II. Kes Kegagalan Pengecas Turbo STC
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, sebuah kapal besar telah berada dalam navigasi jangka panjang. Enjin diesel kapal telah mengumpul kira-kira 11,000 jam operasi di bawah keadaan intensiti tinggi.
Enjin pendorong utama ialah enjin diesel empat lejang siri PA6 dengan 16 silinder yang disusun dalam bentuk V pada 60 darjah, menampilkan lubang 280mm dan lejang 290mm. Tekanan letupan satu silinder maksimum ialah Kurang daripada atau sama dengan 14.5MPa, dan suhu ekzos satu silinder maksimum ialah Kurang daripada atau sama dengan 580 darjah . Kelajuan berterusan maksimum ialah 1000r/min, dan kuasa undian ialah 5184kW. Ia dilengkapi dengan pengecas turbo STC.
Disebabkan penggunaan intensiti tinggi yang berpanjangan, pengecas turbo gas ekzos enjin diesel PA6 pada kapal ini kerap mengalami kerosakan, mengakibatkan pelbagai isu seperti kerosakan muncung, kerosakan bilah, kebocoran pengedap minyak dan kehausan galas.
Dua kes tipikal perlu diberi perhatian:
1. Bunyi yang tidak normal secara tiba-tiba berlaku pada pengecas turbo B-row bagi enjin diesel tertentu. Setelah disiasat, didapati sambungan pengembangan sistem ekzos telah tua dan jatuh, menyebabkan serpihan memasuki hujung turbin dan merosakkan cincin muncung.
2. Pada awal pagi, semasa belayar pada kelajuan ekonomi (kelajuan enjin diesel: 660 r/min, nisbah pic kipas padang terkawal: 90%), jurutera bertugas mendengar bunyi "berdengung" yang tidak normal dari pengecas turbo A-row sebuah enjin diesel tertentu semasa pemeriksaan rutin. Pemeriksaan visual mendedahkan pengecas turbo sedikit bergegar, yang semakin intensitinya. Krew kejuruteraan segera mengambil langkah kecemasan, mengurangkan kelajuan sistem kuasa dan memutuskan sambungan pendorong. Semasa proses ini, sedikit bau hangus telah dikeluarkan daripada pengecas turbo. Selepas menutup dan menghidupkan enjin dengan tangan, minyak pelincir didapati bocor dari port pemerhatian bawah pengecas turbo A-row. Pembongkaran dan pemeriksaan seterusnya mendedahkan bahawa cincin kedap minyak telah gagal dan galas gelongsor telah haus, menyebabkan penurunan mendadak dalam tekanan minyak pelincir. Bahagian berikut akan memberi tumpuan kepada menganalisis punca dan mendiagnosis kes kerosakan ini.
III. Analisis Punca Kerosakan Pengecas Turbo STC
1. Bunyi Luar Biasa dari Pengecas Turbo
(1) Bernada tinggi, jeritan nyaring.
Ini disebabkan oleh pengurangan dalam kawasan cincin muncung, pengurangan dalam kawasan aliran peresap, dan peningkatan kelajuan pengecas turbo (overspeed).
(2) Bunyi lonjakan "Berdengung", disertai dengan turun naik yang ketara dalam tekanan rangsangan dan operasi enjin diesel yang tidak stabil.
Ini disebabkan oleh penyumbatan dalam sistem pengambilan, termasuk kekotoran penyejuk udara, laluan masuk, intercooler, kekotoran pemampat, kelegaan injap berkurangan dan pemasaan injap yang salah.
(3) Bunyi "Sssss" dan "Pppp".
Ini disebabkan terutamanya oleh kebocoran udara pada sambungan bebibir antara pengecas turbo dan saluran paip. Di hujung turbin ekzos, terdapat bunyi berdenyut berkelajuan tinggi "Pppp", manakala pada hujung pemampat masukan, terdapat bunyi aliran udara berkelajuan tinggi berterusan "Sssss". Penyebab lain yang mungkin adalah pecah belos.
(4) Bunyi mengikis mekanikal daripada logam, disertai dengan getaran abnormal pengecas turbo.
