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电喷高压油泵端盖连续两次裂纹事故分析

 毋忘在莒 2022-09-25 发布于江苏

1、 新造船,MAN 电喷主机的安装、测试由厂方专业人员完成,在试航过程中未发现异常。

2、6月26号下水营运,7月9号(该端盖使用了233.3h),船舶在长江机动航行,主机漏油警报报警,自动降速。为保证航行安全,屏蔽报警,坚持航行。出长江水道后抵达开阔水域,海况良好,7月10号约30小时后渗漏变大,漂航拆检、修理。更换出厂随船备件后恢复航行。拆下端盖发现密封面上两处凹痕,端盖径向有对称裂纹出现,图片如下:

3、7月10号质保后厂家于31号供船一套端盖、柱塞已及附件。

4、9月6号(该端盖使用了692h)早0300发现该高压油泵端盖处有微小油雾出现,0400开始渗油,而且渗漏速度越来越快。0900约6个小时漏泄过大,漂航更换厂家提供的备件。拆下端盖发现缸套体上端左右方向有深划痕,端盖外部较大裂纹,内部发现两条大的裂纹,都是从油孔开始沿圆周向发展。见下图:

一个部件的寿命不仅仅取决于它的材质、设计、制造、工艺,还与备件的运输、保存、安装和使用有一定关系:

材质、设计、工艺我们无从核查质疑,毕竟是资深老牌重工。下面主要从其他方面分析一下:

一、制造上我们只能从备件的表面加工精度、钻孔的处理、倒角的做工做简单的评估(见上图)。

二、备件的运输可能存在搬运粗暴,因此在投运前做好防护是必要的。该端盖套深165mm,柱塞高175mm,装入后有10mm的自由活动量(见下图1)。因此在柱塞顶部放入防撞垫是十分必要的,并做良好固定。7月31日厂家供船的备件柱塞顶部缺失一块(见下图2),不排除是运输过程中撞击导致的。

三、备件的保存:必须涂有可靠的防腐层,以利于长时间的存放,保证备件的良好性能。

四、备件的安装:安装前做仔细的检查、吹清,轻油清洗,保证没有加工杂质或异物。安装时严格按照说明书要求的对角紧固顺序,规定力矩380Nm。

五、使用中注意避免产生大的热应力和机械力破坏。我轮自出厂后主机一直使用180#燃油,没有进行过更换轻油。排除额外的热应力破坏。运行中经常检查没有发现异常震动、声响,排除额外外力影响。该缸爆压、排温、冷却水温度正常,该高压油泵监控参数、行程正常,见下图:

该端盖的工作环境分析:

一、端盖承受380Nm的螺栓预紧力。

二、燃油波动压力:高压燃油促动泵动力油压225Bar,将8Bar左右的燃油加压至420  ˉ50/+20 Bar喷油器开启压力。端盖要承受每分钟35次8Bar------420Bar左右的压力波动冲击。这个冲击力是对端盖最大的破坏力,因此端盖的耐冲击性是关系端盖寿命的根本。

三、热应力:正常使用中燃油120℃左右,导致端盖不可避免的温度差;以及主机在轻重油转换过程中的温度变化导致的温度差,虽然要严格控制在每分钟2-3℃的温度变化,但也会产生热应力。尤其是在应力集中部位,像油孔、倒角等等的加工质量就十分关键。

    综上所述,根据两次端盖裂纹情况分析,个人认为是端盖加工质量、倒角问题导致的,加之在热应力和波动燃油压力交替作用下使端盖出现裂纹损坏。

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