يتكون نظام الدفع لسفينة معينة لإنفاذ قانون مصايد الأسماك من محركي ديزل للدفع، وعلبة تروس تخفيض متوازية ذات محرك مزدوج، ومجموعة واحدة من المراوح والأعمدة التي يمكن التحكم فيها. المحرك الرئيسي عبارة عن محرك بحري رباعي الأشواط-وحقن مباشر وشاحن توربيني ومبرد داخلي متوسط السرعة-بتكوين خطي-. يستخدم صندوق التروس علبة تروس متوازية مع محامل دفع وقوابض مرنة عالية. يظهر الرسم التخطيطي لهيكل جهاز الدفع الرئيسي للسفينة في الشكل 1.
الشكل 1: رسم تخطيطي لنظام الدفع الرئيسي للسفينة
I. ظاهرة الخطأ
أثناء الصيانة الشهرية، عثر الطاقم على كمية كبيرة من الحطام المعدني في وعاء زيت علبة المرافق للمحرك الرئيسي. وبعد الإبلاغ، تقرر إجراء صيانة فورية للمحرك الرئيسي للتعرف على مصدر الحطام المعدني. قام طاقم السفينة بتفكيك محرك الديزل وفحصه، وإجراء فحوصات تفصيلية على المكونات المهمة مثل رأس الأسطوانة، وبطانة الأسطوانة، ومجموعة قضيب توصيل المكبس، وجلبة المحمل الرئيسية، وعمود الحدبات، والعمود المرفقي. أثناء العملية، تم اكتشاف أعراض الخطأ التالية.
1) تم العثور على الصدأ في أجزاء متعددة.
(1) عمود الحدبات
بعد تفكيك "غطاء فتحة المراقبة" لوحظ وجود صدأ على أسطح عمود الكامات الرابع والسادس. تظهر حالات الصدأ في عمود الكامات الرابع والسادس في الشكل 2.
الشكل 2 حالات الصدأ لأعمدة الكامات رقم . 4 ورقم . 6
(2) قذائف تحمل الرئيسية.
عند تفكيك وفحص قذائف المحمل الرئيسية، وجد أن قذائف المحمل الرئيسية المقابلة لكل أسطوانة كانت جميعها صدئة بدرجات متفاوتة، وتعمق الصدأ تدريجياً من النهاية الحرة إلى نهاية الإخراج. كانت الأجزاء الصدئة هي النصف العلوي من القذائف الحاملة الرئيسية.
تظهر حالة الصدأ في النصف العلوي من غلاف المحمل الرئيسي للعتاد الأول في الشكل 3.
الشكل 3: حالة الصدأ في النصف العلوي من جلبة المحمل الرئيسية للعتاد رقم . 1.
(3) العمود المرفقي
بعد إزالة قضيب توصيل المكبس والملحقات الأخرى الموجودة على العمود المرفقي مثل جلبة المحمل، لوحظ وجود صدأ على سطح العمود المرفقي، وكانت مجلة الترس الرئيسية رقم . 5 هي الأكثر خطورة. تظهر حالة الصدأ في مجلة الترس الرئيسية رقم . 5 في الشكل 4.
الشكل 4: حالة الصدأ في مجلة عمود التروس رقم 5
2) تآكل شجيرة المحمل الرئيسية وغسالة الدفع.
بعد التفكيك، وجد أن جلبة المحمل الرئيسية وغسالة الدفع للترس السابع كانتا متآكلتين بشدة، مع حدوث تمزق معدني. تم تحديد مبدئيًا أن هذا هو المصدر الرئيسي للحطام المعدني. يوضح الشكل 5 ظروف التآكل لجلبة المحمل الرئيسية وغسالة الدفع للترس السابع.
الشكل 5: ظروف التآكل لجلبة المحمل الرئيسية وغسالة الدفع للترس رقم . 7
ثانيا. طريقة تحليل شجرة الأخطاء وتحليل السفينة الحقيقية
يعد تحليل شجرة الأخطاء طريقة شائعة الاستخدام لحل أنظمة الأخطاء المعقدة بشكل فعال. يقوم بإجراء تحليل الفشل الاستنتاجي من الأعلى إلى الأسفل. وعلى وجه الخصوص، يقوم بتحليل العوامل المختلفة التي قد تسبب أخطاء بطريقة خطوة-بطريقة-خطوة من النظام الشامل إلى مكوناته في شجرة-مثل البنية المتفرعة. يمكن لطريقة التحليل هذه تشخيص أخطاء النظام من خلال إنشاء مخططات بيانية منطقية والتفكير خطوة بخطوة لتحليل أسباب الأخطاء.
