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柴油发电机扫气口检查与异常状况分析


文章出处:www.kmsdl-sz.com新闻发布:康明斯柴油发电机人气: 发表时间:2021-09-15【

 在对一些缸套发生异常磨损的案例分析时发现,任职的轮机员并非没有按时检查扫气口,而是检查时缺乏分析判断的实际经验,不能发现其状况异常进而采取相应的措施,最终导致严重的后果。笔者总结一些检查要点,为便于说明问题,在此结合一些实例照片进行分析。抛砖引玉,希望各位同行分享各自的经验,给予完善。以给一线管理轮机员较全面的参考和指导。

 

一、检查活塞头的状况

活塞头主要是检查其结碳情况,以及是否出现烧蚀,活塞环槽是否出现断环偏磨等情况。如下面照片a所示,四冲程柴油机活塞头结碳最严重的位置,不是照片中显示的扫气口位置,而是在相邻的两个扫气口之间的缸套肋柱遮住的位置。这是因为:首先缸套的扫气口与外部相通,汽缸油清洁下来的碳渣容易通过扫气口排入扫气箱中;其次进入缸套的扫气会把活塞头处于扫气口位置的部分碳渣吹走;再者流动的扫气还有冷却的作用,被缸套遮住部分的活塞头没有这些有利条件,温度要高于扫气口位置的温度,汽缸油更容易烧焦碳化。所以对活塞头的结碳检查要特别注意缸套肋柱遮住的位置,并结合缸套的情况进行判断。另一张照片b是同一时间检查此缸套的表面时拍摄的,在照片的整个范围内,与两扫气口中间的肋条对应的上部,都有一条晶亮的纵向磨痕。这些缸套中纵向的磨痕表明,活塞头在此位置的结碳厚度已经和缸套的表面接触,磨到缸套的表面。这些沉积在活塞头部的碳渣磨料随着活塞的上下运动与缸套相摩擦,其所磨出的痕迹要比活塞环接触磨出的痕迹光亮。当活塞头结碳已经达到这种状况时,应尽快清除这些磨到缸套的结碳,否则这些纵向磨痕会越来越深,给缸套造成不可逆转的损害。

 

正常的活塞头部结碳,因第一道活塞环上边的活塞头,构成了燃烧室的一部分,结碳较多,以下每过一道活塞环,结碳依次减少。照片c的活塞头结碳状况显然是不正常的,其第一道活塞环槽的上部边缘结碳较多,再往上就没有什么结碳了。说明这些碳是汽缸油烧结形成的,而不是燃烧气体形成的结碳。第一道与第二道环之间的结碳情况,比构成燃烧室的第一道环以上部分还严重,厚度已经挤满活塞和缸套的间隙,结碳的表面已经出现和缸套相摩擦的“光面”痕迹。这说明该缸的汽缸油曾经过量而形成了这些结碳。这时如果没有马上吊缸处理掉这些结碳,会造成缸套和活塞环急剧磨损。这些结碳在与缸套的摩擦过程中,会以颗粒或粉末的形式脱落,破坏活塞环和缸套润滑的同时,会在活塞环和缸套之间形成磨料,加剧缸套和活塞环的双向磨损。特别是汽缸油碱性过量形成的结碳,成分是石灰石,很短的时间就可以使活塞环的宽度磨掉一半以上,使活塞环失去密封作用。造成柴油发电机燃气下串,扫气箱着火,如果几个缸同时出现这种情况,甚至会造成使柴油发电机无法启动等严重后果。造成汽缸油在活塞头结碳的原因,是多种因素相互作用的结果:包括太多的汽缸油注油量;较高的热负荷;活塞环密封不良引起的燃气下串,使热负荷升高的同时,还污染了汽缸油,这种叠加作用很容易使汽缸油在活塞头处形成结碳。所以,加大注油量的磨合期间,不能让柴油发电机运转在高负荷区域。

 康明斯维修.jpg

二、检查活塞环状况

检查活塞环是否断环,在活塞环槽中是否有卡阻现象,活塞环的磨损情况。引起活塞环的非正常磨损,主要是活塞头的结碳和燃油中的颗粒磨料。新机型的活塞环,可以用专用工具在活塞环上测量其磨损量。对活塞环上没有测量工艺孔的老机型活塞环的磨损量测量,这里推荐一个经验的做法:先用一个标准的新活塞环,放在缸套的扫气口位置,测量出活塞环搭口的长度A。再找到气缸中活塞环的搭口,用一张白纸按压搭口,再根据白纸的痕迹用游标卡尺量出搭口的长度B。

