II. מקרי כשל במגדש טורבו STC
בשנים האחרונות ספינה גדולה נמצאת בניווט ארוך טווח. מנוע הדיזל של הספינה צבר כ-11,000 שעות פעילות בתנאים בעצימות גבוהה.
מנוע ההנעה העיקרי הוא מנוע דיזל ארבע פעימות מסדרת PA6 עם 16 צילינדרים המסודרים בצורת V ב-60 מעלות, הכוללים קדח של 280 מ"מ ומהלך של 290 מ"מ. לחץ הפיצוץ המרבי של צילינדר בודד הוא פחות או שווה ל-14.5MPa, וטמפרטורת הפליטה המקסימלית של צילינדר בודד היא פחות או שווה ל-580 מעלות. המהירות הרציפה המקסימלית היא 1000r/min, וההספק הנקוב הוא 5184kW. הוא מצויד במגדש טורבו STC.
עקב שימוש ממושך בעוצמה גבוהה, מגדש הטורבו של גז הפליטה של מנוע הדיזל PA6 בכלי זה התקלקל לעתים קרובות, וכתוצאה מכך בעיות שונות כגון נזק לזרבובית, נזק ללהבים, דליפת אטם שמן ובלאי מסבים.
שני מקרים אופייניים במיוחד ראויים לציון:
1. רעש חריג פתאומי התרחש במגדש טורבו B של מנוע דיזל מסוים. בחקירה התברר כי מפרק ההתפשטות של מערכת הפליטה הזדקן ונפל, מה שגרם לשברים לחדור לקצה הטורבינה ולפגוע בטבעת הזרבובית.
2. מוקדם בבוקר אחד, תוך כדי הפלגה במהירות חסכונית (מהירות מנוע דיזל: 660 סל"ד, יחס גובה מדחף ניתן לשליטה: 90%), שמע המהנדס התורן צליל "זמזום" חריג ממגדש טורבו A-שורה של א. מנוע דיזל מסוים במהלך בדיקה שגרתית. בדיקה ויזואלית גילתה רעד קל של מגדש הטורבו, שהלך וגבר בעוצמתו. צוות ההנדסה נקט מיד באמצעי חירום, הפחתת מהירות מערכת החשמל וניתק את ההנעה. במהלך תהליך זה, ריח שרוף קל נפלט ממגדש הטורבו. לאחר כיבוי וסיבוב המנוע ביד, נמצא שמן סיכה דולף מנמל התצפית התחתון של מגדש הטורבו בשורה A. פירוק ובדיקה לאחר מכן העלו כי טבעת אטם השמן נכשלה והמיסב ההזזה היה שחוק, מה שהוביל לירידה פתאומית בלחץ שמן הסיכה. הסעיף הבא יתמקד בניתוח הגורמים ובאבחון מקרה תקלה זה.
III. ניתוח של סיבות התקלה של מגדש טורבו STC
1. רעשים חריגים ממגדש הטורבו
(1) צרחות צווחניות בקול גבוה.
הדבר נגרם על ידי הפחתה באזור טבעת הזרבובית, ירידה באזור זרימת המפזר, ועלייה במהירות מגדש הטורבו (מהירות יתר).
(2) צליל "זמזום" גולש, מלווה בתנודות משמעותיות בלחץ הדחף ובפעולה לא יציבה של מנוע הדיזל.
הדבר נגרם על ידי חסימות במערכת היניקה, לרבות עיקול מצנן האוויר, מעבר יניקה, מצנן ביניים, עיקול מדחס, מרווח שסתומים מופחת ותזמון שסתומים שגוי.
(3) "Sssss" ו-"Pppp" נשמעים.
אלה נובעים בעיקר מדליפת אוויר בחיבורי האוגן בין מגדש הטורבו לצנרת. בקצה טורבינת הפליטה נשמע צליל פועם במהירות גבוהה "Pppp", בעוד שבקצה מדחס היניקה נשמע צליל "Sssss" מתמשך של זרימת אוויר במהירות גבוהה. סיבה אפשרית נוספת היא קרע של המפוח.
(4) קולות גרידה מכניים ממתכת, מלווים ברטט חריג של מגדש הטורבו.
