氣缸套高頻振動是柴油發(fā)電機產(chǎn)生穴蝕的根本原因
導讀：發(fā)生穴蝕破壞的除了柴油發(fā)電機氣缸套零件外，還有軸瓦、噴油泵注塞、螺旋槳槳葉及離心泵葉輪等。機件穴蝕破壞問題日益引起人們的關注，尤其是缸套穴蝕已是柴油發(fā)電機的重要問題，引起國內(nèi)外的重視與研究。氣缸套穴蝕是柴油發(fā)電機普遍存在的嚴重問題。隨著柴油發(fā)電機的功率增加、強載度提高和高速、輕型化，氣缸套穴蝕破壞就成為妨礙柴油發(fā)電機正常運轉的首要問題，嚴重地影響柴油發(fā)電機的工作可靠性和氣缸套的使用壽命。 云南怒江維曼機電是國內(nèi)云南怒江發(fā)電機出租行業(yè)網(wǎng)站,它實現(xiàn)了為全國,山東等地提供柴油云南怒江發(fā)電機出租,靜音云南怒江發(fā)電機出租,發(fā)電機租賃,應急發(fā)電車出租,租賃及柴油發(fā)電機配件相關信息發(fā)布功能.云南怒江發(fā)電機出租網(wǎng)致力于為更多企業(yè)的提供更專業(yè)的云南怒江發(fā)電機出租,租賃服務. 云南怒江發(fā)電機出租,發(fā)電機租賃,應急發(fā)電車出租,發(fā)電車出租,云南怒江發(fā)電機出租公司,江蘇云南怒江發(fā)電機出租公司,保定云南怒江發(fā)電機出租公司,沈陽云南怒江發(fā)電機出租公司,阜新云南怒江發(fā)電機出租公司,山東云南怒江發(fā)電機出租公司,濟南云南怒江發(fā)電機出租公司,唐山云南怒江發(fā)電機出租公司,秦皇島云南怒江發(fā)電機出租公司,鹽城云南怒江發(fā)電機出租公司一般說來，高速、輕型大功率柴油發(fā)電機，不論是開式冷卻還是閉式冷卻，氣缸套都有不同程度的穴蝕。有的柴油發(fā)電機投入運轉不久(僅幾十小時)就會在氣缸套外圓表面上出現(xiàn)穴蝕小孔，甚至柴油發(fā)電機運轉不足千小時缸套就因穴蝕穿孔而報廢，此時缸套內(nèi)表面尚未磨損。二沖程十字頭式低速柴油發(fā)電機氣缸套基本不發(fā)生穴蝕破壞。

1．穴蝕部位：缸套穴蝕發(fā)生在濕式氣缸套外圓表面上，一般集中在柴油發(fā)電機的左右側方向，特別是承受側推力 一側的偏上方；冷卻水進口、水流轉向處和水腔狹窄處對應的缸壁上；缸套下部密封圈附近缸壁。缸套冷卻水腔除缸套穴蝕外，不應忽視氣缸套和氣缸體材料的差異和材料內(nèi)部的各種電化學不均勻性導致的宏觀和微觀電化學腐蝕。這兩種腐蝕同時存在或交替進行均會加重缸套的腐蝕。此外，冷卻水(海水或淡水)的水質(zhì)、含氣量、流速等均對穴蝕有影響。
2.氣缸套穴蝕機理
  1）一般穴蝕機理：迄今為止，關于穴蝕機理的論述很多，其中較為普遍接受的一種理論認為：機件發(fā)生穴蝕的先決條件是機件浸于液體中，并與液體有相對運動，或機件在液體中受到某種能量的傳遞作用，形成液體中的局部瞬時高壓或瞬時高真空。在瞬時高真空區(qū)，液體汽化形成氣泡，或溶于水中的空氣以空泡形式從液體中分離出來；在另一瞬間形成高壓時，空泡、氣泡被壓縮，泡內(nèi)氣體迅速液化而使氣泡潰滅，這時周圍液體急速沖向潰滅處，產(chǎn)生極強的沖擊波作用在金屬表面。頻繁地沖擊，使機件表面金屬逐漸剝落。與此同時，金屬表面還產(chǎn)生微觀電化學腐蝕，兩種腐蝕交替進行共同作用致使機件穴蝕破壞。