Ini disebabkan oleh perubahan dalam kelegaan antara galas dan aci (sama ada meningkat atau berkurangan), pengurangan kelegaan antara pendesak dan volut, ubah bentuk pendesak, haus sipi pada jurnal pemutar, haus teruk lengan terapung atau plat tujah, atau gangguan keseimbangan dinamik rotor.
(5) Getaran dan bunyi yang tidak normal yang disebabkan oleh deposit karbon yang teruk dalam turbin atau objek asing yang jatuh ke dalam supercharger, mengakibatkan kerosakan pada bilah dan muncung.
2. Getaran Tidak Normal Pengecas Turbo
Sebagai peranti mekanikal berputar berkelajuan tinggi, punca utama getaran abnormal dalam pengecas turbo termasuk kerosakan pada bahagian berputar, kehilangan keseimbangan dinamik pemutar, dan lonjakan yang teruk. Punca lonjakan telah dianalisis.
(1) Pecah Pisau.
Ini disebabkan terutamanya oleh objek asing atau serpihan daripada gelang omboh atau injap pecah yang memasuki pendesak, beban lampau pengecas turbo, atau resonans bilah akibat frekuensi pengujaan aliran udara luaran yang kuat atau denyutan gas ekzos, yang membawa kepada kerosakan pada pengecas turbo.
(2) Bearing Burnout.
Punca utama termasuk bekalan minyak pelincir yang tidak mencukupi, beban galas yang berlebihan, kerosakan mekanikal yang disebabkan oleh kekotoran yang bercampur ke dalam pasangan geseran, ketidakseimbangan dinamik pemutar, dan ubah bentuk lenturan aci, dll. Faktor-faktor ini menyebabkan pergerakan paksi pemutar, mengakibatkan getaran yang teruk pengecas turbo.
(3) Kehilangan Baki Dinamik Rotor.
Penggunaan jangka panjang tidak dapat dielakkan membawa kepada kehausan bilah, kehausan galas, ubah bentuk aci, dsb., secara semula jadi menyebabkan pemutar kehilangan keseimbangan dinamik.
3. Kebocoran Minyak Turbocharger
Kebocoran minyak pengecas turbo berlaku terutamanya disebabkan oleh vakum yang berlebihan dalam pemampat yang menyebabkan minyak disedut masuk (seperti apabila penapis udara atau pemampat tersumbat), saluran minyak pemulangan tersumbat, bekalan minyak yang berlebihan ke sistem, dan kegagalan pengedap minyak ( seperti kehausan gelang pengedap minyak yang berlebihan atau keanjalan yang tidak mencukupi bagi cincin pengedap minyak). Kebocoran minyak yang teruk boleh menyebabkan pengecas turbo tidak beroperasi secara normal [5].
IV. Diagnosis dan Penghapusan Kes Kerosakan Pengecas Turbo STC
1. Diagnosis Kesalahan dan Proses Pengendalian
Apabila kerosakan berlaku semasa operasi pengecas turbo, langkah kecemasan perlu diambil, analisis kerosakan dijalankan, dan kerosakan segera dihapuskan. Selepas kesalahan dihapuskan, pengesahan yang diperlukan hendaklah dijalankan sebelum ia boleh digunakan semula.
Langkah-langkah berikut perlu dipatuhi:
(1) Hentikan kenderaan jika perlu (sekiranya berlaku kerosakan besar, seperti bunyi yang tidak normal);
(2) Merekod dan memerhati fenomena kerosakan dalam masa nyata;
(3) Cari dengan tepat bahagian yang rosak;
(4) Tentukan punca kerosakan;
(5) Mengesahkan fenomena kerosakan;
(6) Mengambil langkah untuk menghapuskan kesalahan;
(7) Sahkan sama ada kesalahan itu telah dihapuskan.
2. Kaedah Penyelesaian Masalah
Berdasarkan analisis punca dalam Bahagian III, digabungkan dengan bunyi dengung yang tidak normal pada pengecas turbo, lonjakan yang jelas, gegaran teruk, bau terbakar semasa nyahpecutan, dan kebocoran minyak pelincir yang ditemui apabila lubang pemerhatian dibuka selepas ditutup.