זה נגרם על ידי שינויים במרווח בין המיסב לציר (עלייה או ירידה), מרווח מופחת בין האימפלר לבין הנדנדה, דפורמציה של האימפלר, בלאי אקסצנטרי על ציר הרוטור, בלאי חמור של השרוול הצף או לוחית הדחף, או הפרעה באיזון הדינמי של הרוטור.
(5) רעידות ורעש חריגים הנגרמים עקב משקעי פחמן חמורים בטורבינה או חפצים זרים הנופלים למגדש העל, וכתוצאה מכך נזק ללהבים ולחרירים.
2. רטט חריג של מגדש הטורבו
כמכשיר מכני מסתובב במהירות גבוהה, הגורמים העיקריים לרטט חריג במגדש הטורבו כוללים נזק לחלקים מסתובבים, אובדן איזון דינמי של הרוטור ונחשול חמור. הסיבה לעלייה כבר נותחה.
(1) שבירת להב.
הדבר נגרם בעיקר על ידי עצמים זרים או שברים מטבעות בוכנה שבורות או שסתומים הנכנסים לאימפלר, עומס יתר של מגדש הטורבו, או תהודה של הלהבים עקב תדירות עירור חיצונית חזקה של זרימת אוויר או פעימות גז פליטה, מה שמוביל לנזק של מגדש הטורבו.
(2) שחיקת מסבים.
הסיבות העיקריות כוללות אספקת שמן סיכה לא מספקת, עומס מיסבים מופרז, נזק מכני הנגרם על ידי זיהומים מעורבים בזוג החיכוך, חוסר איזון דינמי של הרוטור, ועיוות כיפוף הציר וכו'. גורמים אלו גורמים לתנועה צירית של הרוטור, וכתוצאה מכך רטט חמור של הרוטור מַגְדֵשׁ טוּרבּוֹ.
(3) אובדן איזון דינמי של הרוטור.
שימוש ארוך טווח מוביל בהכרח לשחיקה של הלהבים, בלאי מסבים, דפורמציה של גל וכו', מה שגורם באופן טבעי לרוטור לאבד איזון דינמי.
3. דליפת שמן מגדש טורבו
דליפת שמן מגדש טורבו מתרחשת בעיקר עקב ואקום מוגזם במדחס הגורם לשאיבת שמן פנימה (כגון כאשר מסנן האוויר או המדחס סתומים), קווי שמן חוזרים חסומים, אספקת שמן מוגזמת למערכת וכשל באטם השמן ( כגון בלאי יתר של טבעת אטם השמן או גמישות לא מספקת של טבעת אטם השמן). דליפת שמן חמורה עלולה להוביל לכך שמגדש הטורבו לא יפעל כרגיל [5].
IV. אבחון וחיסול מקרי תקלות במגדש טורבו STC
1. תהליך אבחון וטיפול בתקלות
כאשר מתרחשת תקלה במהלך פעולת מגדש הטורבו, יש לנקוט באמצעי חירום, לערוך ניתוח תקלות ולבטל את התקלה מיידית. לאחר ביטול התקלה, יש לבצע אימות הכרחי לפני שניתן יהיה להחזירה לשימוש.
יש להקפיד על השלבים הבאים:
(1) עצור את הרכב במידת הצורך (במקרה של תקלות גדולות, כגון רעשים חריגים);
(2) להקליט ולצפות בתופעות התקלה בזמן אמת;
(3) אתר במדויק את החלק הפגום;
(4) לקבוע את סיבת התקלה;
(5) אשר את תופעות התקלה;
(6) לנקוט באמצעים לביטול התקלה;
(7) ודא אם התקלה בוטלה.
2. שיטות פתרון בעיות
בהתבסס על ניתוח הגורמים בסעיף III, בשילוב עם צליל זמזום חריג של מגדש הטורבו, גלים ברורים, רעידות עזות, ריח של שריפה בזמן האטה, וזליגת שמן סיכה שנמצאה כאשר חור התצפית נפתח לאחר הכיבוי.
משיקול הדעת לעיל, הגורמים האפשריים לתקלה עשויים להיות כשל באטם השמן, הגדלת הרווח בין המיסב לציר, חוסר איזון של הרוטור הגורם לתנועה צירית ושפשוף, המוביל לרטט חזק של מגדש הטורבו. .
