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解析增压器窝壳漏水症状原因及对策

时间:2018/4/16 17:22:03 点击:

  内容提示:柴油机增压器漏水是一个令人棘手的问题,它对于船舶的安全关系重大。这种故障的发生率尽管不太高,然而一旦出现,就会使管理人员因缺乏经验而措手不及,产生较大的危害。本文就针对这一问题着重阐述故障发生的原因、规律及其对策,与感兴趣的同行们探讨。...
柴油机增压器漏水是一个令人棘手的问题,它对于船舶的安全关系重大。这种故障的发生率尽管不太高,然而一旦出现,就会使管理人员因缺乏经验而措手不及,产生较大的危害。本文就针对这一问题着重阐述故障发生的原因、规律及其对策,与感兴趣的同行们探讨。
1 增压器涡壳漏水的症状 
增压器壳体漏水的症状比较明显,也较容易判断。一般说来,它从以下几个方面显现:
(1)缸套水膨胀水箱补水量明显增大。轮机管理的经验告诉我们,在所有发动机的冷却水中,活塞水的消耗量相对大一些,因而当值人员要经常去补一些,但缸套水的耗量较前者应明显少。所以,一旦发觉缸套冷却水的消耗量突增,并有愈演愈烈之势时,这就是一个明显的信号。在确认了缸套、缸盖是否有裂纹,系统外围是否有泄漏之后,就能判定增压器是否有问题。
(2)烟囱冒白烟。众所周知,大功率发动机增压器前后的温度一般都在300e ~ 450e之间。因而,当壳体漏水时,进入烟腔的冷却水会立即被烟气加温,化成蒸汽而蒸发。烟气和蒸汽的联烟,就决定了烟气色度的白状。 
(3)增压器后排温会降低。漏入的冷却水一方面随着烟气的加热, 而不断蒸发, 同时对高温废气进行冷却。可以这样说,冷却水漏入量不同, 其烟气的温度下降量也不同。在严重的情况下,可以低到接近冷却水温度。因为, 随着压力水的不断冲刷, 烂孔或砂眼会越来越大,使漏水量直线上升,当烟气的不断加温与水的相继蒸发达到饱和状态后,烟、水汽的混合体会不断地分离出水珠并且下跌,或者极端地说,过量的水部分来不及蒸发,  就会导致出气壳内部烟腔室的积水不断上升,  以达到新的平衡为止。增压器后的排烟温度传感器一般装在靠近增压器处的排烟管上,所以水位达到这一界限是完全可能的。如某轮 NO2 增压器发生漏水以后,  其后排温以3103e / 时的速率下降,  即由100e 骤降到 75e , 而此时对应的冷却水温是65e,发动机一停车,还会出现残水漏入排气筒的现象。
(4)残水漏入排气筒。发动机停车之后,  增压器涡轮亦会停转,  积聚在出气壳腔内的残水会越过涡轮从进气壳流出泻入排烟筒内,甚至当水位高到气口上边缘以下的气缸内, 气缸很容易成为水缸。一定程度,水会从排气口很容易地流入活塞处于扫图1显示了水流动的途径。
(5)涡轮端油池入水。积聚在出气壳内的残水不仅会越过涡轮经进气壳往下流入排烟筒内, 更严重的是会穿过涡轮端密封带与壳体进入密封轴瓦与轴的缝隙流入油池, 使油乳化变质。常规说来,水是较难经过这些密封地带的,尤其是增压器处于动态的情况下。因为其一, 动态情况下高速旋转的转子会使密封性能极大改善; 其二, 烟经过气封与油经过油封的流向是相反的。但是当增压器处于静止状态时情形就发生变化了。一是静态的转轴密封能力大大下降; 二是长期工作以后, 气封和油封的密封能力会有所下降; 三是残水水位高于油池形成的压差使水流入油池。
 
