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解析增壓器窩殼漏水癥狀原因及對策

時間:2018/4/16 17:22:03 點擊:

  內容提示:柴油機增壓器漏水是一個令人棘手的問題,它對于船舶的安全關系重大。這種故障的發生率盡管不太高,然而一旦出現,就會使管理人員因缺乏經驗而措手不及,產生較大的危害。本文就針對這一問題著重闡述故障發生的原因、規律及其對策,與感興趣的同行們探討。...
柴油機增壓器漏水是一個令人棘手的問題,它對于船舶的安全關系重大。這種故障的發生率盡管不太高,然而一旦出現,就會使管理人員因缺乏經驗而措手不及,產生較大的危害。本文就針對這一問題著重闡述故障發生的原因、規律及其對策,與感興趣的同行們探討。
1 增壓器渦殼漏水的癥狀 
增壓器殼體漏水的癥狀比較明顯,也較容易判斷。一般說來,它從以下幾個方面顯現:
(1)缸套水膨脹水箱補水量明顯增大。輪機管理的經驗告訴我們,在所有發動機的冷卻水中,活塞水的消耗量相對大一些,因而當值人員要經常去補一些,但缸套水的耗量較前者應明顯少。所以,一旦發覺缸套冷卻水的消耗量突增,并有愈演愈烈之勢時,這就是一個明顯的信號。在確認了缸套、缸蓋是否有裂紋,系統外圍是否有泄漏之后,就能判定增壓器是否有問題。
(2)煙囪冒白煙。眾所周知,大功率發動機增壓器前后的溫度一般都在300e ~ 450e之間。因而,當殼體漏水時,進入煙腔的冷卻水會立即被煙氣加溫,化成蒸汽而蒸發。煙氣和蒸汽的聯煙,就決定了煙氣色度的白狀。 
(3)增壓器后排溫會降低。漏入的冷卻水一方面隨著煙氣的加熱, 而不斷蒸發, 同時對高溫廢氣進行冷卻。可以這樣說,冷卻水漏入量不同, 其煙氣的溫度下降量也不同。在嚴重的情況下,可以低到接近冷卻水溫度。因為, 隨著壓力水的不斷沖刷, 爛孔或砂眼會越來越大,使漏水量直線上升,當煙氣的不斷加溫與水的相繼蒸發達到飽和狀態后,煙、水汽的混合體會不斷地分離出水珠并且下跌,或者極端地說,過量的水部分來不及蒸發,  就會導致出氣殼內部煙腔室的積水不斷上升,  以達到新的平衡為止。增壓器后的排煙溫度傳感器一般裝在靠近增壓器處的排煙管上,所以水位達到這一界限是完全可能的。如某輪 NO2 增壓器發生漏水以后,  其后排溫以3103e / 時的速率下降,  即由100e 驟降到 75e , 而此時對應的冷卻水溫是65e,發動機一停車,還會出現殘水漏入排氣筒的現象。
(4)殘水漏入排氣筒。發動機停車之后,  增壓器渦輪亦會停轉,  積聚在出氣殼腔內的殘水會越過渦輪從進氣殼流出瀉入排煙筒內,甚至當水位高到氣口上邊緣以下的氣缸內, 氣缸很容易成為水缸。一定程度,水會從排氣口很容易地流入活塞處于掃圖1顯示了水流動的途徑。
(5)渦輪端油池入水。積聚在出氣殼內的殘水不僅會越過渦輪經進氣殼往下流入排煙筒內, 更嚴重的是會穿過渦輪端密封帶與殼體進入密封軸瓦與軸的縫隙流入油池, 使油乳化變質。常規說來,水是較難經過這些密封地帶的,尤其是增壓器處于動態的情況下。因為其一, 動態情況下高速旋轉的轉子會使密封性能極大改善; 其二, 煙經過氣封與油經過油封的流向是相反的。但是當增壓器處于靜止狀態時情形就發生變化了。一是靜態的轉軸密封能力大大下降; 二是長期工作以后, 氣封和油封的密封能力會有所下降; 三是殘水水位高于油池形成的壓差使水流入油池。
 
