见习论文12SGT天然气发动机气缸套穴蚀成因分析及预防措施(可编辑) .doc
《见习论文12SGT天然气发动机气缸套穴蚀成因分析及预防措施(可编辑) .doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《见习论文12SGT天然气发动机气缸套穴蚀成因分析及预防措施(可编辑) .doc(10页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、见习论文12SGT天然气发动机气缸套穴蚀成因分析及预防措施 12SGT天然气发动机气缸套穴蚀成因分析及预防措施目 录1 研究12SGT天然气发动机气缸套穴蚀的目的和意义22 12SGT天然气发动机气缸套穴蚀的部位及特征33 12SGT天然气发动机气缸套穴蚀成因分析53.1 气缸套振动变形引起的空泡穴蚀5 微观角度分析振动产生穴蚀的过程5 力学角度分析振动产生穴蚀的过程6 产生穴蚀的内因分析83.2 冷却系统造成的空泡穴蚀8 冷却水中固有气泡的影响8 冷却水的空间及空间变化造成的穴蚀9 冷却水温度低造成的穴蚀9 冷却水质差造成穴蚀9 空气蒸汽阀开度太小的影响93.3 电化侵蚀104 结论和预防措
2、施11参考文献1212SGT天然气发动机气缸套穴蚀成因分析及预防措施摘要:本文从分析12SGT天然气发动机气缸套穴蚀的现象和特征入手,阐述了振动和冷却系统产生的空泡穴蚀和电化学腐蚀是造成气缸套穴蚀的原因,并从力学角度进一步分析了振动产生空泡穴蚀的全过程。并针对上述原因提出了通过减小振动、控制改善冷却系统和用洁净冷却水等方法来提高抗穴蚀的能力。关键词:气缸套 穴蚀 空泡穴蚀 电化腐蚀 预防措施1 研究12SGT天然气发动机气缸套穴蚀的目的和意义穴蚀是指零件与液体接触并有相对运动条件下,零件表面材料发生的剥落现象。发动机气缸套穴蚀主要是在气缸套外表面和缸体内表面浸水的某些部位,由于受到机械振动、电
3、化作用、应力作用等影响而使气缸套和缸体局部区域出现聚集的蜂窝状孔穴群1 2。此次12SGT天然气发动机气缸套穴蚀造成的损失较严重,为了防止其再次发生,下面将分析研究气缸套穴蚀的目的和意义介绍如下。一方面,气缸套穴蚀会造成设备损坏,影响发动机的使用寿命,造成生产维修的成本投入和经济损失。倘若缸套穴蚀较严重,一旦造成穿孔,冷却液就会穿过缸套进入曲轴箱,使润滑油的润滑性能恶化,轻则拉缸,重则曲轴抱瓦,还有可能造成缸套断裂,发生特大事故。此次12SGT天然气发动机4#机组气缸套穴蚀直接造成价值12余万元的进口缸套全部报废,而更换国产缸套又花费3.6万元,其更换缸套的维修工时和辅件、辅料等间接费用还未计
4、入。另一方面,随着现代工业和现代交通运输业的迅猛发展,内燃机向高速度、高平均压力以及高效节能方向发展,因此,发动机对气缸套强化指标大幅度提高,使缸壁承受的气体和机械冲击力加剧,这也使成因复杂、由来已久的气缸套穴蚀现象成为越来越突出的问题6。12SGT天然气发动机4#机组气缸套穴蚀,共造成12个缸套全部穴蚀及发动机机体部分穴蚀,而且穴蚀程度很严重,并且在以往检修和后来的2#机检修中都出现穴蚀现象,因此,从高效节能角度出发,进行气缸套穴蚀成因分析及提出合理的控制措施,对于发动机的使用维护和生产实际都有重要意义。2 12SGT天然气发动机气缸套穴蚀的部位及特征12SGT天然气发动机气缸套是采用湿室机
5、构,气缸套散热和传热部分的外圆直接与冷却水介质接触。发动机从投产到运行至13700小时后,进行中修时,发现发动机的12个气缸套全部都产生了严重穴蚀,穴蚀示意图如图2.1所示。穴蚀主要集中在主、次推力面一侧的气缸套的中上部和对应缸体的中上部;气缸套的封水圈上缘和相对应的缸体配合密封处等,12SGT天然气发动机气缸套穴蚀形式见表2.1。表2.1 12SGT天然气发动机气缸套穴蚀形式穴蚀部位 穴蚀现象连杆摆动平面内的两侧外壁 带状深孔群,其中活塞主推力两侧很严重封水圈上缘及上部配合突肩处 条带状或蜂窝状孔洞连杆摆动平面对应缸体中上部 圆片状凹坑,其中左1右1缸穴蚀较严重缸体支承面下部配合密封处 蠕虫
