II. Випадки несправності турбокомпресора STC
Останні роки велике судно перебувало в довгостроковій навігації. Дизельний двигун корабля накопичив приблизно 11{2}} годин роботи в умовах високої інтенсивності.
Головний рушійний двигун — чотиритактний дизельний двигун серії PA6 з 16 циліндрами, розташованими у формі V під кутом 60 градусів, діаметром 280 мм і робочим ходом 290 мм. Максимальний тиск вибуху одноциліндра менше або дорівнює 14,5 МПа, а максимальна температура вихлопу одного циліндра менше або дорівнює 580 градусам. Максимальна безперервна швидкість становить 1000 об / хв, а номінальна потужність - 5184 кВт. Він оснащений турбокомпресором STC.
Через тривале використання високої інтенсивності турбокомпресор вихлопних газів дизельного двигуна PA6 на цьому судні часто виходив з ладу, що призводило до різних проблем, таких як пошкодження сопла, пошкодження лопаті, витік сальника та знос підшипників.
Заслуговують на увагу два особливо типові випадки:
1. Раптовий ненормальний шум стався в турбокомпресорі B-ряду певного дизельного двигуна. Під час дослідження було встановлено, що компенсатор вихлопної системи застарів і відпав, у результаті чого осколки потрапили в торець турбіни та пошкодили кільце форсунки.
2. Рано вранці під час плавання з економічною швидкістю (швидкість дизельного двигуна: 660 об/хв, коефіцієнт кроку гвинта з регульованим кроком: 90%) черговий механік почув ненормальне «гудіння» від турбокомпресора A-ряду певного дизельного двигуна під час планової перевірки. При візуальному огляді виявлено легке тряска турбокомпресора, яка наростала. Інженерна бригада негайно вжила екстрених заходів, знизивши швидкість енергосистеми та відключивши рушійну установку. Під час цього процесу з турбокомпресора виходив легкий запах горілого. Після зупинки та прокручування двигуна вручну було виявлено витік мастила з нижнього оглядового отвору турбокомпресора A-ряду. Подальше розбирання та перевірка показали, що кільце ущільнювача вийшло з ладу, а підшипник ковзання зносився, що призвело до раптового падіння тиску мастила. У наступному розділі буде зосереджено увагу на аналізі причин і діагностиці цієї несправності.
III. Аналіз причин несправності турбокомпресора STC
1. Ненормальний шум від турбокомпресора
(1) Високий, пронизливий вереск.
Це викликано зменшенням площі кільця форсунки, зменшенням площі потоку дифузора та збільшенням швидкості турбокомпресора (перевищення швидкості).
(2) «Дзижчачий» вибуховий звук, що супроводжується значними коливаннями тиску наддуву і нестабільною роботою дизельного двигуна.
Це спричинено блокуванням системи впуску, зокрема забрудненням повітроохолоджувача, впускного каналу, інтеркулера, забрудненням компресора, зменшенням клапанного зазору та неправильним газорозподілом.
(3) Звуки «сссс» і «пппп».
Це в основному через витік повітря у фланцевих з'єднаннях між турбокомпресором і трубопроводом. З боку випускної турбіни лунає високошвидкісний пульсуючий звук «Pppp», а з боку впускного компресора — безперервний високошвидкісний звук повітряного потоку «Sssss». Ще одна можлива причина - розрив сильфона.
(4) Механічне шкрябання металу, що супроводжується аномальною вібрацією турбокомпресора.
Це викликано зміною зазору між підшипником і валом (збільшенням або зменшенням), зменшенням зазору між робочим колесом і спіралькою, деформацією робочого колеса, ексцентричним зносом шийки ротора, сильним зносом плаваючої втулки або упорної пластини, або порушення динамічного балансу ротора.
(5) Аномальна вібрація та шум, спричинені сильними відкладеннями вуглецю в турбіні або потраплянням сторонніх предметів у нагнітач, що призводить до пошкодження лопатей і сопел.
2. Аномальна вібрація турбокомпресора
Як високошвидкісний обертовий механічний пристрій, основні причини ненормальної вібрації в турбокомпресорі включають пошкодження обертових частин, втрату динамічного балансу ротора та сильний стрибок. Причина сплеску вже проаналізована.
(1) Поломка леза.
Це в основному викликано сторонніми предметами або осколками зламаних поршневих кілець або клапанів, які потрапляють у робоче колесо, перевантаженням турбокомпресора або резонансом лопатей через сильну частоту збудження зовнішнього повітряного потоку або імпульсів вихлопних газів, що призводить до пошкодження турбокомпресора.
