北京瑞日中德轴承有限公司

MET-43SB型增压器轴承及转子烧损故障分析

2014-09-29

陈学宁
(广东省珠江油运有限公司,广东广州 510220)
  摘 要:增压器轴承烧损是常见故障之一,由于增压器故障隐蔽性强,事故突发性大,在使用中不易被发现,存在严重的事故隐患。文章针对MET-43SB型增压器的轴承、转子烧损故障,分析其产生的原因,并介绍修理方案,供同行借鉴。
  关键词:增压器;烧损;积碳;润滑系统;修理
  1 构造与损坏情况
  (1)MET型号增压器是采用非冷式内置轴承,轴承壳体是重要的支撑转子,并是连接两端压气蜗壳和涡轮蜗壳的基体,在这个基体上还连结一个高位油箱,与主机共用同一润滑系统。它除正常储存和输送轴承滑油外,还专门设置了两根输油管,其中一根高位输油管供两端轴承,能使机油在柴油机主机供油系统停止后还能持续供油1min。另一根低位输油管把机油供往涡轮端,依靠低位输油管可在柴油机停止供油后10min内持续向涡轮端供油,因管径较细持续供油时间较长,故此停机后供油也可散去停机后壳体反馈的余热。测量证实,这10min的延续供油可使涡轮轴承因壳体反馈热的升温在50min后达到许可的140℃,以后即可因壳体持续散热而在60min后降为136℃。一般10min后转子即停止惰转。
  (2)损坏的情况:轴承与推力轴承烧损、消音转子打烂、转子轴颈严重刮伤、废气涡轮与压气叶轮损坏、喷嘴环有撞痕(3块爆裂、8块撞扁)、转子轴向移动2.20mm。
  2 原因分析
  (1)喷嘴环积碳严重,其中有3块裂纹、8块扁凹变形,进风消音毛毡老化膨胀,造成增压器吸气能力大于排气能力,空气在压气机叶片间产生涡漩,由此引起尖叫,喷嘴环变形导致转子功率分配发生变化,涡轮叶片承受更大的气体激振力,并引发转子高频轴向振动,造成推力轴承瞬间油膜消失,发生干摩擦。
  (2)增压器与主机共用同一润滑系统,主机润滑系统过滤不彻底的杂质混到增压器轴承中,或进入增压器的机油压力较低或出现断油现象,在浮动轴承和推力面间不能建立润滑油膜。
  3 修理方案及对策
  翻查该轮历史记录,发现该主机每6-8个月就发生一次轴承和推力轴承损坏现象,针对以上情况,要排除这种故障,笔者认为必须提高润滑油的过滤质量,为此需建立独立的润滑系统,并将此设想向日本三菱重工MET增压器厂反映,该厂十分赞成将共用系统改为独立的润滑系统,同时建议采用该厂Z新的30μm的滤芯替代现用的50μm滤芯。独立的润滑系统主要是由一个储油柜、机油冷却器、电动齿轮泵组成,基于工作可靠性考虑,与原系统成并联设计,仍然使用与主机系统同型号的“东方T68”润滑油。在日常管理方面,制定了严格的操作规程,增压器每运转400h,即测量转子的轴向间隙K值,比较数据变化趋势。定期检修增压器,定期清洁空气滤网,避免进气道污堵。新的推力轴承有所改良,油楔为12个,在12个油楔之间有12个进油孔,能保证轴承润滑和散热,楔面加长,楔面长与平面长为4:1,楔面斜度是1:200,当楔面磨耗到楔面长与平面长之比为1:1之前,就必须更换推力轴承。
  经过对增压器的修理及使用新的独立的润滑系统,该增压器已连续运行10000h,无发生事故,各项指标正常,从润滑油的化验报告看,增压器磨损状况正常。可见,这种修理方法和润滑系统的改装是成功的,是值得同行借鉴的。
  4 增压器易损零件的寿命预测
  增压器的运动部件,是在高速、高温、高交变负荷的环境下工作,损坏的突然性很大,除了加强维修保养,严格按操作规程作业外,对增压器的易损零件的寿命预测,显得尤其重要。日本三菱重工MET增压器厂提供了参考的数据,在平均状态的燃油品质和滑油品质、平均状态的工况条件下,且设每年运行时间为7000h,其疲劳断裂前的工作寿命是:推力轴承为2-5年;滑动轴承为3-5年;涡轮叶片和喷嘴环均为10年以上。掌握有关数据,结合实际工作状况,是可以符合增压器的三个准则:经济性、易于维护性、高效率。
  5 结语
  增压器在使用过程中,由于各种因素的影响,会产生各种故障。增压器发生故障后,如不及时发现,并查明原因予以排除,轻则使运行状态变坏,重则会使整个增压器损伤,甚至危及整台柴油机的运行安全,经济损失也是巨大的。所以在使用与维修工作中,要求操作者对增压器的运行状况随时掌握,发现异常现象时多分析,以做出正确的判断,及时解决。

来源:《中国修船》2006年1期