6、形、条沟状凹坑图2.1 气缸套穴蚀示意图在气缸套外壁穴蚀处,形成的穴孔十分密集、大都是长约120mm140mm、宽约30mm40mm的穴蚀带。穴蚀深度一般都大于1mm,12个气缸套中最深的一个穴坑深达11.1mm,每个气缸套穴蚀的最深深度都有在6mm以上的,其中有五个气缸套的最深穴孔深已经超过气缸套壁厚的一半。气缸套数据及穴蚀部分情况见表2.29。表2.2 气缸套数据及穴蚀部分具体情况气缸套的壁厚内径长度 14.50mm、254.15mm、574.50mm穴蚀深度最深的气缸套 左4缸,深度11.1mm穴蚀区域最多的气缸套 左1左2右3右4缸均有四处,分布于连杆摆动平面内的两侧外壁封水圈上缘及上
7、部配合突肩处,其余各缸有23处穴蚀区域穴蚀最严重的气缸套 左1左4左6右4缸,呈线状、椭圆状及点状分布从拆卸下的气缸套可以发现穴蚀带大都是不规则形状的坑穴,在连杆摆动平面内的两侧外壁中上部,穴蚀孔由深到浅向周围扩散,并不存在腐蚀痕迹和产物,表面较为洁净,穴蚀部位颜色呈深蓝色并半有过热现象,与周围其它部位相比显露出较少的铁锈和杂质。3 12SGT天然气发动机气缸套穴蚀成因分析通过分析12SGT天然气发动机气缸套穴蚀的现象和特征,并结合实际生产的经验,得出造成12SGT天然气发动机气缸套穴蚀的原因主要可归结为振动和冷却系统产生的空泡穴蚀和电化学腐蚀。3.1 气缸套振动变形引起的空泡穴蚀由于12SG
8、T天然气发动机气缸套穴蚀主要发生在连杆摆动平面内的两侧气缸套外壁的中上部,每个缸套的该部位都是穴蚀最严重的,此处正是在气缸套上止点附近,燃烧刚刚开始,振动最为强烈,因而振动是造成气缸套穴蚀严重的原因之一。 微观角度分析振动产生穴蚀的过程从微观压力波机理分析来看,液体 冷却水 因所接触的金属固体 气缸套 振动而产生一种压力波。由于金属有一定的弹性,当发动机在运转时,燃料燃烧爆发对活塞产生较高压力,而活塞往复运动变向时的冲击,使气缸套受到活塞周期性交变侧压力,气缸套就会向外产生弹性变形,从而挤压缸外冷却水,使水压局部升高,当活塞的侧压力再发生交变时,气缸套恢复弹性变形,并会向相反方向产生一定的弹性
9、变形,缸外冷却水压力局部迅速变小,冷却水受到拉伸,水的连续性遭到破坏。当气缸套变形幅度大于某一临界值时,水膜很难附于气缸套外壁,而被弹出表面,产生真空气泡。同时当冷却水温较高时,水膜也容易受热汽化爆炸,产生气泡。再者水的内聚力小于附着力,当气缸套振动时,紧贴气缸套外壁的水层离开,但仍有薄水膜附着在气缸套外壁上,在水膜与水层之间形成真空。在拉伸过程中,气泡周围的压力低于某一数值时,气泡将会膨胀,发生破裂。同时,当活塞的交变正压力再次到来时,冷却水又被挤压,此时刚刚产生的真空气泡被作用了一个较大的压力,真空气泡破灭,产生极大的压力脉冲和高温。压力脉冲使水和气泡产生极小的高压喷水气流,并释放热量,产
10、生极小高温区。喷水气流的尺寸极小,但是它能以高达170/的速度冲击气缸套表面,能量作用在气缸套的局部,对气缸套表面产生较大的冲击应力 高压脉冲 ,虽然受撞区域小,但气泡在发动机中却以每秒数百万的速度破裂。随着这些大量、反复的高温、高压应力作用,当高温、高压产生的冲击克服金属基体组织间的作用力时,使金属发生疲劳,形成微粒冲蚀,宏观表现为穴蚀3 4 5。 力学角度分析振动产生穴蚀的过程a、真空泡的产生与溃灭 发动机工作时,缸内燃气压力随曲轴转角而变化,气缸套在活塞侧压力作用下发生高频振动,冷却水压力随之变化,当气缸套以加速度向内振动时(如图3.1),与壁接触的一个断面积为、长为的水柱在水压力作用下
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 见习论文12SGT天然气发动机气缸套穴蚀成因分析及预防措施可编辑 见习 论文 12 SGT 天然气 发动机 气缸套 成因 分析 预防措施 编辑
链接地址:https://www.31ppt.com/p-2931571.html