根据:圆的周长=圆的直径×π

则:活塞环宽度的磨损量(近似平均值)=(A-B)÷3.14÷2。根据这个测量数值判断磨损量是否超标。作为是否需要吊缸换活塞环的依据。

 

三、检查缸套的状况

首先检查缸套的表面是否有异常的纵向拉痕、磨痕。当发现缸套中有纵向的拉痕和磨痕时,应检查该痕迹对应位置的活塞头和活塞环,消除引起那些痕迹的原因,避免拉痕或磨痕继续扩大。其次检查缸套的润滑情况。缸套工作表明不是越光亮越好,而是要控制一定程度的腐蚀,这有利于增强润滑效果,即“受控腐蚀”将会在缸套运行表明产生一些微小的“储油孔”,这些孔中存储的润滑油能够形成液体动压润滑。相反,没有这种腐蚀可能会导致缸套表明磨得光亮,并阻碍缸套表面形成必要的油膜,从而最终导致缸套加剧磨损。受控腐蚀是至关重要的。最后还要检查缸套的表面是否存在黑斑,如发现有黑斑存在,不管是什么形状的黑斑,可用钢筋绑扎布条对黑斑进行擦拭,如果黑斑是油迹造成的,经布条擦拭后底部光亮,则是正常的。如果黑斑擦拭不掉,那说明原来黑斑的位置因某种原因发生过过度磨损,现在的活塞环没有接触到缸套表面,因活塞环不能密封而使燃烧气体从此间隙下串,造成不能与活塞环密封的缸套表面有黑斑存在。有些黑斑是低温腐蚀造成的,应结合实际情况分析。对那些拉痕、磨痕和黑斑应拍下照片,留待以后检查时对照比较。照片e是前面照片b所反映的缸套,在清除活塞头结碳后,运转了200多小时所拍的照片。其中的黑斑是因纵向磨痕较深,活塞环不能密封而使燃烧气体从此间隙下串造成的。图片f是磨合近500小时后的情况。

 

四、检查汽缸油注油的分布情况

配有AIpha ACC注油系统的柴油发电机,只有运转在25%以上负荷时,汽缸油注油率才是与负荷成正比例的。柴油发电机运转在25%负荷以下时,注油率与转速成正比例。在启动期间,操纵和负荷变化期间,会通过LCD功能增加25%的实际供油率。所以轮机员计划检查汽缸油注油分布状况时,最好选择船舶到达锚地时,避免柴油发电机长时间运转在25%负荷以下,避免频繁机动操作,抛锚完车后不再盘车注油,在这样状态下的检查才能较真实地反映注油量情况。照片c是柴油发电机在锚地迅速停车后所拍,活塞头的结碳显示的是干硬的状况,活塞环和环槽存有适量的汽缸油。照片g是柴油发电机长时间机动航行后所拍,活塞头布满大量的汽缸油,不能真实反映柴油发电机正常运转时的状况。汽缸油的作用有:控制腐蚀,中和酸性物质;清洁活塞环、环面和环槽;在活塞环与缸套之间形成液体动压油膜,即润滑作用。轮机员在柴油发电机运转中应针对汽缸油的这三项作用来管理:中和酸性产物是依靠汽缸油中的碱性添加剂,这项管理应根据汽缸油的残油化验数据来调整,残油的碱值在25~35是合适的。清洁作用较好把握,在活塞头第一道活塞环以下没有结碳的情况下,用布轻擦活塞环和活塞,应显示出干净的表面,如照片d所示。对润滑作用的判断,推荐一个经验的方法:因汽缸油是在缸套的上部注入的,只要用手指轻擦靠近扫气口的缸套内壁,如手指显示有轻微的油膜,即可认为缸套的润滑是足够的。

 

五、关于汽缸油注油量的调整控制

在对柴油发电机汽缸油注油率的管理上,许多轮机长是以柴油机说明书的要求来调整和控制注油量的,这存在片面性。比如对一台2000年出厂的康明斯柴油发电机,其说明书2000年就写好了,康明斯后来对汽缸油要求的改变,不可能去修改说明书,而是以通函的形式告知客户。自2000年至今,康明斯在四冲程柴油机的汽缸油使用方面先后向用户发送了13次指导通函。随着研究的深入和提高,以及条件的变化,有些后面的通函替代了前面的通函。所以轮机长应以这方面的最新通函来指导管理,并辅以按时的扫气口检查和汽缸油残油化验,来达到最佳的控制效果。


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