2. تحليل شجرة الخطأ لأضرار قذيفة المحامل الرئيسية
هناك أسباب عديدة للتآكل غير الطبيعي لقذائف محمل محرك الديزل. وفقًا لطريقة تحليل شجرة الأخطاء، مع الأخذ في الاعتبار تلف غلاف المحمل الرئيسي لمحرك الديزل كحدث رئيسي، يتم تحليل أحداث السبب التي تؤدي إلى هذا الخطأ. يتم سرد شجرة الأخطاء وتحليلها وفقًا للعلاقة المنطقية المناسبة. تظهر شجرة الخطأ لأضرار قذيفة المحامل الرئيسية في الشكل 6.
الشكل 6: شجرة الخطأ الخاصة بأضرار قذيفة المحمل الرئيسي
كما هو موضح في الشكل 6، يمكن أن تُعزى أسباب العطل إلى الأحداث الأساسية السبعة التالية: التركيب غير الصحيح لجسم المحرك، والتركيب غير الصحيح لأغطية المحامل، وتجويف أغطية المحامل، والمواد الرديئة لأغطية المحامل، وسوء جودة زيت التشحيم، وعدم كفاية زيت التشحيم، والتلف الذي لحق بأغطية المحمل الرئيسية نتيجة تشغيل الحمل العالي-على المدى الطويل- لمحرك الديزل.
1) تركيب الآلات.
تركيب المحركات الرئيسية مثل التمركز وعزل الاهتزازات لم يلبي المتطلبات مما أدى إلى تحميل أو اهتزاز غير متساوي للمحركات الرئيسية مما أدى إلى تآكل المحامل.
بعد حدوث العطل، تم فحص ظروف التمركز للمحركين الرئيسيين. وجد الفحص أن المعلمات المركزية للمحركين الرئيسيين تفي بمتطلبات التثبيت، وأن الاختلافات مقارنة بآخر إصلاح للحوض الجاف كانت ضمن النطاق المقبول. لذلك، يمكن استبعاد هذا الحادث بشكل أساسي.
2) تركيب قذيفة تحمل.
يدعم غلاف المحمل السفلي للمحمل الرئيسي العمود المرفقي، مع الحفاظ على الخط المركزي للمجلة الرئيسية للعمود المرفقي في خط مستقيم.
يؤدي عدم محاذاة الخط المركزي إلى انحناء العمود المرفقي وزيادة الحمل على المحمل الرئيسي. إذا كان المحملان الموجودان على يسار ويمين ذراع الكرنك منخفضين جدًا، فسوف ينحني الخط المركزي للعمود المرفقي إلى الأسفل ويشكل قوسًا.
عندما تكون رمية الكرنك في النقطة الميتة السفلية، سيتم سحبها؛ على العكس من ذلك، عندما يكون في أعلى المركز الميت، سيتم تمديد رمية الكرنك.
يتناسب الفرق في امتداد وتراجع رمية الكرنك مع اختلاف ارتفاع المحمل الرئيسي، لذلك يمكن استخدامه لقياس ما إذا كان العمود المرفقي متمركزًا وبالتالي حالة غلاف المحمل.
بعد استشارة مواصفات التصميم لمحرك الديزل ذو السرعة المتوسطة-، تبين أن العمود المرفقي لمحرك الديزل يتمتع بصلابة عالية نسبيًا. لا يمكن أن يكون سبب اختلال خط الوسط إلا الفجوة الموجودة في أغلفة المحامل السفلية للمحامل الرئيسية. قم بمراجعة بيانات فرق رمي العمود المرفقي للمحرك الرئيسي بعد آخر إصلاح للمصنع وقياس فرق رمي العمود المرفقي الحالي للمحرك الرئيسي، ومقارنتها على التوالي مع متطلبات المعلمات في الدليل. بعد التحقيق والتحقق، تبين أنه تم استيفاء متطلبات الفجوة، ويمكن استبعاد تأثير فجوة تركيب غلاف المحمل بشكل أساسي.
3) تآكل التجويف للقذائف الحاملة.
عندما يتحرك سطح غلاف المحمل نسبيًا مع زيت التشحيم، فإن درجة الحرارة المحلية العالية والضغط العالي الناتج عن تمزق فقاعات الغاز يؤدي إلى إجهاد وتساقط سطح غلاف المحمل، وبالتالي يسبب العيوب.
تظهر ظاهرة التجويف على شكل قرص عسل كثيف من الثقوب التي تشبه الإبرة-، ويكون السطح الخارجي للثقوب نظيفًا وغير مغطى بشكل عام بمنتجات التآكل.
على أساس خصائص أغطية المحامل لمحرك الديزل هذا، يمكن تحديد أنه لم يحدث تآكل التجويف، ويمكن استبعاد تأثير تآكل التجويف على أغطية المحامل بشكل أساسي.