  2) 柴油發(fā)電機氣缸套外圓表面與氣缸體(或機體)構成冷卻水空間，在狹小的環(huán)形通道中流動著淡水或海水。柴油發(fā)電機運轉時，由于缸套和活塞之間的間隙，活塞在側推力作用下不斷地沖撞著缸壁的左、右側，使氣缸套產(chǎn)生高頻振動。缸套高頻振動和缸壁的彈性變形使冷卻水空間的容積交替地增大和減小，冷卻水相應交替地膨脹與被壓縮。膨脹時受拉伸作用形成瞬時低壓，被壓縮時形成瞬時高壓。此外，冷卻水進口和流動時產(chǎn)生渦漩使冷卻水通道內(nèi)壓力變化，也會形成瞬時高壓或低壓。在瞬時低壓時產(chǎn)生氣泡，瞬時高壓時氣泡潰滅，缸套外圓表面頻繁受到?jīng)_擊和微觀電化學腐蝕作用而破壞。

3．影響缸套穴蝕的因素：生產(chǎn)中并非所有的筒狀活塞式柴油發(fā)電機氣缸套都發(fā)生穴蝕破壞，即使是發(fā)生穴蝕破壞其程度也各不相同。缸套穴蝕與柴油發(fā)電機的機型、結構、爆發(fā)壓力、冷卻水腔和冷卻介質(zhì)、柴油發(fā)電機的工藝參數(shù)等有關。

  1）缸套振動。柴油發(fā)電機運轉中氣缸套高頻振動是產(chǎn)生穴蝕的根本原因，缸套振動強度與以下各點有關：（1）活塞與氣缸套之間的配合間隙：活塞在氣缸中運動時，活塞對氣缸壁的沖擊能量的大小取決于活塞質(zhì)量和活塞在氣缸中橫擺時的速度。活塞質(zhì)量固定不變，但速度隨著活塞與缸套之間的配合間隙的增加而增大。所以，活塞對缸壁的沖擊能量取決于活塞與缸套配合間隙的大小。配合間隙大，活塞橫擺加速度大，沖擊前壁能量大，則缸套振動增強。（2）缸套剛度：缸套剛度直接影響缸套的振動。剛度大，受活塞沖擊時缸套變形小，振動小，可有效地防止穴蝕。缸套剛度除與其材料有關外，還與缸套壁厚和縱向支承跨距的大小有關，缸壁厚度增加，支承跨距縮短，缸套剛度增大。氣缸套與氣缸體(機體)之間的配合間隙對缸套的剛度亦有影響。如果柴油發(fā)電機缸套與缸體鑄成一體，缸套剛度增大，可有效地防止穴蝕。（3）冷卻水腔結構  冷卻水腔通道太窄，水流速度增高，容易產(chǎn)生空泡。柴油發(fā)電機設計時要求冷卻水腔內(nèi)水流速度應小于2m/s，水腔寬度t為14%D (D為氣缸套內(nèi)徑)或不小于10mm，各處均勻一致，水流暢通不形成死水區(qū)和渦流區(qū)，有利于降低缸套穴蝕。柴油發(fā)電機把冷卻水腔窄處由1.5mm增至7mm，大大降低缸套穴蝕。

  2）冷卻水溫度與壓力：冷卻水溫度過高將加速腐蝕的進程，但也不宜長期水溫過低。實驗表明，鋼鐵和鋁等金屬材料在淡水溫度為50～60oC時穴蝕嚴重，隨著水溫的升高，穴蝕破壞減輕。從發(fā)揮柴油發(fā)電機的效能和降低腐蝕、穴蝕出發(fā)，冷卻水腔淡水溫度在80～90oC為好。冷卻水壓力高可以抑制空泡的形成，減少穴蝕的發(fā)生。但冷卻水壓力提高將使其溫度升高而加速穴蝕。

