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PPE轮主机缸套异常磨损及活塞环频繁折断故障分析 PPE轮主机缸套异常磨损及活塞环频繁折断故障分析 蛇口明华船务有限公司黄建华 1故障现象 PPE轮主机,型号SULZER6RTA62,1993年9月 出厂营运. 近几年,该轮主机缸套磨损率高,活塞环频繁折 断.一年来,主机运行约6000小时,更换缸套4只.活 塞头9只.吊缸l6次,维修保养强度大,既增加了人 力,物力投入造成经济损失,又影响船舶安全. 表l是因断环吊缸各缸运行时间,表2是各缸套 使用寿命及磨损率. 表1各缸因断环吊缸运行时间 缸号N0l23456 运行时间h42525l633647l920941654 断环号l_2-3.43.52-3.4.5l-2.3I41.2-3.42.3.4 表2国产铸铁缸套寿命(h)和磨损率(mm/kh) 缸号l23456 使用时间l576212620lO512l0293l608112l11 更换情况更换更换使用中使用中更换更换 磨损率0.2670.3640.25l0.2430.2690.287 可知,各缸活塞环异常磨损,缸套磨损率增大.以 No.4缸为例,运行719小时,第一,二,三,四道活塞环 均已折断,第五道活塞环严重不均匀磨损,径向厚度磨 损量最大处3.2mm,环槽出现磨台,槽高变大,缸套磨 损率0.243mm/kh,活塞头及环槽干净无明显结碳. 2故障分析 缸套异常磨损和活塞环折断的原因很多,机理复 ?图(b)纳米CaCO3+Cu粒子作添加剂润滑油的 试验钢球,磨痕较浅,较细,表面有犁沟但较浅,无金 属转移痕迹: ?图(c)纳米Cu+La2O3+Ce2O3粒子作添加剂润滑 油试验钢球,磨痕浅,细,无犁沟,无金属转移痕迹. 3结论 纳米Cu,LaO一CeO三种粒子组合作为润滑油 添加剂: (1)能够提高润滑油的摩擦学性能,且效果优于现 有的两种纳米粒子的组合. (2)64nm粒径的Cu粒子与25am粒径的La2O3一 CeO粒子匹配,效果最好. (3)纳米Cu粒子与纳米Cu,La20一Ce20粒子的 质量比2:1.总质量份数0.8%,润滑油具有最佳的抗磨 减摩性能和极压性能. (4)清净分散剂增加使用WFL一1000聚醚胺,效果 杂,需从多方面考虑. 2.1燃油品质的影响 据轮机日志和相关测量记录.解体故障换下的主 机油头发现大部分循环阀的针阀咬死在顶起位置.且 针阀圆柱面有大量拉痕,表明燃油含有大量固体颗粒. 查轮机日志发现,该轮主机燃油自清精细滤器使 用随意性较强,多次故障且不及时处理,经常旁通. 现在的船用燃料油都是渣油与柴油按比例调合而 成,金属杂质和非金属杂质含量多.燃油过滤不好,大 量固体颗粒随燃油进入气缸破坏油膜并作为磨料.加 剧缸套和活塞环磨损. 2.2材料及加工工艺的影响. 日本原厂生产的缸套,表面石墨薄层的小孔分布 均匀,储油能力强.而该船主机使用硬度较低的国产铸 铁缸套(公司为节约成本订购),制造和表面处理工艺 欠佳,储油效果差;且活塞环仍使用与硬度较高缸套匹 配的进口件.摩擦副硬度匹配偏离最佳,易扭曲变形以 致弯曲疲劳折断. 还有活塞头,采用国内翻新件,加工粗糙,环槽间 隙偏小且上,下平面距离不均匀,环易卡阻或抱环. 2.3气缸油注油量的影响 船用二冲程柴油机气缸油主要作用有三: ?在活塞环与缸套,活塞环与环槽之间,形成油 膜,减少磨损. ?中和燃烧的酸性产物,减少腐蚀. 良好. 参考文献 1乔玉林.纳米微粒的润滑和自修复技术[M1.北京:国防工业出版社. 2oo5:2—3. 2于鹤龙,许一,史佩京等.纳米铜颗粒的摩擦学性能研究及其减摩润 滑机理探讨[j].材料T程,2007,(10):35—38. 3GuCaixiang.StudyonthetribologicalpropertiesofthedieselengineS lubricatingoilscontainingnanoparticles.AdvancedMaterialsResearch Vols.79—82(2009)PP255—258. 4范少卿.纳米碳酸钙,铜粒子组合物用作润滑油添加剂的摩擦学性能 和机理研究[D].上海海事大学.2005. 5李磊.纳米CeO粒子与纳米TiO粒子组合物用作润滑油添加剂的摩 擦学性能研究[J].航海技术,2007,(05):4l一43. 6STarasov,AKolubaevSBelyaev.Studyoffrictionreductionby nanoeopperadditivestomotoroil.Wear,2002,252:63—69. 7林河成.氧化镧产品的生产及应用.世界有色金属[JJ_2006,(09):66—69. 8陈波水,董浚修,叶毅稀土化合物的润滑性能[J].中国稀土, 1998,16