2 增壓器渦殼漏水的規律和原因
增壓器渦殼漏水有它獨特的規律可尋。根據對某輪兩次增壓器渦殼漏水的修理經驗和眾多的廠家對此類工程修理的記錄, 不難發現漏水部位一般都在出氣殼 Gas outlet casing 60。發生在進氣殼 Gas in-let casing 50 的可能性較小。漏水位置處于氣殼殼體底部周圍, 在底部從煙腔經水腔通外圍的柱體壁上 ( 有的增壓器為安裝方便起見, 底部兩側都設計有這種柱形孔體, 若一個接放殘閥, 則另一個底部用悶蓋悶死作備用)。漏水故障為何偏偏會發生在這個位置? 原因有以下幾個方面: 
(1)澆濤工藝不完善易形成砂眼。制作一個鑄鐵的澆鑄件, 困難是突變處、R 角處的鑄造工藝問題。復雜的形狀、龐大的體積, 處處的厚薄不均就難以排除澆鑄體在其冷卻的過程中由于收縮程度的不同而形成砂眼。表面的砂眼可以察覺, 內部的砂孔就較難察覺, 這就給日后渦輪的使用留下了隱患。當冷卻水對殼體的腐蝕發展到一定程度時, 就會形成漏水的通路。 
(2)低溫腐蝕。現代發動機為了經濟高效, 燃用高秒數燃油。一般來說, 秒數愈高, 燃油的質量愈差,硫的含量也相應提高。增壓器在運轉過程中,廢氣從進氣殼進入渦輪作功后經出氣殼排出。燃燒的殘留物煙灰,會落入這些孔內。有經驗的輪機員都知道,在沖洗增壓器前最好將這個孔的灰垢除掉,徹底疏通。由于煙灰積存在柱體孔內壁(通煙腔)而柱體外部則是冷卻水空間,所以溫差很大。過大的溫差極容易使廢氣中的水蒸汽到達露點, 使灰垢變濕變軟。這樣, 這些燃燒過后的酸性產物, 特別是硫的氧化物如 SO2 或 SO3 冷凝后遇水生成亞硫酸, 對這個部位構成低溫酸性腐蝕。 
(3)渦流的影響。為了使水流形成一定的流向, 取得良好的均衡的冷卻效果, 設計時將進水通路作了相應的限制。從結構上可以清楚地看出,冷卻水進口管法蘭用緊固螺絲固定在大道門上, 道門內側的中間裝有一個/ K0 形的流道隔板。顯然,流入的壓力水將隨著隔板的導向先往上, 然后, 部分水流會由于重力作用下落。由于隔板對注入水流的阻擋, 使水流產生撞擊產生一定量的水泡, 而這些水泡一旦進入上述的 / 柱孔0 外圍, 由于這里的水流動緩慢, 靜壓力相對高些,從而使得水泡被擠碎。這種周而復始的重復運動就使這個區域產生 / 氣蝕現象0 而受到腐蝕。 
(4)柱孔壁過薄。在打開道門對殼體的檢查中可發現, 與殼體其他部位相比, 孔壁明顯薄弱。增壓器渦殼靠水冷卻,而冷卻水質盡管經過處理但不能排除管理者的疏忽, 難免有不合格的水進入(這種情況往往出現在船上水艙壁爛孔或焊縫裂紋造成淡水中海水滲入,老齡船出現這種情況較多),例如海水的滲入。這就加快了殼體的腐蝕程度。隨著船齡的老化,腐蝕量也隨之增加, 壁厚處還尚可應付, 壁薄處就可能開始爛孔。
 
3.增壓器渦殼漏水的對策
一旦發生增壓器渦殼底部爛孔, 出現漏水故障怎么辦? 應根據漏水量的多少以及船舶當時所處的條件和環境的不同采取相應的對策。
(1)適度的漏水量。一旦有水漏入, 由于發動機在正常運轉, 這些水經過 300 e ~ 350 e 排煙的加熱, 立即汽化成水蒸汽, 隨廢氣一并從煙囪排出,只是煙色變白, 對機器不構成危害的。
(2)較多的漏水量。使得漏入的冷卻水在不斷蒸發的過程中還有殘余而落到底部, 并形成一定的水位。在這種情況下, 增壓器后的排煙溫度會大幅度地降低。那么這種情形對渦輪也不會構成太大的威脅。原因如下:廢氣氣流的沖刷與慣性;渦輪的高速旋轉(約10 000RPM ) , 使水不可能接近渦輪, 很自然在 / 水流0 與渦輪之間會形成氣流通道, 是一道隔離墻。
(3)過量的漏水量。對策如下: 

發動機不允許減速時的對策。倘若發現增壓器后的排溫很低, 接近冷卻水的溫度, 說明渦殼內部的水位已經較高,差不多已接近或超過溫度傳感器, 此時必須當機立斷, 像增壓器沖洗的方法一樣, 打開底部的放殘閥放水, 如堵塞應立即疏通。如果船上的淡水存量已不足,這部分殘水也可以回收, 中流入活塞處于氣口以下位置的氣缸內。由于液體否滲入渦輪端的油池, 如果已滲入, 則需更新滑是不可壓縮的,主機一旦起動,就會產生嚴重的油, 防止乳化。

解析增壓器窩殼漏水癥狀原因及對策

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作者:不詳 來源:船管網

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