مقدمة
يتم استخدام محرك الديزل 8DK28 على نطاق واسع في محركات السفن، والمحركات المساعدة، ومحطات طاقة التحميل، بقدرة وحدة واحدة تبلغ 2500 كيلووات/750 (دورة/دقيقة) - ¹ ) .
ومع ذلك، أثناء التشغيل، تحدث كسور وشقوق متكررة للمكبس، مما يتسبب في خسائر اقتصادية خطيرة وخسارة في السمعة. نقوم بتحليل أسباب كسور المكبس والتآكل غير الطبيعي لبطانات الأسطوانات في هذا النوع من الماكينات ونقدم الإجراءات المضادة المناسبة.
1، وصف ظاهرة الحادث
وقع الحادث الأول على ناقلة البضائع السائبة رقم 9 فوشينغ سعة 9000 طن في تيانجين.
في 25 يناير 2005، عندما كانت السفينة تبحر على بعد 3 أميال بحرية من ميناء Xiamen، اكتشف الطاقم أن غطاء فتحة الفحص للأسطوانة الثامنة لمحرك الديزل 8DKM-28 قد تم ثقبه بواسطة ثقب.
أمر كبير المهندسين بإجراء فحص إيقاف التشغيل ووجد أن مكبس الأسطوانة الثامنة مكسور وبه تآكل غير طبيعي في السطح؛ تآكل غير طبيعي لدبابيس المكبس. هناك العديد من جزيئات الحديد على محمل دبوس العمود المرفقي؛ يوجد أيضًا مسحوق حديد موجود في فلتر الزيت. عملت السفينة لأكثر من 1700 ساعة فقط من التسليم وحتى الظهور.
وفي السنوات الثلاث التالية، وقعت 180 حالة من هذا القبيل على التوالي، مما تسبب في خسائر اقتصادية مباشرة تقدر بنحو مليوني يوان.
2، تحليل سبب الخطأ
ومن أجل كشف حقيقة الحادث ومنع تكرار مثل هذه الأخطاء، قام موظفو الخدمة بشركتنا بإجراء فحص شامل لجميع المكابس وقضبان التوصيل وبطانات الأسطوانات والمحامل الرئيسية ومحامل قضبان التوصيل ودبابيس المكبس لمحرك الديزل على 27 يناير 2005. وجد أن مكابس السلندرات 1-8 بها درجات متفاوتة من الشقوق.
مكبس الأسطوانة الثامنة محطم تمامًا عند مقعد دبوس المكبس؛ عند تفكيك وفحص محمل دبوس العمود المرفقي، وجد أن هناك مسحوق معدني على المحمل، كما ظهرت كمية كبيرة من مسحوق المعدن على عنصر المرشح. كان هناك تراكم للكربون وتآكل غير طبيعي في دبوس المكبس وحلقة المكبس.
بعد التحليل، أسباب الشقوق والتفتت والتآكل غير الطبيعي لدبوس المكبس هي كما يلي.
1. نوعية رديئة لزيوت التشحيم
وقد وجدت الإحصائيات أن جودة زيت التشحيم لأي سفينة تتعرض لمثل هذه الحوادث لا تلبي المتطلبات المحددة، وأن الشوائب مثل الألومنيوم والفاناديوم تتجاوز المعايير بشكل خطير. تدخل جزيئات الشوائب مثل الألومنيوم والفاناديوم إلى الفجوة بين بطانة دبوس العمود المرفقي ودبوس المكبس، وتحت القوة الخارجية، تؤدي في النهاية إلى تآكل غير طبيعي لبطانة دبوس مكبس العمود ودبوس المكبس.
2. هيكل المكبس غير معقول وجودة التصنيع غير المؤهلة
أ. منذ تسليم وتشغيل محرك الديزل 8DKM-28، تعرض أكثر من 180 مكبسًا للشقوق أو التشظي. من ملاحظة الكسر وحدوث الشقوق، ظهرت جميعها في منطقة الدعم المرنة لمقعد دبوس المكبس.
سمك الجدار النظري لهذه المنطقة رقيق نسبيًا، 3.5 مم فقط؛ بعد الصب، سمك الجدار من الفراغ غير متساو. عند التشريح، وجد أن الجزء الأنحف يبلغ حوالي 3 مم فقط، مما تسبب في حدوث تشققات أو كسور في المكبس تحت تأثير الدفع الجانبي. وهذا أحد أسباب كسر المكبس.
ب. وفقًا للرسم، يجب أن يكون المكبس مخروطيًا، ولكن بعد القياس على اللوحة، وجد أن مكابس الأسطوانات السابعة والثامنة تكون سميكة بشكل عام من الأعلى إلى الأسفل، وهي مكابس أسطوانية مستقيمة نموذجية.
