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MET-43SB型增壓器軸承及轉(zhuǎn)子燒損故障分析

2014-09-29

陳學寧
(廣東省珠江油運有限公司,廣東廣州 510220)
  摘 要:增壓器軸承燒損是常見故障之一,由于增壓器故障隱蔽性強,事故突發(fā)性大,在使用中不易被發(fā)現(xiàn),存在嚴重的事故隱患。文章針對MET-43SB型增壓器的軸承、轉(zhuǎn)子燒損故障,分析其產(chǎn)生的原因,并介紹修理方案,供同行借鑒。
  關鍵詞:增壓器;燒損;積碳;潤滑系統(tǒng);修理
  1 構(gòu)造與損壞情況
 ?。?)MET型號增壓器是采用非冷式內(nèi)置軸承,軸承殼體是重要的支撐轉(zhuǎn)子,并是連接兩端壓氣蝸殼和渦輪蝸殼的基體,在這個基體上還連結(jié)一個高位油箱,與主機共用同一潤滑系統(tǒng)。它除正常儲存和輸送軸承滑油外,還專門設置了兩根輸油管,其中一根高位輸油管供兩端軸承,能使機油在柴油機主機供油系統(tǒng)停止后還能持續(xù)供油1min。另一根低位輸油管把機油供往渦輪端,依靠低位輸油管可在柴油機停止供油后10min內(nèi)持續(xù)向渦輪端供油,因管徑較細持續(xù)供油時間較長,故此停機后供油也可散去停機后殼體反饋的余熱。測量證實,這10min的延續(xù)供油可使渦輪軸承因殼體反饋熱的升溫在50min后達到許可的140℃,以后即可因殼體持續(xù)散熱而在60min后降為136℃。一般10min后轉(zhuǎn)子即停止惰轉(zhuǎn)。
  (2)損壞的情況:軸承與推力軸承燒損、消音轉(zhuǎn)子打爛、轉(zhuǎn)子軸頸嚴重刮傷、廢氣渦輪與壓氣葉輪損壞、噴嘴環(huán)有撞痕(3塊爆裂、8塊撞扁)、轉(zhuǎn)子軸向移動2.20mm。
  2 原因分析
 ?。?)噴嘴環(huán)積碳嚴重,其中有3塊裂紋、8塊扁凹變形,進風消音毛氈老化膨脹,造成增壓器吸氣能力大于排氣能力,空氣在壓氣機葉片間產(chǎn)生渦漩,由此引起尖叫,噴嘴環(huán)變形導致轉(zhuǎn)子功率分配發(fā)生變化,渦輪葉片承受更大的氣體激振力,并引發(fā)轉(zhuǎn)子高頻軸向振動,造成推力軸承瞬間油膜消失,發(fā)生干摩擦。
 ?。?)增壓器與主機共用同一潤滑系統(tǒng),主機潤滑系統(tǒng)過濾不徹底的雜質(zhì)混到增壓器軸承中,或進入增壓器的機油壓力較低或出現(xiàn)斷油現(xiàn)象,在浮動軸承和推力面間不能建立潤滑油膜。
  3 修理方案及對策
  翻查該輪歷史記錄,發(fā)現(xiàn)該主機每6-8個月就發(fā)生一次軸承和推力軸承損壞現(xiàn)象,針對以上情況,要排除這種故障,筆者認為必須提高潤滑油的過濾質(zhì)量,為此需建立獨立的潤滑系統(tǒng),并將此設想向日本三菱重工MET增壓器廠反映,該廠十分贊成將共用系統(tǒng)改為獨立的潤滑系統(tǒng),同時建議采用該廠Z新的30μm的濾芯替代現(xiàn)用的50μm濾芯。獨立的潤滑系統(tǒng)主要是由一個儲油柜、機油冷卻器、電動齒輪泵組成,基于工作可靠性考慮,與原系統(tǒng)成并聯(lián)設計,仍然使用與主機系統(tǒng)同型號的“東方T68”潤滑油。在日常管理方面,制定了嚴格的操作規(guī)程,增壓器每運轉(zhuǎn)400h,即測量轉(zhuǎn)子的軸向間隙K值,比較數(shù)據(jù)變化趨勢。定期檢修增壓器,定期清潔空氣濾網(wǎng),避免進氣道污堵。新的推力軸承有所改良,油楔為12個,在12個油楔之間有12個進油孔,能保證軸承潤滑和散熱,楔面加長,楔面長與平面長為4:1,楔面斜度是1:200,當楔面磨耗到楔面長與平面長之比為1:1之前,就必須更換推力軸承。
  經(jīng)過對增壓器的修理及使用新的獨立的潤滑系統(tǒng),該增壓器已連續(xù)運行10000h,無發(fā)生事故,各項指標正常,從潤滑油的化驗報告看,增壓器磨損狀況正常??梢?,這種修理方法和潤滑系統(tǒng)的改裝是成功的,是值得同行借鑒的。
  4 增壓器易損零件的壽命預測
  增壓器的運動部件,是在高速、高溫、高交變負荷的環(huán)境下工作,損壞的突然性很大,除了加強維修保養(yǎng),嚴格按操作規(guī)程作業(yè)外,對增壓器的易損零件的壽命預測,顯得尤其重要。日本三菱重工MET增壓器廠提供了參考的數(shù)據(jù),在平均狀態(tài)的燃油品質(zhì)和滑油品質(zhì)、平均狀態(tài)的工況條件下,且設每年運行時間為7000h,其疲勞斷裂前的工作壽命是:推力軸承為2-5年;滑動軸承為3-5年;渦輪葉片和噴嘴環(huán)均為10年以上。掌握有關數(shù)據(jù),結(jié)合實際工作狀況,是可以符合增壓器的三個準則:經(jīng)濟性、易于維護性、高效率。
  5 結(jié)語
  增壓器在使用過程中,由于各種因素的影響,會產(chǎn)生各種故障。增壓器發(fā)生故障后,如不及時發(fā)現(xiàn),并查明原因予以排除,輕則使運行狀態(tài)變壞,重則會使整個增壓器損傷,甚至危及整臺柴油機的運行安全,經(jīng)濟損失也是巨大的。所以在使用與維修工作中,要求操作者對增壓器的運行狀況隨時掌握,發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象時多分析,以做出正確的判斷,及時解決。

來源:《中國修船》2006年1期