Daripada penghakiman di atas, kemungkinan punca kerosakan mungkin adalah kegagalan pengedap minyak, peningkatan dalam jurang antara galas dan aci, ketidakseimbangan rotor menyebabkan pergerakan paksi dan gosokan, yang membawa kepada getaran kuat pengecas turbo. .
Apabila menyelesaikan masalah kerosakan khusus pengecas turbo, analisis awal hendaklah dijalankan terlebih dahulu berdasarkan penampilan, fenomena kerosakan, penggunaan minyak pelincir, kualiti minyak selepas pelinciran, dan parameter operasi enjin diesel. Kemudian, pengecas turbo harus dibongkar, dan semua komponen harus diperiksa.
Langkah-langkah khusus adalah seperti berikut:
(1) Periksa kebocoran minyak di hujung turbin dan sama ada bilahnya rosak.
Gunakan endoskop industri untuk memerhatikan kedap minyak dan keadaan bilah turbin melalui lubang pemeriksaan untuk menentukan sama ada keanjalan cincin kedap minyak adalah baik dan jika ia haus. Tanda kebocoran minyak yang jelas boleh didapati di hujung turbin, dan terdapat kesan kikisan dan haus yang jelas pada bilah turbin dan perumah turbin. Ia boleh ditentukan bahawa pengedap minyak telah gagal.
(2) Periksa sebarang objek asing yang memasuki hujung turbin.
Selepas membuka dan memeriksa manifold masukan dan volut, dan memeriksa cincin turbin dan muncung, didapati bahawa kecuali calar pada pendesak, tidak ada kerosakan pada turbin dan cincin muncung, dan tiada objek asing hadir.
(3) Periksa sama ada kelegaan muat terlalu besar.
Kaedah pengukuran adalah seperti yang ditunjukkan dalam rajah ukuran kelegaan dalam Rajah 3. Piawaian pemeriksaan ialah: kelegaan paksi A: 0.10 - 0.32 mm, kelegaan jejari B: 0.{ {5}}.93 mm. Selepas pengukuran, didapati kelegaan antara galas dan aci telah meningkat, dengan kelegaan jejari B mencapai 0.97 mm, melebihi julat piawai sebanyak 0.04 mm. Terdapat pergerakan jejari aci, menunjukkan bahawa pendesak dan volut bersentuhan dan mengikis.
(4) Buka dan periksa pengecas turbo.
Semasa pembongkaran dan pemeriksaan menyeluruh dan teliti pengecas turbo, juruteknik menjalankan pemeriksaan dan ujian yang teliti dan terperinci ke atas komponen ketepatan dalamannya.
Selepas pembongkaran dan penyiasatan teliti, didapati terdapat tanda haus yang jelas pada pemasangan lengan terapung dan komponen plat tujah di dalam pengecas turbo, yang perlu diganti.
(5) Pelan Pembaikan.
Selepas pemeriksaan dan diagnosis yang teliti, telah ditentukan bahawa set pemasangan perantaraan perlu diganti. Ini adalah cara yang paling langsung dan berkesan untuk menghapuskan kesalahan semasa.
Selepas penggantian selesai, pemasangan semula dan ujian yang komprehensif akan dijalankan untuk memastikan semua komponen dipasang dengan betul dan sistem beroperasi dengan stabil.
Selepas ujian dijalankan, prestasi adalah baik, dan kesalahan itu berjaya dihapuskan.
V. Langkah dan Langkah Pencegahan
1. Selenggara dan Servis Pengecas Turbo dengan ketat mengikut Peraturan
Berdasarkan pengalaman pemasangan praktikal dalam beberapa tahun kebelakangan ini, perkara berikut harus diberi perhatian:
Pertama, elemen penapis penapis halus pengecas turbo hendaklah diganti secara kerap (setiap 100 jam) untuk memastikan aliran minyak tidak terhalang dan minyak pelincir bersih.
Kedua, pengedap minyak di hujung turbin dan keadaan kerja bilah turbin hendaklah diperiksa secara berkala menggunakan endoskop industri.
