8. Характеристики гребного винта. Относительная поступь гребного винта. 33

• Название: 8. Характеристики гребного винта. Относительная поступь гребного винта. 33
• Дата: 04.07.2022
• Размер: 3.6 Mb.
• Имя файла: ESEU.docx
• Тип: Документы; #624475
• страница: 20 из 21

Динамика потока отказов крышек цилиндров ГД

Рис. 5.3. (1 - т/х "Академик Сеченов"; 2 - т/х "Г.А.Насер"; 3 - т/х "И.Тевосян").

Из анализа приведенных зависимостей видно, что область изменения функции ω=f(t) можно разбить на два периода: tI ≈ (0-12)*103 ч. и tII ≈ (12-20)*103 ч. Наибольшая интенсив­ность отказов наблюдается в первой зоне. При этом ωmax для различных судов неодинакова. Так, для т/х "Академик Сеченов", ωmax ≈ 0,7 при t = 4*103 ч, а для т/х "И.Тевосян" при той же наработке составляете ωmax ≈ 0,45. С течением времени колебатель­ный процесс функции ω = f(t) затухает. Во второй зоне происходит стабилизация потока отказов крышек цилиндров.

В ероятности безотказной работы крышек цилиндров ГД


Рис. 5.4. (1 - т/х "И.Тевосян"; 2 - т/х Г.А.Насер"; 3 -т/х "Академик Сеченов").
Из рисунка видно, что вероятность отказа крышек цилиндров ГД, эксплуатируемых на различных танкерах при фиксированных значениях наработки, неодинакова. Наибольшая вероятность отказа характерна для танкеров "Академик Сеченов", наименьшая - т/х"И.Тевосян". Характер изменения ΔР = Р(t)max – P(t)min возрастающий до t ≈ 7,5*103 ч, затем эта величина уменьшается. Очевидно, это объясняется различными условиями эксплуатации.

46. Основные причины отказов втулок цилиндров ГД. Зоны возникновения трещин. Наработка на отказ. Предпосылки интенсивного износа. Причины задира, граничная температура. Причины образования нагара. Динамика потока отказов и изменение вероятности безотказной работы цилиндровых втулок.

Основные причины отказов: натиры, наработка, наличие лаковой пленки, износ, задиры, язвы.

Наличие задиров, а также повышенного и неравномерного из­носа являются следствием воздействия горячих газов и трения порш­невых колец. Коррозионные, эррозионные и разрушения кавитационного происхождения могут возникнуть из-за омывания охлаждаемой водой наружной поверхности втулок. Наличие трещин в цилиндровых втулках является следствием больших температурных напряжений из-за значительного перепада температур между огневой поверхностью втулки и поверхностью охлаждения.

Чаще всего трещины появляются на верхнем посадочном бурте. Были случаи, когда трещины образовывались через 30 тыс.ч., а в некоторых случаях и через 100 тыс.ч. Материалы, опубликованные в различных литературных источниках, показывают, что трещины в буртах втулок практически образуются на судовых дизелях всех типов. Трещины могут привести к попаданию воды в цилиндр, а также к обрыву втулки по фланцу в процессе работы ГД. Анализ литера­турных источников показывает, что образование трещин под опорными фланцами втулок является следствием ряда причин, но глав­ная - это недостаточная жесткость остова ГД. В качестве предпо­лагаемых причин трещин и задиров втулок могут быть отмечены: нарушения температурного режима цилиндра, малое количество пода­ваемого масла, отклонение геометрических параметров втулок. Предпосылками для интенсивного изнашивания втулок могут быть: поломка или повышенный износ поршневых колец, чрезмерная пода­ча цилиндровой смазки. Считается, что опасность задира возни­кает при температуре ≈ 240°С. Возможными причинами задиров мо­гут быть: несоответствие структуры металла колец и втулки, нару­шение режима смазки, неисправность топливной аппаратуры и др. Задиры деталей ЦПГ и их повышенный износ - это характерные де­фекты практически всех судовых дизелей. В их основе лежит микро­задир, представляющийся как разрыв масляной пленки на малой площади зеркала цилиндра, которая не восстанавливается в течение нескольких ходов поршня.