4．防止缸套穴蝕的措施

  除從材料和結構上的改進來防止和降低缸套穴蝕外，對柴油發(fā)電機氣缸套穴蝕，還可采用以下措施：

（1）缸套外圓表面覆蓋保護層或強化層。采用鍍鉻、滲氮、噴陶瓷、涂環(huán)氧樹脂或涂尼龍等工藝使金屬表面與冷卻水隔開，或使缸套外圓表面強化，可有效地防止電化學腐蝕與穴蝕。

（2）在冷卻水腔內(nèi)安裝鋅塊實施陰極保護防止電化學腐蝕；例如柴油發(fā)電機氣缸套外表面安裝鋅帶并堅持定期更換取得防止穴蝕的良好效果。

（3）在冷卻水中加入緩蝕劑；例如乳化油緩蝕劑或被膜緩蝕劑，使在缸套外表面上形成一層較薄的連續(xù)保護膜，不僅可以防止電化學腐蝕，而且可以減弱空泡破裂時的沖擊波對缸套外表面的沖擊作用，從而減輕穴蝕。

結論：在實踐中防止或減輕穴蝕的方法很多，選用時依具體機型、結構和產(chǎn)生穴蝕的原因而定，以取得良好效果。云南怒江發(fā)電機出租、租賃

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發(fā)電機管理中的3個有用細節(jié)
 故障背景：2017年5月20日該輪靠泊印度洋留尼旺島，鍋爐發(fā)生點火故障，于是發(fā)電機換用輕柴油。換油后不久，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機上的燃油管有滴漏，當時忙于處理鍋爐問題，為減少柴油損失，當即關閉了停車狀態(tài)的一號和三號發(fā)電機燃油進出管路的相關閥門。

  故障現(xiàn)象：第二天船舶離港時，當班輪機員凌晨4點打電話給我，說一號發(fā)電機不能并車，三號發(fā)電機能并車但只能承擔150 KW，再加負荷就加不上去。我立即下機艙，檢查發(fā)電機相關情況，滑油、冷卻水各項參數(shù)未見明顯異常。我嘗試向三號發(fā)電機手動轉移負載，多次手動調(diào)節(jié)調(diào)速器以增加燃油供油量，但負荷沒有變化。嘗試一號發(fā)電機并車，自動與手動并車都未成功，一號發(fā)電機顯示頻率過高。

  打開三號發(fā)電機保護蓋檢查高壓油泵，油泵齒條拉桿均能自由活動，油尺刻度指示在較大值，排除了油泵的問題，再檢查相關管路，發(fā)現(xiàn)有個進油閥處于關閉狀態(tài)，當即慢慢全開燃油閥，三號發(fā)電機立即加載到500KW，負荷轉移正常。

  注意力再轉向一號發(fā)電機，發(fā)現(xiàn)一號發(fā)電機類似的進油閥也未打開，當即打開進油閥，并再次嘗試并車，但還是并車失敗。到港時一號發(fā)電機是正常使用的，頻率、轉速，負荷的轉移各項指標都正常，怎么突然就轉速過高了呢?

  故障措施：三號發(fā)電機正常之后，我全部精力集中在一號發(fā)電機不能并車的問題上，之前發(fā)電機轉速感應器出現(xiàn)過速度顯示的問題，所以首先還是考慮轉速感應器故障，懷疑有可能是感應器臟了或者跟飛輪的間隙超標。該發(fā)電機有兩個pick-up(轉速感應器)，一個用于機旁控制屏顯示，一個用于發(fā)電機控制系統(tǒng)。當即取出兩個感應器，其中一個確實臟了，擦拭干凈后，檢查了速度感應器的阻值，確認正常，重新裝回，調(diào)整好間隙，重新啟動發(fā)電機，轉速還是過高--950RPM。