2 增压器涡壳漏水的规律和原因
增压器涡壳漏水有它独特的规律可寻。根据对某轮两次增压器涡壳漏水的修理经验和众多的厂家对此类工程修理的记录, 不难发现漏水部位一般都在出气壳 Gas outlet casing 60。发生在进气壳 Gas in-let casing 50 的可能性较小。漏水位置处于气壳壳体底部周围, 在底部从烟腔经水腔通外围的柱体壁上 ( 有的增压器为安装方便起见, 底部两侧都设计有这种柱形孔体, 若一个接放残阀, 则另一个底部用闷盖闷死作备用)。漏水故障为何偏偏会发生在这个位置? 原因有以下几个方面: 
(1)浇涛工艺不完善易形成砂眼。制作一个铸铁的浇铸件, 困难是突变处、R 角处的铸造工艺问题。复杂的形状、庞大的体积, 处处的厚薄不均就难以排除浇铸体在其冷却的过程中由于收缩程度的不同而形成砂眼。表面的砂眼可以察觉, 内部的砂孔就较难察觉, 这就给日后涡轮的使用留下了隐患。当冷却水对壳体的腐蚀发展到一定程度时, 就会形成漏水的通路。 
(2)低温腐蚀。现代发动机为了经济高效, 燃用高秒数燃油。一般来说, 秒数愈高, 燃油的质量愈差,硫的含量也相应提高。增压器在运转过程中,废气从进气壳进入涡轮作功后经出气壳排出。燃烧的残留物烟灰,会落入这些孔内。有经验的轮机员都知道,在冲洗增压器前最好将这个孔的灰垢除掉,彻底疏通。由于烟灰积存在柱体孔内壁(通烟腔)而柱体外部则是冷却水空间,所以温差很大。过大的温差极容易使废气中的水蒸汽到达露点, 使灰垢变湿变软。这样, 这些燃烧过后的酸性产物, 特别是硫的氧化物如 SO2 或 SO3 冷凝后遇水生成亚硫酸, 对这个部位构成低温酸性腐蚀。 
(3)涡流的影响。为了使水流形成一定的流向, 取得良好的均衡的冷却效果, 设计时将进水通路作了相应的限制。从结构上可以清楚地看出,冷却水进口管法兰用紧固螺丝固定在大道门上, 道门内侧的中间装有一个/ K0 形的流道隔板。显然,流入的压力水将随着隔板的导向先往上, 然后, 部分水流会由于重力作用下落。由于隔板对注入水流的阻挡, 使水流产生撞击产生一定量的水泡, 而这些水泡一旦进入上述的 / 柱孔0 外围, 由于这里的水流动缓慢, 静压力相对高些,从而使得水泡被挤碎。这种周而复始的重复运动就使这个区域产生 / 气蚀现象0 而受到腐蚀。 
(4)柱孔壁过薄。在打开道门对壳体的检查中可发现, 与壳体其他部位相比, 孔壁明显薄弱。增压器涡壳靠水冷却,而冷却水质尽管经过处理但不能排除管理者的疏忽, 难免有不合格的水进入(这种情况往往出现在船上水舱壁烂孔或焊缝裂纹造成淡水中海水渗入,老龄船出现这种情况较多),例如海水的渗入。这就加快了壳体的腐蚀程度。随着船龄的老化,腐蚀量也随之增加, 壁厚处还尚可应付, 壁薄处就可能开始烂孔。
 
3.增压器涡壳漏水的对策
一旦发生增压器涡壳底部烂孔, 出现漏水故障怎么办? 应根据漏水量的多少以及船舶当时所处的条件和环境的不同采取相应的对策。
(1)适度的漏水量。一旦有水漏入, 由于发动机在正常运转, 这些水经过 300 e ~ 350 e 排烟的加热, 立即汽化成水蒸汽, 随废气一并从烟囱排出,只是烟色变白, 对机器不构成危害的。
(2)较多的漏水量。使得漏入的冷却水在不断蒸发的过程中还有残余而落到底部, 并形成一定的水位。在这种情况下, 增压器后的排烟温度会大幅度地降低。那么这种情形对涡轮也不会构成太大的威胁。原因如下:废气气流的冲刷与惯性;涡轮的高速旋转(约10 000RPM ) , 使水不可能接近涡轮, 很自然在 / 水流0 与涡轮之间会形成气流通道, 是一道隔离墙。
(3)过量的漏水量。对策如下: 

发动机不允许减速时的对策。倘若发现增压器后的排温很低, 接近冷却水的温度, 说明涡壳内部的水位已经较高,差不多已接近或超过温度传感器, 此时必须当机立断, 像增压器冲洗的方法一样, 打开底部的放残阀放水, 如堵塞应立即疏通。如果船上的淡水存量已不足,这部分残水也可以回收, 中流入活塞处于气口以下位置的气缸内。由于液体否渗入涡轮端的油池, 如果已渗入, 则需更新滑是不可压缩的,主机一旦起动,就会产生严重的油, 防止乳化。

解析增压器窝壳漏水症状原因及对策

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作者:不详 来源:船管网

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