4) مادة الشجيرة الحاملة.
تتميز جلبة المحمل هذه بتصميم -رفيع الجدران وتتكون من طبقة من سبائك الألومنيوم، وطلاء، وشاشة من النيكل. يظهر الرسم التخطيطي لهيكل الشجيرة الحاملة في الشكل 7.
الشكل 7: مخطط هيكلي للبطانة المحملة
إن هيكل الأخدود المتخذ بواسطة جلبة التحمل هذه لا يمكن أن يتآكل بشكل عام من خلال شاشة النيكل، وجودته موثوقة نسبيًا. وفي الوقت نفسه، فإن هذه الشجيرة المحملة لديها معدل تآكل منخفض. وفقًا للاختبارات التي أجرتها الشركة المصنعة الأصلية، حتى عندما تكون جلبة المحمل تحت حمولة عالية وظروف طبقة زيتية رقيقة، فإن تآكل جلبة المحمل يظل منخفضًا. كلا جلبتي التحمل هما من نفس مجموعة المنتجات، لذلك يمكن استبعاد تأثير مادة جلبة التحمل بشكل أساسي.
5) جودة زيت التشحيم.
يمكن أن تؤدي جودة زيت التشحيم الرديئة إلى تآكل غير طبيعي للأزواج المتحركة الرئيسية لمحركات الديزل، مثل حلقات الدفع، وأغلفة المحامل الرئيسية، وأغلفة محامل قضبان التوصيل، وما إلى ذلك. [3].
هناك حالات مختلفة تكون فيها جودة زيت التشحيم دون المستوى المطلوب. يمكن أن يكون ذلك بسبب الشوائب التي تدخل الزيت، أو أكسدة الزيت وتكوين الرواسب بعد الاستخدام لفترة طويلة-، أو استحلاب الزيت وتدهوره بسبب خليط مياه البحر أو المياه العذبة، مما يؤدي إلى ظهور طبقة زيتية غير مؤهلة.
عند الفحص، وجد أن أسطح أغطية المحمل الرئيسية، العمود المرفقي، عمود الحدبات، وما إلى ذلك داخل جسم محرك الديزل كانت صدئة بدرجات متفاوتة، وأظهر زيت التشحيم ظاهرة استحلاب طفيفة. لذلك، لا يمكن استبعاد أن يكون التأثير ناتجًا عن رداءة نوعية زيت التشحيم.
6) عدم كفاية زيت التشحيم.
يشمل زيت التشحيم غير الكافي بشكل أساسي حجم زيت التشحيم غير الكافي أو ضغط زيت التشحيم غير الكافي. سيؤدي حجم زيت التشحيم غير الكافي إلى عدم كفاية التشحيم، وسيكون من الصعب إنشاء فيلم زيت بين جلبة المحمل والعمود المرفقي. سيؤدي ضغط زيت التشحيم غير الكافي إلى عدم كفاية تبريد جلبة المحمل، مما يؤدي إلى توليد درجات حرارة عالية والتسبب في تلف جلبة المحمل. بعد التحقق من حجم زيت التشحيم والضغط، وجد أنهم يستوفون متطلبات التصميم لحجم زيت التشحيم لمحرك الديزل، لذلك يمكن استبعاد التأثير الناجم عن عدم كفاية زيت التشحيم بشكل أساسي.
7) تشغيل طويل الأمد- تحت ضغط مرتفع.
عندما يعمل محرك الديزل تحت حمل مرتفع لفترة طويلة، يزداد حمل التصادم بين جلبة المحمل والعمود المرفقي، ويصبح فيلم الزيت بينهما أرق، وفي بعض الحالات، لا يمكن تشكيل فيلم زيت كامل. يؤدي هذا الوضع إلى تآكل غير طبيعي لجلبة المحمل وقد يتسبب أيضًا في فشل المحمل.
بعد التحقق من سجل التنقل، لم يكن هناك سجل للتشغيل طويل الأمد-في ظل التحميل العالي، لذا يمكن استبعاد التأثير الناتج عن التشغيل طويل الأمد-في ظل التحميل العالي.
ثالثا. موقع الخطأ والقضاء عليه
استنادًا إلى تحليل شجرة الأعطال لضرر جلبة المحمل الرئيسي، قد يكون السبب المحتمل للضرر الذي لحق بجلبة المحمل الرئيسي لهذا المحرك هو الجودة المتدنية لزيت التشحيم. ولذلك، تم إجراء تحليل إضافي لنظام زيت التشحيم. تمت دراسة نظام زيت التشحيم لهذه السفينة، ويظهر الرسم التخطيطي لنظام زيت التشحيم في الشكل 8.