בעת פתרון תקלות ספציפיות של מגדש הטורבו, יש לבצע תחילה ניתוח ראשוני על סמך המראה, תופעות התקלות, צריכת שמן סיכה, איכות השמן לאחר סיכה ופרמטרי פעולת מנוע הדיזל. לאחר מכן, יש לפרק את מגדש הטורבו, ולבדוק את כל הרכיבים.
השלבים הספציפיים הם כדלקמן:
(1) בדוק אם יש נזילת שמן בקצה הטורבינה והאם הלהבים פגומים.
השתמש באנדוסקופ תעשייתי כדי לראות את חותם השמן ואת מצב להבי הטורבינה דרך חור הבדיקה כדי לקבוע אם האלסטיות של טבעת איטום השמן טובה ואם היא שחוקה. ניתן למצוא סימני דליפת שמן ברורים בקצה הטורבינה, ויש סימני גרידה ובלאי ברורים על להבי הטורבינה ועל בית הטורבינה. ניתן לקבוע שאטם השמן נכשל.
(2) בדוק אם יש חפצים זרים הנכנסים לקצה הטורבינה.
לאחר פירוק ובדיקה של סעפת היניקה והפתח, ובדיקת טבעת הטורבינה והזרבובית, נמצא כי למעט שריטות על האימפלר, לא נגרם נזק לטורבינה ולטבעת הזרבובית ולא היו חפצים זרים.
(3) בדוק אם מרווח ההתאמה גדול מדי.
שיטת המדידה היא כפי שמוצג בתרשים מדידת המרווח באיור 3. תקני הבדיקה הם: מרווח צירי A: 0.10 - 0.32 מ"מ, מרווח רדיאלי B: 0.{ {5}}.93 מ"מ. לאחר המדידה, נמצא שהמרווח בין המיסב לציר גדל, כאשר המרווח הרדיאלי B מגיע ל-0.97 מ"מ, חורג מהטווח הסטנדרטי ב-0.04 מ"מ. ישנה תנועה רדיאלית של הציר, המעידה על כך שהאימפלר והוולוט נמצאים במגע ומגרדים.
(4) פרק ובדוק את מגדש הטורבו.
במהלך הפירוק והבדיקה המקיפים והיסודיים של מגדש הטורבו, ערכו הטכנאים בדיקות ובדיקות קפדניות ומפורטות על רכיבי הדיוק הפנימיים שלו.
לאחר פירוק ובדיקה מדוקדקת, נמצא כי ישנם סימני בלאי ברורים במכלול השרוול הצף ורכיבי לוחית הדחף בתוך מגדש הטורבו, אותם יש להחליף.
(5) תוכנית תיקון.
לאחר בדיקה ואבחון מעמיקים, נקבע כי יש להחליף את סט מכלול הביניים. זוהי הדרך הישירה והיעילה ביותר לביטול התקלה הנוכחית.
לאחר השלמת ההחלפה, תתבצע התקנה מחדש והרצת בדיקה מקיפה על מנת לוודא שכל הרכיבים מותקנים כהלכה והמערכת פועלת ביציבות.
לאחר ריצת המבחן, הביצועים היו טובים, והתקלה בוטלה בהצלחה.
V. אמצעי נגד ואמצעי מניעה
1. תחזוק ותחזק את מגדש הטורבו בקפדנות בהתאם לתקנות
בהתבסס על ניסיון התקנה מעשי בשנים האחרונות, יש לשים לב לנקודות הבאות:
ראשית, יש להחליף את אלמנט המסנן של הפילטר העדין של מגדש הטורבו באופן קבוע (כל 100 שעות) כדי להבטיח זרימת שמן ללא הפרעה ושמן סיכה נקי.
שנית, יש לבדוק באופן קבוע את אטם השמן בקצה הטורבינה ואת מצב העבודה של להבי הטורבינה באמצעות אנדוסקופ תעשייתי.