3. نظام أنابيب الوقود غير مغلف بطبقة عازلة
وفقا للوائح، عند حرق الزيت الثقيل، يجب تغليف نظام أنابيب الوقود الخارجي بطبقة عازلة.
ومع ذلك، عند الفحص من قبل موظفي الخدمة، تبين أن نظام خط أنابيب الوقود، الذي يبلغ طوله حوالي 35 مترًا من وحدة إمداد الوقود إلى مدخل وقود المحرك الرئيسي، لم يكن مغلفًا بطبقة عازلة، مما أدى إلى انخفاض درجة الحرارة عند دخول الزيت الثقيل إلى الديزل. المحرك (103 درجة فقط، محدد بـ 130 درجة) ولزوجة عالية تصل إلى 18 قيراط (محدد بلزوجة مدخل الوقود 13-14t).
عندما يعمل محرك الديزل بهذه الطريقة، يكون ترذيذ الوقود ضعيفاً، ويتدهور الاحتراق، مما يؤدي إلى تراكم الكربون في المكبس وحلقات المكبس، والذي بدوره يحترق الجزء العلوي؛ التسبب في تسرب حلقة المكبس، مما يتسبب في تحلل زيت التشحيم بين المكبس وبطانة الأسطوانة، مما يجعل من الصعب تكوين طبقة الزيت، مما يؤدي إلى احتكاك جاف بين المكبس وبطانة الأسطوانة، مما يؤدي بدوره إلى تآكل غير طبيعي للمكبس والأسطوانة بطانة. تحت تأثير الدفع الجانبي، يتشقق المكبس ويتكسر في النهاية.
هذا هو السبب الرئيسي لكسر المكبس.
4. لم يتم تكوين وحدة التسخين المسبق
يمكن أن تؤدي عواقب عدم تكوين وحدة التسخين المسبق إلى انخفاض درجة حرارة زيت التشحيم لمحرك الديزل، وضعف التدفق، واللزوجة العالية، وانخفاض إمدادات الوقود نسبيًا، وعدم كفاية إمدادات الزيت على السطح الداخلي لبطانة الأسطوانة، والاحتكاك الجاف بين بطانة الأسطوانة و المكبس والتآكل غير الطبيعي لبطانة الأسطوانة والمكبس أثناء بدء التشغيل (خاصة في درجات الحرارة المنخفضة).
مع اشتداد التآكل، تحت تأثير الضغط الحراري والميكانيكي، يبدأ المكبس في التشقق وفي النهاية ينكسر عند مقعد دبوس المكبس ذي سمك الجدار الأضعف.
5. الفشل في تنظيف نظام أنابيب زيت التشحيم والوقود قبل الالتحام
ووفقا للوائح، يجب تنظيف خطوط أنابيب زيت التشحيم والوقود الموجودة على متن السفينة قبل الالتحام بمحرك الديزل.
ومع ذلك، من أجل توفير التكاليف، لم يقم حوض بناء السفن بغسل نظام أنابيب زيت التشحيم والوقود بالكامل على السفينة قبل الرسو. تحت تدفق زيت التشحيم والوقود، تقشر خبث اللحام والأوساخ وغيرها من الحطام في خط الأنابيب تدريجيًا ودخلت إلى محرك الديزل، مما تسبب في تآكل غير طبيعي لبطانات الأسطوانة وحلقات المكبس، مما أدى في النهاية إلى ارتفاع درجة حرارة المكبس والتشقق.
6. تسرب خفيف شديد في حلقات المكبس والطلاء غير المستقر
إذا كان هناك تسرب خفيف أو تقشير للطلاء الموجود على حلقة المكبس، مما يتسبب في إحكام الغلق بشكل سيئ وتدفق غاز عالي الضغط بين بطانة الأسطوانة والمكبس، مما يؤدي إلى إتلاف طبقة زيت التشحيم، مما يتسبب في تآكل لاصق لبطانة الأسطوانة وحلقة المكبس، مما يؤدي إلى تآكل غير طبيعي لبطانة الأسطوانة وحلقة المكبس، مما يؤدي في النهاية إلى ارتفاع درجة حرارة المكبس وكسره.
3، التدابير المتخذة
أ. حث مالك السفينة على شراء زيت تشحيم مؤهل وفقًا لدليل محرك الديزل، مع التأكد من أن محتوى الصوديوم والفاناديوم يقع ضمن النطاق المحدد.
ب. تحسين هيكل المكبس عن طريق تغيير سمك جدار المكبس من 3.5 مم إلى 5.5 مم، وزيادة قوة المكبس، ومنع الكسر الناجم عن قوة المكبس غير الكافية؛ قم بتغيير التصميم العام إلى مكبس منقسم مع تاج مكبس فولاذي عالي القوة ومقاوم للحرارة وغطاء مكبس من حديد الدكتايل عالي القوة، والذي يمكن أن يمنع المكبس من الاحتراق والكسر.