 Чрезмерная подача цилиндровой смазки приводит к образова­нию нагара на поршне в районе масляных штуцеров. Из-за трения слоя нагара о стенки втулки происходит: её местная выработка, прорыв газов под кольца, перегрев втулки со всеми вытекающими последствиями. Необходимо постоянно: контролировать дозировку цилиндровой смазки при каждом подъеме крышки или выпускного клапана, устранять нагар, следить за состоянием канавок, "разделывать "полосы местной выработки втулки с помощью камня.

47. Основные элементы, определяющие надежность поршней и причины их отказов. Причина наибольшего количества отказов поршней для ГД танкеров. Причины прогорания донышка поршня.

Такая картина объясняется тем, что поршни судовых дизелей работают в наиболее напряженных условиях. Днище поршней пред­ставляет собой часть камеры сгорания и, таким образом, под­вергается с одной стороны воздействию высоких температур, а с другой - давлений со стороны газов.

Рассматривая детали ЦПГ двигателей в целом, необходимо от­метить, что отказы поршней являются наиболее опасными, так как могут привести к тяжелым авариям.

В различных литературных источниках отмечается, что основ­ными дефектами двигателей являются: выгорание и растрескивание металла днища; повреждение, а также износ компрессионных колец и их канавок; отложение нагара и кокса в поршневых канавках, а также на поверхности головки поршня; износы и задиры тронка.

К причинам прогорания донышка поршня можно отнести: несо­вершенство конструкции, некачественный распыл, отложения нагара, а возможно и накипи с охлаждающей стороны. Обычно выго­рание сопровождается появлением трещин. Чаще всего трещины воз­никают в районе отверстий для прохода масла к центру днища во втулкообразном приливе. По данным работы [18] сквозные трещины возникают по первой кольцевой канавке длиной порядка 150-400 мм.

Анализ литературных источников показывает, что на ряде поршней вследствие высоких температур­ных напряжений, различных перепадов температур и низкого качест­ва металла происходит: ографичивание этого металла, появляются микротрещины, выдувание и унос части металла под действием струи газов, обладающих высокой скоростью и давлением, в систему выпуска.

В качестве одной из причин выгорания можно отметить износ сопловых отверстий или неправильную установку сопел. Сюда можно отнести и превышение допустимого уровня тепловой напряжен­ности головки поршня при перегрузке двигателя или ухудшении рас­пыла топлива.

При эксплуатации судовых двигателей различных типов были
случаи, когда на сопрягаемых поверхностях головки и тронка,
а также тронка и фланца штока: происходило фреттинг - изнашивание, местное выкрашивание металла, появлялись следы наклепа, возникало нарушение плотности соединения, а также ослабление крепления этих деталей.

48. Основные причины отказов выпускных клапанов.

Связаны с прогоранием, раковинами, трещинами тарелок, а также с трещинами в шпинделях и поломкой пружин.

В процессе эксплуатации отмечались случаи коррозии клапанов. Их отказы чаще всего имели вид прогаров тарелки в районе посадоч­ного пояска, а в некоторых случаях и седла. Были случаи замены клапанов из-за повышенного износа штока. Прогорание выпускных клапанов приводит к тяжелым последствиям.

Так, на одном из судов произошел обрыв тарелки клапана, в результате чего была повреждена цилинд­ровая крышка, поршень и цилиндровая втулка. В конечном итоге бы­ли разрушены остальные три клапана цилиндра. На этом же судне отколовшиеся куски тарелок выпускных клапанов семь раз выводили из строя сопловой аппарат и роторы турбокомпрессоров.

49. Характерные дефекты головных подшипников. Наиболее опасные процессы для их работы и последствия.

Отказы этого элемента ГД связаны с разными причинами. Например, в процессе эксплуатации ГД т/х "Г.А.Насер" с 1983 по 1986 г. имели место выкрашивания баббита (15,12 * 103 ч.) с носовой части цилиндра № 5. На подшипниках цилиндров № 1,2 после наработки 23,02 103 ч. появились трещины баббита с незначительным выкрашиванием. Однако на подшипнике цилиндра № 4 было значительное выкрашивание по всей рабочей поверхности. Имели место трещины на подшипниках цилиндров № 3, 5, 6, 7, 8, 9 с выкрашиванием баббита на общей площади для каждой половины более 400 см2.