שלישית, יש לפרק את הצינור הגלי בקצה כניסת הגז של הטורבינה באופן קבוע כדי לבדוק אם יש פסולת מתכת בכניסת הטורבינה ושריטות או נזקים בטבעת הזרבובית. סובב ידנית את הטורבינה כדי לבדוק אם יש קולות חריגים או שפשוף.
2. עשה עבודה טובה בתפעול וניהול מגדש הטורבו
ראשית, עקוב אחר מצב העבודה של מגדש הטורבו בזמן אמת, תוך שימת לב מיוחדת לשינויים במהירות של מגדש הטורבו, לחץ דחיפה, לחץ שמן סיכה, טמפרטורת כניסת הטורבינה, טמפרטורת קירור וטמפרטורת שמן סיכה, במיוחד לחץ כניסת שמן הסיכה של מגדש הטורבו. א (ב).
מנקודת המבט של תכנון הציוד, אזעקה תתרחש רק כאשר לחץ שמן הסיכה קטן או שווה ל-{{0}}.03 MPa. עם זאת, בשימוש בפועל, נמצא כי כל עוד לחץ שמן הסיכה קטן או שווה ל-0.07 MPa ומראה מגמת ירידה, יש לכבות את המכונה מיד; אחרת, אספקת שמן לא מספקת עלולה לגרום לשרוף מיסבי מגדש הטורבו, או אפילו להוביל לגריטה של מגדש הטורבו כולו.
שנית, כאשר מגדש הטורבו פועל, יש לחזק את הבדיקה החזותית של מראהו, לשפוט האם הפעולה יציבה ולהקשיב היטב לצליל הפעולה שלו. אם הלהבים נשברים או שהטורבינה מוגזת בצורה רצינית, יופיעו צלילים חריגים.
כאשר מזוהים קולות רטט חריגים או ריחות שרופים ממגדש הטורבו, יש לכבות מיד את המנוע ולהוציא את מגדש הטורבו. השתמש באנדוסקופ תעשייתי כדי לבדוק דרך חור התצפית אם אטם השמן, להבי הטורבינה וכו' תקינים.
אם נמצאה נזילת שמן מאטם השמן או נזק ללהבי הטורבינה, יש להוציא את המנוע הראשי משירות לטיפול, ולאחר מכן לתקן ולבדוק על סמך הסיבה. אם רכיבי הליבה כגון מיסבים ורוטורים פגומים, יש לשלוח אותם ליצרן המקורי לתיקון בהתאם לתקנות ולעבור בדיקות איזון דינמיות. חל איסור מוחלט להתקין מחדש את מגדש הטורבו מבלי לבצע בדיקות איזון דינמיות.
3. לחזק את ניהול התפעול של מנועי דיזל
בעירה לקויה, טמפרטורת פליטה גבוהה מדי, תקלות בהזרקת דלק, קירור לקוי, שינויי עומס מהירים ותפעול לא תקין של מנועי דיזל יכולים כולם להשפיע על איכות פליטת הפליטה, לרבות טמפרטורת הפליטה, הלחץ וקצב הזרימה.
פרמטרים אלו חיוניים לאיכות הפעולה של מגדש הטורבו של גז הפליטה.
לדוגמה, כאשר העומס על מנוע הדיזל גדל, גם טמפרטורת הפליטה וקצב הזרימה עולים, מה שגורם לעלייה של מהירות הטורבינה וללחץ היניקה לעלות; האצה והאטה תכופים או שינויי עומס מהירים עלולים להוביל לפעולה לא יציבה של מגדש הטורבו כאשר מהירותו משתנה; בעיות במערכת הדלק, מערכות היניקה והפליטה או מערכת הקירור עלולות להרע את סביבת העבודה בקצה הטורבינה של מגדש הטורבו, וכתוצאה מכך טמפרטורות יניקה גבוהות מדי בקצה הטורבינה ולהפחתת תוחלת החיים של מגדש הטורבו.
לכן, יש צורך לשפר את ניהול התפעול והתחזוקה של מנועי דיזל הנעה ימית כדי לשמור על מצב תפעול טוב ואיכות בעירה, להבטיח את פעולתם האמינה, להתאים טוב יותר לדרישות התפעול של מגדש הטורבו, וגם להפעיל את המנוע הראשי בצורה סבירה.