柴油機(jī)—廢氣渦輪增壓器聯(lián)合裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時,廢氣渦輪增壓器容易產(chǎn)生的故障有渦輪殼體腐蝕、軸承損壞、葉片損傷、氣封損壞和增壓器振動等。輪機(jī)員日常良好的維護(hù)管理工作,可減少這些故障的發(fā)生。
一、渦輪殼體腐蝕的檢修
廢氣渦輪增壓器渦輪殼體由廢氣進(jìn)氣殼與排氣殼(即廢氣經(jīng)過渦輪葉片后排出的部分)組成。進(jìn)氣殼與排氣殼通常采用合金鑄鐵制成,分為冷卻式和非冷卻式。冷卻式殼體為雙層,形成水夾層。進(jìn)氣殼與排氣殼內(nèi)表面經(jīng)常與具有腐蝕性的高溫廢氣和水接觸。殼體內(nèi)部水夾層—冷卻水腔的冷卻水自底部引入,經(jīng)上部排出。為了防止電化學(xué)腐蝕,除用淡水冷卻外,還在淡水中加防銹劑和在殼體上安裝防腐鋅塊等。
1.渦輪殼體腐蝕部位
渦輪殼體內(nèi)表面與廢氣接觸發(fā)生腐蝕,特別是在排氣殼的底部A處常發(fā)生腐蝕爛穿,如圖9-1所示。通常由于對渦輪殼體腐蝕缺乏認(rèn)識和應(yīng)有的重視,不能及時發(fā)現(xiàn)腐蝕,以致故障突然發(fā)生,造成增壓器不能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),需停航修理。由于突發(fā)故障需臨時緊急訂購備件,造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。
2.殼體腐蝕原因
1)硫酸腐蝕
柴油機(jī)燃用含硫較多的重油產(chǎn)生含有SO2、SO3和水蒸氣的廢氣。廢氣進(jìn)入渦輪端進(jìn)氣殼的溫度可達(dá)500~600ºC,自排氣箱殼排出的溫度為300ºC左右。排氣殼體內(nèi)壁面溫度為150ºC左右,低于硫酸露點(diǎn)(170ºC)。所以,當(dāng)廢氣與排氣殼內(nèi)壁面接觸時,在壁面上生成亞硫酸或硫酸,并順壁面流至底部,聚集在排氣殼底部的硫酸溶液使鑄鐵殼體受到強(qiáng)烈的電化學(xué)腐蝕,甚至腐蝕爛穿。
廢氣渦輪增壓器壓氣機(jī)端,受到空氣灰塵等污染,渦輪端噴嘴、葉片及通道受到廢氣的嚴(yán)重污染和積炭堵塞通道,不僅使增壓器工作性能受到影響,而且影響轉(zhuǎn)子動平衡性。為此兩端采用噴水清除污垢。渦輪端是在低負(fù)荷下噴水清洗,一般每周一次,約l0min,噴水量隨機(jī)型而異。低負(fù)荷下廢氣溫度較低,會產(chǎn)生更多的酸附在壁面上,同時噴水后若未徹底清除排氣殼底部積水,使腐蝕更加嚴(yán)重。
2)高速氣流引起的腐蝕
柴油機(jī)排氣以高速流入增壓器進(jìn)氣殼。排氣中含有未燃盡的炭粒與殼體壁面接觸造成對壁面的浸蝕,特別是在氣流方向改變處,離心力使炭粒沖擊壁面。受到浸蝕的壁面裸露在氣流中受到更大的腐蝕作用。渦輪端進(jìn)氣殼進(jìn)氣道附近壁面的穿孔大多屬于這種腐蝕。
3)冷卻水腔腐蝕
增壓器采用海水冷卻時,冷卻水腔殼體壁面受到電化學(xué)腐蝕。
3.殼體腐蝕的防止與修理
1)防止腐蝕的方法
防止渦輪端殼體腐蝕的方法主要采用提高冷卻水進(jìn)口溫度防止硫酸腐蝕;徹底清除渦輪端噴水清洗后的殘水;選用非冷卻式增壓器等。在進(jìn)、排氣殼內(nèi)表面容易腐蝕部位釬焊一層耐熱耐蝕M合金的非冷卻式增壓器可使其殼體壽命從3~6年延長至l0年以上。
2)修理
(1)殼體腐蝕后,其最小壁厚大于設(shè)計壁厚的50%,殼體冷卻腔經(jīng)1.5倍工作壓力(不少于0.4MPa的水壓試驗(yàn),合格后可繼續(xù)使用。
(2)殼體腐蝕后,局部最小壁厚小于設(shè)計壁厚的50%或破損時,允許焊補(bǔ)或用無機(jī)膠粘劑修補(bǔ),經(jīng)1.5倍工作壓力的水壓試驗(yàn)合格后可繼續(xù)使用。