Во время работы ГД т/х "Маршал Чуйков" с 18.01.85 по 3.04.85 г. при наработке головных подшипников 3,56*103 ч имели место волосовидные трещины примерно на 40 % контактной поверхности (цилиндр № I), отслаивание баббита площадью 10 мм на нижней части в середине контактной поверхности ближе к сто­роне выхлопа (цилиндр № 2), точечное отслаивание баббита глуби­ной 0,2 - 0,5 мм площадью примерно 6 % на рабочей поверхности носового подшипника (цилиндр № 4), точечное отслаивание бабби­та глубиной 0,2 - 0,5 мм площадью 18 % на рабочей поверхности кормового подшипника (цилиндр № 4), точечное выкрашивание бе­лого металла носового подшипника в районе средних холодильни­ков ближе к правой стороне общей площадью ≈ 20 мм2 и глуби­ной до 0,5 мм (цилиндр № 5), точечное выкрашивание белого металла на нижнем носовом и кормовом подшипниках площадью соответственно 8 мм2 и 5мм2 и глубиной до 0,3 мм (цилиндр № 6).

После наработки 12,67*I03 ч на т/х "И.Тевосян" нижние части головных подшипников (цилиндры № 1,3,9) имели выкрашивание металла. К характерным дефектам головных подшипников относят раст­рескивание слоя заливки, отставание его от поверхности стального вкладыша, натиры, натяг металла, подплавление, а в некоторых слу­чаях полное выплавление. По данным литературных источников в начальный период эксплуатации дизелей "Зульцер" Д 76, Д 90 наблюдалось массовое растрескивание заливки нижних половин голов­ных подшипников с последующим выкрашиванием баббита. Причем это проявлялось уже после наработки (3,2-3,6)*103 ч. Происходило разрушение нижних половин головных подшипников. Основной причиной таких разрушений является недостаточная жесткость поперечного крейцкопфа и опор. По мнению фирмы "Зульцер" трещины, отставание металла в головных подшипниках - это разрушения усталостного характера. По опыту эксплуатации подшипников в Балтийском морском пароходстве более вероятной причиной образования трещин двига­теля КД 76 является недостаточная смазка. Кроме того, причиной разрушения головных подшипников могут быть нарушения технологии заливки, некачественная подготовка, а также несоответствие при­меняемого сорта баббита

50. Основные показатели, контроль ТС газотурбокомпрессоров. Способ контроля проточной части. Параметры оценки степени загрязнения. Факторы, определяющие эксплуатационные качества ГТН.

Для контроля ТС газотурбокомпрессора (ГТК) в целом и его отдельных элементов могут быть использованы различные пути. Напри­мер, контроль ТС проточной части может осуществляться по пара­метрам дизеля на основе сравнения измеренных значений параметров со значениями, полученными на соответствующем режиме испы­таний. В качестве режимных параметров используются: мощность двигателя, температуры газов и давление перед турбиной; давле­ние наддува.

Оценка степени загрязнения ГТК может быть произведена по: повышению температуры газов перед турбиной; снижению давления наддува и увеличению частоты вращения. В качестве дополнительных признаков загрязнения ГТК, в частности турбины, могут быть использованы снижение перепада температуры и увеличение давления на входе. Признаками загряз­нения компрессора может служить увеличение температуры воздуха за ним.

Следует отметить, что при оценке загрязнения ГТК по пара­метрам необходимо учитывать ТС топливной аппаратуры и ЦПГ.

Основным критерием неудовлетворительного ТС проточной части ГТК является увеличение температуры выпускных газов до предельного значения, установленного инструкцией, при работе на полной нагрузке.

Для оценки состояния ГТК в целом рекомендуется использовать характеристику:

n2/πk = ψ1 (Tг1/Тint), (6.3)

где Tг1 - температура газа перед ГТК;

Tint - температура продувочного воздуха. Она позволяет установить узел заноса ГТК. Комплекс n2/πk представляет собой обратную величину коэффициента напора комп­рессора, который практически не зависит от частоты вращения компрессора.

Сущность способа оценки заноса с использованием характеристики n2/πk состоит в следующем. При n2/πk ≈ const увеличение температуры газа Tг1 свидетельствует о заносе проточной части турбины. Если при увеличении температуры газа Tг1 растет значение комплекса n2/πk , то это свидетельствует о заносе проточной части компрессора.