(2) Вигорання підшипника.
Основними причинами є недостатня подача мастила, надмірне навантаження на підшипник, механічні пошкодження, викликані домішками, змішаними в парі тертя, динамічний дисбаланс ротора, деформація вигину вала тощо. Ці фактори викликають осьовий рух ротора, що призводить до сильної вібрації ротора. турбокомпресор.
(3) Втрата динамічного балансу ротора.
Довготривале використання неминуче призводить до зносу лопаті, зносу підшипників, деформації валу тощо, що, природно, призводить до втрати динамічного балансу ротора.
3. Витік масла з турбокомпресора
Витік масла з турбокомпресора в основному відбувається через надмірний вакуум у компресорі, що спричиняє всмоктування масла (наприклад, коли повітряний фільтр або компресор засмічено), заблоковані зворотні масляні лінії, надмірну подачу масла в систему та несправність масляного ущільнення ( наприклад, надмірний знос кільця сальника або недостатня еластичність кільця сальника). Сильний витік масла може призвести до того, що турбокомпресор не працюватиме належним чином [5].
IV. Діагностика та усунення випадків несправності турбокомпресора STC
1. Процес діагностики та усунення несправностей
При появі несправності в роботі турбокомпресора необхідно вжити екстрених заходів, провести аналіз несправності та негайно усунути несправність. Після усунення несправності слід провести необхідну перевірку, перш ніж його можна буде знову ввести в експлуатацію.
Слід дотримуватися наступних кроків:
(1) Зупиніть транспортний засіб, якщо необхідно (у разі серйозних несправностей, таких як ненормальний шум);
(2) Записувати та спостерігати за явищами несправності в реальному часі;
(3) Точно визначте несправну частину;
(4) Визначити причину несправності;
(5) Підтвердити явища несправності;
(6) вжити заходів для усунення несправності;
(7) Перевірте, чи несправність усунуто.
2. Методи усунення несправностей
На підставі аналізу причин у Розділі III, у поєднанні з ненормальним дзижчанням турбокомпресора, явним сплеском, сильним тремтінням, запахом горілого під час уповільнення та витоком мастила, виявленим під час відкриття оглядового отвору після вимкнення.
З наведеного вище судження можливими причинами несправності можуть бути несправність масляного ущільнення, збільшення зазору між підшипником і валом, дисбаланс ротора, що викликає осьовий рух і тертя, що призводить до сильної вібрації турбокомпресора. .
При усуненні конкретних несправностей турбокомпресора спочатку слід провести попередній аналіз на основі зовнішнього вигляду, явищ несправності, витрати мастила, якості масла після змащення та параметрів роботи дизельного двигуна. Потім слід розібрати турбокомпресор і оглянути всі компоненти.
Конкретні кроки такі:
(1) Перевірте наявність витоку масла з боку турбіни та чи не пошкоджені лопаті.
Використовуйте промисловий ендоскоп, щоб спостерігати за масляним ущільненням і станом лопатей турбіни через оглядовий отвір, щоб визначити, чи добре еластичне кільце сальника та чи воно зношене. На торці турбіни можна знайти очевидні сліди витоку масла, а на лопатях турбіни та корпусі турбіни є очевидні подряпини та сліди зносу. Можна визначити, що сальник вийшов з ладу.
(2) Перевірте наявність будь-яких сторонніх предметів у кінці турбіни.
Після розбирання та огляду впускного колектора та спіралі, а також перевірки турбіни та кільця форсунки було виявлено, що, крім подряпин на робочому колесі, на турбіні та кільці форсунки немає пошкоджень, сторонніх предметів немає.
(3) Перевірте, чи не завеликий зазор підгонки.
Метод вимірювання показаний на схемі вимірювання зазору на малюнку 3. Стандарти перевірки: осьовий зазор A: 0.10 - 0.32 мм, радіальний зазор B: 0.{ {5}}.93 мм. Після вимірювання було виявлено, що зазор між підшипником і валом збільшився, а радіальний зазор B досяг 0.97 мм, перевищуючи стандартний діапазон на 0.04 мм. Відбувається радіальне переміщення валу, що вказує на те, що робоче колесо та спіраль знаходяться в контакті та стирають.
(4) Розберіть і перевірте турбокомпресор.
Під час комплексного та ретельного розбирання та огляду турбокомпресора техніки провели ретельні та детальні перевірки та випробування його внутрішніх точних компонентів.
Після ретельного розбирання та дослідження було виявлено очевидні ознаки зносу на вузлі плаваючої втулки та компонентах упорної пластини всередині турбокомпресора, які потребують заміни.