الشكل 8: رسم تخطيطي لنظام زيت التشحيم
يمكن أن يحتوي هذا النوع من محركات الديزل على وضعين للتزييت: الحوض الرطب والحوض الجاف. عند استخدام حوض رطب، تقوم مضخة زيت التشحيم-المدارة بالمحرك بسحب زيت التشحيم من الحوض. يمر زيت التشحيم عبر صمام فحص، وصمام تنظيم الضغط، وصمام ثرموستاتي، ومبرد، ومرشح، ومحامل، وشاحن توربيني قبل أن يتدفق مرة أخرى إلى الحوض، ليشكل دورة تشحيم. عندما يصل زيت التشحيم إلى وقت الخدمة الموصى به أو تكون جودته دون المستوى المطلوب، يتم تفريغه في خزان الزيت المتسخ لاستبداله. إذا كان محرك الديزل يحتوي على خزان ترسيب زيت منفصل، فسيتم سحب زيت التشحيم من الحوض إلى خزان الترسيب، ويتم فصله أيضًا بواسطة فاصل الزيت، ثم يتم إعادة استخدامه.
وبعد التحقيق، تبين أن السفينة كانت تعمل بنظام الحوض الرطب ولم يتم استخدام جهاز تنقية زيت التشحيم لفترة طويلة. لذلك، يشتبه في احتمال وجود مشكلة في جودة زيت التشحيم، وتم إرسال زيت التشحيم للاختبار. وفقًا لتقرير اختبار زيت التشحيم، وجد أن محتوى أيونات الصوديوم والمغنيسيوم مرتفع بشكل غير طبيعي، مما يمكن تحديده مبدئيًا أن زيت التشحيم ملوث بمياه البحر.
لمزيد من التحليل لمصدر زيت التشحيم الذي يدخل مياه البحر والقضاء على "السبب الجذري"، تم إجراء تحليل إضافي لنظام تبريد مياه البحر لهذا المحرك الرئيسي. يظهر الرسم التخطيطي لنظام التبريد بمياه البحر في الشكل 9.
الشكل 9: رسم تخطيطي لنظام التبريد بمياه البحر
بعد أن يتم سحبها بواسطة مضخة مياه البحر، يتم تمرير مياه البحر على التوالي من خلال مبرد هواء المحرك الرئيسي، ومبرد زيت تشحيم المحرك الرئيسي ومبرد المياه العذبة للمحرك الرئيسي لتبريدها. في حالة دخول الماء إلى زيت التشحيم، قد تتسرب مياه البحر إلى زيت التشحيم من خلال مبرد زيت التشحيم، مما يتسبب في تدهور زيت التشحيم ومن ثم يؤدي إلى الصدأ وتلف أغطية المحامل الرئيسية والمحامل وأعمدة الكامات، وما إلى ذلك.
في الختام، بعد تحليل مفصل لشجرة الأعطال لضرر شجيرة المحمل الرئيسي، تبين أن السبب الأساسي لتلف شجيرة المحمل الرئيسي هو تسرب مياه البحر إلى زيت التشحيم في مبرد زيت التشحيم، مما أدى إلى تدهور زيت التشحيم ومن ثم تآكل المكونات الداخلية للمحرك الرئيسي، مما أدى في النهاية إلى تآكل شديد في شجيرة المحمل الرئيسي.
ولذلك، يتم اقتراح خطط الإصلاح واقتراحات الصيانة اليومية التالية للطاقم:
1) استبدل أغطية المحامل وغسالات الدفع البالية والصدئة بشدة، وأصلح أغطية المحامل الصدئة قليلاً، وأصلح عمود الكامات الصدأ.
2) إصلاح المجلة الرئيسية للعمود المرفقي والتحقق من المعلمات الميكانيكية بعد الإصلاح.
3) قم بغسل نظام زيت التشحيم، واستبدال زيت التشحيم الجديد، وأخذ عينة والتحقق من جودة زيت التشحيم بعد الاستبدال.
4) يوصى بأن يرسل الطاقم بانتظام زيت التشحيم للفحص، ويجب أخذ العينات للفحص من أنظمة التشحيم المختلفة.
رابعا. خاتمة
يعد التآكل غير الطبيعي لجلبة محمل المحرك الرئيسي خطأً شائعًا في محركات الديزل. تستخدم هذه المقالة طريقة تحليل شجرة الأخطاء لتحليل الأسباب المحتملة للتآكل غير الطبيعي لجلبة محمل المحرك الرئيسي واحدًا تلو الآخر، مما يؤدي إلى تحديد سبب المشكلة بسرعة. وبعد التصحيح والتحقق اللاحقين، لم يتم العثور على أي تآكل غير طبيعي، مما يشير إلى أن التحليل والتصحيح كانا فعالين.