Для оценки ТС подшипников ГТК используется величина уров­ня ударных импульсов, измеряемая с помощью приборов SРМ- 43А или ИСП-1. В процессе проведения измерений необходимо учитывать, что подшипники качения ГТК располагаются в демпферных устройст­вах. Поэтому к измеренному значению dBN следует добавлять 10-12 ДБ и полученное значение сравнивать с соответствующими нормами хорошего, удовлетворительного и неудовлетворительного состояний. Место измерения ударных импульсов выбирают таким об­разом, чтобы оно было ближе к демпферному устройству подшипни­ка и не имело на пути распространения сигнала перехода на другие детали.

Для визуального осмотра внутренних полостей ГТК используются жесткий эндоскоп с боковым обзором или гибкий эндоскоп. Осмотр осуществляется через лючки на корпусе ГТК или другие от­верстия. При этом устанавливается размер отложений на рабочих лопатках и сопловом аппарате, а также целостность связующей проволоки в улитках турбин ГТК не реже одного раза в год с помощью толщи­номера проверяется толщина стенки.

Контроль ТС воздушного фильтра осуществляется по перепаду давления на нем, которое приводят к стандартным условиям и сравнивают с перепадом на чистом фильтре в зависимости от расхода воздуха через ГТК. Предельным значением является двухактное увеличение перепада.

51. Основные элементы, определяющие работоспособность топливных сепараторов. Внешние признаки отказов. Характерные случаи отказов при их эксплуатации.

Их надежность в основном определяется работоспособностью подшипникового узла, уплотнительного устройства и элементов фрикционной муфты. Наибольшее влияние оказывают подшипники. При­чинами отказов узлов сепараторов являются износ трущихся элемен­тов. Поломкам в наибольшей степени подвержены элементы подшипникового узла. Практически все отказы сое­динительных элементов являются результатом их среза.

К внешним признакам отказов сепараторов, наблюдаемых в процессе их работы, относятся: снижение производительности, откло­нение от номинального режима (снижение и увеличение нагрузки), прекращение подачи топлива, вибрация корпуса барабана, увеличе­ние шума, протечки топлива и перелив, остановка, продолжительное время набора оборотов, протечки воды гидрозатвора, нагрев картера, перегрев корпуса в районе верхнего подшипника вала, значительное увеличение тока при пуске и в процессе работы, неоткрытие поршня, повышение температуры смазочного масла, незакрытие барабана.

В процессе эксплуатации топливных сепараторов, например, ти­па МАРХ-309 были случаи: разрыва пружин запорного кольца вследст­вие некачественно проведенной термической обработки, приведшей к увеличению хрупкости материала; разрушение уплотнительной резины; растрескивания и осыпания сепарации в картер упорного и опорного подшипников; износ шариков и обоймы; просадки посадочных мест подшипников качения из-за низкой прочности металла в месте посадки; поломки пружин подвижного кольца барабана из-за нарушения технологии изготовления, отказов демпферных пружин; разрушений беговой дорож­ки подшипников качения вследствие развития коррозионных процессов; заклинивания и задиров шестерен из-за некачественной сборки; зак­линиваний вертикального вала в результате прекращения подачи мас­ла и образования сухого трения; проседание веретена барабана; разрушение дефлекторного кольца; деформации уплотняемой втулки верхнего подшипника вертикального вала; износа посадочного места подшипников червяка и появления механической стружки в картере из-за разрушения сепарации; наклепа опорных подшипников; неравномерного повышенного износа ведущей и ведомой шестерни вследствие искривления вала до 0,2 мм; повреждения подпятниковой гильзы среза ва­ла ведущей шестерни вследствие усталостности металла от повышенной нагрузки из-за несоосности корпуса и подшипников горизонтального вала; выбоин на шариках верхнего подшипника; приводящих к биению вала до 0,22 мм; выработки упорной шайбы в месте касания с упорной пробкой до 3,5 мм, в результате чего происходило её вращение вместе с нижней обоймой упорного подшипника из-за ослабления шпоночного стопора, проскальзывание внутренней обоймы подшипника в шейке вала из-за попадания грязи и недостаточности смазки; среза корпусных штифтов ведомой шестерни и повреждения венца ведомых шестерен; потери упругости манжетов подшипников качения.

В процессе эксплуатации топливных сепараторов SI – 252 ("Мицубиси") имели место: следы коррозии на поверхности поршней, выработка зубьев шестерен горизонтального вала, при этом зазор между зубьями достигал 1,1 - 1,3 мм; раковины в районе второго уплотнительного кольца.