ج. حث أحواض بناء السفن وملاك السفن على تغليف طبقة عازلة بسمك 25 مم على نظام أنابيب الوقود من وحدة إمداد الوقود إلى مدخل وقود محرك الديزل، مما يضمن الحفاظ على درجة حرارة مدخل وقود محرك الديزل عند 130 درجة والحفاظ على اللزوجة عند { {2}} cst، من أجل حل مشاكل سوء تذرية الوقود وتدهور الاحتراق، ومنع تكرار حوادث كسر المكبس.
د. حث مالك السفينة على حل مشكلة تكوين وحدة التسخين المسبق، بحيث عندما يبدأ محرك الديزل عند درجة حرارة منخفضة، يمكن الحفاظ على درجة حرارة زيت التشحيم عند درجة 50-60 لزيادة الإمداد النسبي لزيت التشحيم، وحل المشكلة الجافة مشكلة احتكاك بطانة أسطوانة المكبس، ومنع سحب بطانة الأسطوانة وكسر المكبس.
ه. حث مالك السفينة على إعادة تنظيف نظام أنابيب زيت التشحيم والوقود على متن السفينة وفقًا لمواصفات تنظيف المعدات الخارجية لمحرك الديزل DK28، لمنع خبث اللحام وجزيئات الصدأ من دخول محرك الديزل، من أجل منع وقوع حوادث مثل سحب بطانة الأسطوانة ، تآكل غير طبيعي لحلقات المكبس، وتكرار كسر المكبس.
F. رقابة صارمة على جودة تصنيع حلقات المكبس، وإجراء عمليات تفتيش صارمة على حلقات المكبس الواردة، والتأكد من أن كل حلقة مكبس لا تسرب الضوء ولا يسقط الطلاء، ولا يُسمح بدخول حلقات المكبس التي تسرب الضوء ويسقط الطلاء خط التجميع.
4. الخلاصة
أ. حث مالك السفينة على شراء زيت تشحيم مؤهل وفقًا لدليل محرك الديزل، مع التأكد من أن محتوى الصوديوم والفاناديوم يقع ضمن النطاق المحدد.
يمكن أن يمنع جزيئات الصوديوم والفاناديوم الموجودة في زيت التشحيم من الدخول بين بطانة الأسطوانة والمكبس، مما يتسبب في تآكل غير طبيعي للمكبس وبطانة الأسطوانة.
ب. تم تغيير سمك جدار المكبس من 3.5 ملم إلى 5.5 ملم، مما زاد من قوة المكبس ومنعه من التشقق بسبب عدم كفاية القوة؛ تم استبدال المكبس المتكامل من حديد الدكتايل بسطح فولاذي عالي القوة ومقاوم للحرارة وتنورة مكبس من حديد الدكتايل من النوع المنفصل، مما يحسن مقاومة الحرارة للمكبس ويتجنب حدوث كسر المكبس الناتج عن ترسب الكربون في الأعلى.
ج. حث حوض بناء السفن على تغليف نظام أنابيب الوقود بطبقة عازلة بسماكة 25 مم، والحفاظ على درجة حرارة مدخل الوقود عند (130 ± 1) درجة واللزوجة ضمن نطاق (13 ± 1) CST، ومنع حدوث ذرات سيئة للوقود و تدهور الاحتراق تم القضاء على ظاهرة تراكم الكربون الشديد وضعف الختم على حلقات المكبس العلوية والأولى والثانية، والتي تؤدي إلى دخول غاز عالي الحرارة والضغط العالي إلى داخل الأسطوانة، وبالتالي منع التآكل غير الطبيعي للأسطوانة بطانة الاسطوانة والمكبس وتفتيت المكبس.
د. حث مالك السفينة على حل مشكلة تكوين وحدة التسخين المسبق، وحل مشاكل انخفاض درجة حرارة زيت التشحيم، واللزوجة العالية، وضعف التدفق عند بدء تشغيل محركات الديزل في درجات حرارة منخفضة، مما يسهل تشكيل طبقة الزيت بين المكبس والأسطوانة، تجنب الاحتكاك الجاف بين المكبس والأسطوانة، والقضاء على حدوث تآكل غير طبيعي لبطانة الأسطوانة وكسر المكبس.
باختصار، من خلال اتخاذ الإجراءات المذكورة أعلاه، تم إعادة تنشيط محرك الديزل 8DKM-28 للسفينة Tianjin Fusheng رقم 9. بعد 9 سنوات من التتبع، لم يتم العثور على أي مشاكل في الجودة، وتم حل مشاكل كسر المكبس والتآكل غير الطبيعي لبطانات الأسطوانة في المحرك الرئيسي للسفينة بشكل أساسي.