(5) План ремонту.
Після ретельного огляду та діагностики було встановлено, що проміжний монтажний комплект потребує заміни. Це найбільш прямий і ефективний спосіб усунення поточної несправності.
Після завершення заміни буде проведено повну повторну інсталяцію та тестовий запуск, щоб переконатися, що всі компоненти встановлено правильно та система працює стабільно.
Після тестового запуску продуктивність була хорошою, і несправність була успішно усунена.
V. Профілактичні заходи та заходи
1. Строго обслуговуйте турбокомпресор відповідно до правил
Виходячи з практичного досвіду монтажу за останні роки, слід звернути увагу на наступні моменти:
По-перше, необхідно регулярно (кожні 100 годин) замінювати фільтруючий елемент фільтра тонкого очищення турбокомпресора, щоб забезпечити безперешкодний потік масла та чисте мастило.
По-друге, сальник на кінці турбіни та робочий стан лопатей турбіни слід регулярно перевіряти за допомогою промислового ендоскопа.
По-третє, слід регулярно розбирати гофровану трубу на вході газу турбіни, щоб перевіряти наявність будь-якого металевого сміття на вході турбіни та будь-яких подряпин або пошкоджень на кільці сопла. Вручну прокрутіть турбіну, щоб перевірити, чи немає ненормальних звуків або тертя.
2. Виконайте хорошу роботу з експлуатації турбокомпресора та керування ним
По-перше, слідкуйте за робочим станом турбокомпресора в режимі реального часу, звертаючи особливу увагу на зміни швидкості турбокомпресора, тиску наддуву, тиску мастила, температури на вході в турбіну, температури охолодження та температури мастила, особливо тиску мастила на вході турбокомпресора. А (Б).
З точки зору конструкції обладнання, аварійний сигнал виникне лише тоді, коли тиск мастила менше або дорівнює {{0}}.03 МПа. Однак під час фактичного використання було виявлено, що поки тиск мастила менше або дорівнює 0,07 МПа і має тенденцію до зниження, машину слід негайно вимкнути; інакше недостатня подача масла може призвести до перегоряння підшипників турбокомпресора або навіть до виходу з ладу всього турбокомпресора.
По-друге, коли турбокомпресор працює, посиліть візуальний огляд його зовнішнього вигляду, оцініть, чи стабільна робота, і уважно прослухайте його робочий звук. Якщо лопаті зламані або турбіна серйозно навуглена, виникатимуть незвичайні звуки.
Якщо з турбокомпресора виявляються незвичайні звуки вібрації або запахи горілого, слід негайно заглушити двигун і зняти турбокомпресор. Використовуйте промисловий ендоскоп, щоб перевірити через оглядовий отвір, чи в нормі сальник, лопаті турбіни тощо.
Якщо виявлено витік масла з сальника або пошкодження лопаток турбіни, головний двигун необхідно вивести з експлуатації для маніпуляцій, а потім відремонтувати та перевірити на підставі причини. Якщо основні компоненти, такі як підшипники та ротори, пошкоджені, їх необхідно відправити оригінальному виробнику для ремонту згідно з правилами та пройти перевірку динамічного балансу. Категорично забороняється перевстановлювати турбокомпресор без проведення тестів на динамічний баланс.
3. Посилення управління експлуатацією дизельних двигунів
Погане згоряння, надмірно висока температура вихлопу, помилки вприскування палива, неадекватне охолодження, швидкі зміни навантаження та неправильна робота дизельних двигунів можуть вплинути на якість вихлопних газів, включаючи температуру, тиск і швидкість потоку.
Ці параметри мають вирішальне значення для якості роботи турбокомпресора вихлопних газів.
Наприклад, коли навантаження на дизельний двигун збільшується, температура вихлопу та швидкість потоку також підвищуються, викликаючи збільшення швидкості турбіни та підвищення тиску на впуску; часті розгони і уповільнення або швидка зміна навантаження можуть призвести до нестабільної роботи турбокомпресора з коливаннями його обертів; проблеми в паливній системі, системах впуску та вихлопу або системі охолодження можуть погіршити робоче середовище турбокомпресора з боку турбіни, що призведе до надмірно високих температур на вході в турбокомпресор і скоротить термін служби турбокомпресора.
Таким чином, необхідно покращити управління експлуатацією та технічне обслуговування суднових дизельних двигунів, щоб підтримувати їх хороший робочий стан і якість згоряння, забезпечувати їх надійну роботу, краще відповідати експлуатаційним вимогам турбокомпресора, а також розумно експлуатувати головний двигун.