  排除了轉速感應器的問題，那么故障就應該在機械部分。檢查高壓油泵，調(diào)節(jié)拉桿活動正常;檢查調(diào)速器，該調(diào)速器品牌是Regulateurs Europa，型號1102V-4G-25R。發(fā)現(xiàn)調(diào)速器上的手動速度調(diào)節(jié)旋鈕卡住了，很難轉動，聯(lián)想到二管輪的交接班記錄，提示該調(diào)速器的同步馬達(下圖中的021)不是原裝備件，當時由于缺少原裝備件，用的是上個管理公司遺留下來的其他制造商備件。拆下同步馬達，與近期在新加坡剛接收到的原裝備件對比，發(fā)現(xiàn)兩個同步馬達參數(shù)不一致：非原裝備件，制造商Woodward，電壓24V，轉速2000 RPM，功率5瓦;原裝備件，制造商Groschopp，電壓24V ,轉速2700RPM，功率2瓦,電流0.25A。進一步拆開非原裝同步馬達，發(fā)現(xiàn)馬達的塑料齒輪磨損，不能轉動。

  換上新的同步馬達，啟動發(fā)電機，調(diào)節(jié)手動轉速旋鈕，使轉速達到916RPM, 待發(fā)電機轉速穩(wěn)定后嘗試并車，發(fā)電機可以成功并車。但是又出現(xiàn)個新問題，并車后一號發(fā)電機功率并未提高，相反地，出現(xiàn)逆功率跳閘的現(xiàn)象，幾次嘗試都是如此。我決定讓三管輪在并車屏上嘗試并車，我與電機員在發(fā)電機旁觀察，雙方用對講機聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)當發(fā)電機并車成功后，調(diào)速器速度控制旋鈕被同步馬達向逆時針方向旋轉導致柴油機減速，這與并車后調(diào)速器的正確動作恰恰相反，正常情況下，調(diào)速器速度控制旋鈕應該順時針方向旋轉使柴油機加速從而增加本機承載負荷能力，維持轉速穩(wěn)定。查找到問題癥結后，我們再對比同步發(fā)電機馬達的電壓與電流情況、查找相關發(fā)電機電線接線圖紙，發(fā)現(xiàn)一號發(fā)電機相關接線控制板亦與原廠圖紙一致，這說明接線未曾改動過。于是我們改變同步馬達背后的接線，將其對調(diào)，再次啟動發(fā)電機，并車成功，負荷轉移順暢，問題解決。

  經(jīng)過該事件，發(fā)現(xiàn)以下幾點在未來的輪機管理工作中值得引起注意：

  啟動發(fā)電機之前，一定要檢查相關管路系統(tǒng)，之前做出過狀態(tài)改變的相關閥門，一定要及時設置好。交接班工作一定要交接清楚，不能有遺漏;

  該事件的起因在于啟動發(fā)電機之前沒有將關閉的燃油閥打開，該輪經(jīng)過幾任管理公司管理，燃油管路的閥門老化，在全關時仍然存在些許燃油泄漏，造成一號發(fā)電機啟動時，能正常啟動，調(diào)速器在燃油量不足的情況下加大油門以保持額定轉速，但同步馬達因為調(diào)速器不正常動作導致里面的齒輪損壞，造成了同步馬達卡死，以至于發(fā)電機轉速達到950RPM 后不能減速。這一點在發(fā)電機的管理工作中一定要考慮到;

  不同管理公司的備件采購途徑不一樣，存在大量第三方生產(chǎn)的備件，與原廠備件相比，有些參數(shù)都不一致，有些即使銘牌上參數(shù)一致，但物理尺寸卻不一致。這給輪機員維護保養(yǎng)時帶來了諸多不便。主管輪機員在接受備件時一定要仔細核對，避免到使用時陷入被動;即使是原裝件，電器要考慮正負極性，機械要考慮左旋右旋。

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