨損。該問題的發(fā)生，主要是裝配和檢驗人員工作不到位所致。

 

4、銹蝕問題

現(xiàn)場某臺機(jī)在小修期間檢查缸套時發(fā)現(xiàn)異常磨損，同時，缸套表面可見明顯銹蝕痕跡。銹蝕問題可歸為清潔度因素，但因其銹蝕現(xiàn)象明顯，加之產(chǎn)生的原因多種，故而單獨(dú)提出。

產(chǎn)生銹蝕的原因有現(xiàn)場環(huán)節(jié)：

（1）柴油發(fā)電機(jī)停放時間過長（一般為1年），超過油封期要求，沒有進(jìn)行二次油封；

（2）現(xiàn)場二次油封時，未按照油封工藝進(jìn)行油封；

（3）柴油發(fā)電機(jī)在現(xiàn)場開箱，起油封過早（預(yù)潤滑系統(tǒng)不具備連機(jī)工作條件），海邊空氣潮濕、空氣鹽分含量較高，沒有及時進(jìn)行防護(hù)或油封；

（4）冷凝水或雨水通過排氣管進(jìn)人缸內(nèi)；

（5）發(fā)電機(jī)組運(yùn)行操作不當(dāng)。

 

5、預(yù)供滑油進(jìn)機(jī)壓力低

根據(jù)技術(shù)專利方的要求：預(yù)供滑油在45℃以上時，其需≥0.05MPao，現(xiàn)場某臺出現(xiàn)缸套異常磨損的發(fā)電機(jī)組，經(jīng)核查參數(shù)記錄，發(fā)現(xiàn)其現(xiàn)場預(yù)供滑油進(jìn)機(jī)壓力為0.020、0.025MPao由于預(yù)供滑油爍力低，在預(yù)潤滑階段，滑油較難在缸套表面建立起良好的油膜，加之現(xiàn)場一般采用快速起動方式，更容易引起缸套表面異常磨損。

 

通過對故障樹中各個因素進(jìn)行分析，結(jié)合氣缸套異常磨損的現(xiàn)象，可得出造成上述氣缸套異常磨損的主要因素有珩磨網(wǎng)紋、清潔度、裝配、預(yù)供滑油進(jìn)機(jī)壓力低及銹蝕等。以上歸納的幾種原因是各次缸套異常磨損的主要原因，一般情況下，缸套異常磨損是由幾種原因綜合作用引起。

 

 

 

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