Ketiga, paip beralun di hujung salur masuk gas turbin hendaklah selalu dibongkar untuk memeriksa sebarang serpihan logam di salur masuk turbin dan sebarang calar atau kerosakan pada cincin muncung. Putar turbin secara manual untuk memeriksa sebarang bunyi atau gosokan yang tidak normal.
2. Lakukan Kerja yang Baik dalam Pengendalian dan Pengurusan Pengecas Turbo
Pertama, pantau status kerja pengecas turbo dalam masa nyata, memberi perhatian khusus kepada perubahan dalam kelajuan pengecas turbo, tekanan rangsangan, tekanan minyak pelincir, suhu masuk turbin, suhu penyejukan dan suhu minyak pelincir, terutamanya tekanan masuk minyak pelincir pengecas turbo A (B).
Dari perspektif reka bentuk peralatan, penggera hanya akan berlaku apabila tekanan minyak pelincir adalah Kurang daripada atau sama dengan {{0}}.03 MPa. Walau bagaimanapun, dalam penggunaan sebenar, didapati bahawa selagi tekanan minyak pelincir adalah Kurang daripada atau sama dengan 0.07 MPa dan menunjukkan arah aliran menurun, mesin harus segera ditutup; jika tidak, bekalan minyak yang tidak mencukupi boleh menyebabkan galas pengecas turbo terbakar, atau malah menyebabkan keseluruhan pengecas turbo terhapus.
Kedua, apabila pengecas turbo sedang beroperasi, kuatkan pemeriksaan visual penampilannya, nilai sama ada operasi itu stabil, dan dengar dengan teliti bunyi operasinya. Jika bilah patah atau turbin berkarbonat serius, bunyi yang tidak normal akan berlaku.
Apabila bunyi getaran yang tidak normal atau bau hangus dikesan daripada pengecas turbo, enjin hendaklah segera dimatikan dan pengecas turbo dikeluarkan. Gunakan endoskop industri untuk memeriksa melalui lubang pemerhatian sama ada pengedap minyak, bilah turbin, dll. adalah normal.
Jika kebocoran minyak dari pengedap minyak atau kerosakan pada bilah turbin ditemui, enjin utama mesti dimatikan daripada perkhidmatan untuk pengendalian, dan kemudian dibaiki dan diuji berdasarkan puncanya. Jika komponen teras seperti galas dan rotor rosak, ia mesti dihantar kepada pengilang asal untuk dibaiki mengikut peraturan dan menjalani ujian keseimbangan dinamik. Ia dilarang sama sekali untuk memasang semula pengecas turbo tanpa menjalankan ujian keseimbangan dinamik.
3. Memantapkan Pengurusan Operasi Enjin Diesel
Pembakaran yang lemah, suhu ekzos yang terlalu tinggi, kerosakan suntikan bahan api, penyejukan yang tidak mencukupi, perubahan beban yang cepat, dan pengendalian enjin diesel yang tidak betul semuanya boleh menjejaskan kualiti pelepasan ekzos, termasuk suhu ekzos, tekanan dan kadar aliran.
Parameter ini adalah penting untuk kualiti operasi pengecas turbo gas ekzos.
Sebagai contoh, apabila beban pada enjin diesel meningkat, suhu ekzos dan kadar aliran juga meningkat, menyebabkan kelajuan turbin meningkat dan tekanan pengambilan meningkat; pecutan dan nyahpecutan yang kerap atau perubahan beban yang cepat boleh menyebabkan operasi pengecas turbo yang tidak stabil dengan kelajuannya berubah-ubah; masalah dalam sistem bahan api, sistem pengambilan dan ekzos, atau sistem penyejukan mungkin merosot persekitaran kerja di hujung turbin pengecas turbo, mengakibatkan suhu pengambilan yang terlalu tinggi pada hujung turbin dan mengurangkan jangka hayat pengecas turbo.
Oleh itu, adalah perlu untuk meningkatkan pengurusan operasi dan penyelenggaraan enjin diesel pendorong marin untuk mengekalkan keadaan operasi yang baik dan kualiti pembakaran, memastikan operasi yang boleh dipercayai, lebih sepadan dengan keperluan operasi pengecas turbo, dan juga mengendalikan enjin utama dengan munasabah.