老舊船舶軸承磨損的原因分析

現(xiàn)在，一些船舶公司的舊船占主導(dǎo)地位，這些老船也承擔(dān)著沉重的運(yùn)輸責(zé)任。老齡船舶的機(jī)械存在著較多問題,這里僅對柴油機(jī)的曲軸、軸承損壞偏高的問題以及如何降低軸承損壞的問題做粗淺的探討和研究。一、軸瓦上的磨損和磨損軸承是船用主、副柴油機(jī)或其他輔機(jī)的易損件,在每年的機(jī)損事故中居首位,軸承損壞主要是軸瓦上的耐磨合金的損壞,其主要損壞形式有:過度磨損、裂紋和剝落、腐蝕和燒熔。1.軸瓦損傷的故障柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時間后使主軸承下瓦、十字頭軸承下瓦和曲柄銷軸承上瓦產(chǎn)生過度磨損。軸瓦過度磨損將使軸承間隙增大,機(jī)油壓力下降,增大沖擊加劇磨損。造成軸瓦過度磨損是由于:(1)潤滑油凈化不良,含機(jī)械雜質(zhì)和水分較多。(2)軸頸表面的精度等級太低,幾何形狀誤差過大和曲軸變形等。(3)柴油機(jī)起、停頻繁和長時間超速、超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。(4)其他日常維護(hù)不善,甚至違章操作等。以上各點不是使得軸承潤滑油膜不能建立,就是由于磨粒、軸頸表面光潔度不良或過大的軸承負(fù)荷破壞已形成的油膜,造成軸瓦的過度磨損。2.軸瓦的磨損和裂紋裂紋和剝落主要發(fā)生在厚壁合金軸瓦上。最初由于種種原因在軸瓦工作表面產(chǎn)生微小疲勞裂紋,隨著柴油機(jī)的繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)軸瓦上的裂紋擴(kuò)展、延伸,以致使軸瓦上的耐磨合金片狀脫落。造成軸瓦裂紋和剝落原因是:(1)白合金材料的疲勞強(qiáng)度低,在交變載荷作用下容易產(chǎn)生疲勞裂紋。(2)軸頸的幾何形狀誤差過大和軸瓦過度磨損都會使軸瓦受到過大的沖擊負(fù)荷,使軸瓦產(chǎn)生裂紋。(3)柴油機(jī)超負(fù)荷使軸承負(fù)荷過大造成軸瓦裂紋。(4)軸瓦澆鑄質(zhì)量差,如合金層與瓦殼結(jié)合不良或二者之間嵌有異物等,在交變載荷作用下使軸瓦產(chǎn)生裂紋和合金層剝落。3.軸瓦表面產(chǎn)生局部電軸瓦腐蝕包括化學(xué)腐蝕,是由于潤滑油中含水或滑油氧化,燃?xì)饣蛉加偷幕烊胧够妥冑|(zhì)都會使軸瓦工作面產(chǎn)生宏觀和微觀化學(xué)腐蝕麻點,船上的雜散電流是電器漏電引起的,它也會使軸瓦內(nèi)外表面產(chǎn)生局部麻點的靜電腐蝕。4.軸-瓦-圓面破壞軸瓦合金燒熔是軸承常見的故障,主要是由于軸承間隙過大,潤滑油油壓不足或失壓以及異物進(jìn)入,在軸承內(nèi)部連續(xù)破壞合金表面使油膜不能建立,軸頸表面光潔度太低或幾何形狀誤差過大等而使油膜破壞,油膜不能建立或被破壞均使軸與瓦的金屬直接接觸,干磨擦產(chǎn)生高溫使合金溶化。二、增加了大量的電源,導(dǎo)致軸瓦燒熔1.1991年,某輪(1981年造,柴油機(jī)型號B&W8TLH),當(dāng)時發(fā)現(xiàn)滑油壓力有些變化,聲音有些異常,清洗滑油濾器,發(fā)現(xiàn)有合金,后經(jīng)徹底檢查8道連桿軸瓦發(fā)現(xiàn)全部龜裂,曲柄銷拉毛。原因分析:10年間船舶長期使用一部柴油機(jī)供電,負(fù)荷在90%以上,使柴油機(jī)長時間滿負(fù)荷運(yùn)行,軸瓦受到長期不斷而又過大的沖擊載荷,軸瓦表面產(chǎn)生龜裂,使曲柄銷拉毛。2.1992年,某輪(1981年造,1992年購,柴油機(jī)型號:8PSHTB——26d)第2號發(fā)電機(jī)第7道軸瓦使用一段時間后就發(fā)現(xiàn)有燒熔現(xiàn)象。原因分析:此部柴油機(jī)在購船前第7道瓦有過抱死曲軸事故,在修理時沒有徹底修復(fù),其不圓度、圓柱度都超出規(guī)定,所以產(chǎn)生前面所說的現(xiàn)象。3.1996年,某輪(1978年造,柴油機(jī)型號6270C)突然柴油機(jī)有異常有聲音、轉(zhuǎn)速下降停車。經(jīng)查,共有4道主軸承燒毀、抱死曲軸,導(dǎo)致曲軸報廢。原因分析:由于油泵出口連接法蘭橡皮被沖破,機(jī)油大量外泄,導(dǎo)致曲軸斷油,產(chǎn)生高溫抱死。三、管理對策針對軸承損壞形式和造成原因以及事故分析,改變老齡柴油機(jī)軸承損壞頻繁的狀況,采取對策如下:1.生不均勻磨損柴油機(jī)長期運(yùn)轉(zhuǎn)使曲軸主軸頸和曲柄銷頸產(chǎn)生不均勻磨損。對直徑減小、幾何精度降低,產(chǎn)生不圓度和圓柱度,超出說明書規(guī)定應(yīng)進(jìn)行修復(fù),否則將影響軸承使用壽命。2.新協(xié)議的要求檢查新瓦有否變形和其他缺陷,如合金層與瓦殼粘結(jié)情況,合金層有否裂紋,油槽和垃圾槽情況,測量和記錄軸瓦的厚度、寬度及擴(kuò)張量等。3.軸承安裝要求(1)厚壁軸瓦的下瓦與軸承座的安裝軸瓦的安裝應(yīng)與軸承座孔內(nèi)圓面貼合緊密和均勻接觸,用0.05mm塞尺插不進(jìn),說明二者貼合緊密。厚壁軸瓦的下瓦裝入軸承座內(nèi)的貼合情況可用瓦座面涂色進(jìn)行檢查,若軸瓦背面沾點在25mm×25mm面積內(nèi),沾點不少于3點時為好。薄壁軸瓦的下瓦與軸承座緊密貼合是通過軸瓦與軸承座孔的過盈配合來實現(xiàn)。軸瓦在自由狀態(tài)下擴(kuò)張量通常推薦為無翻邊瓦0.3—1.0mm,翻邊瓦0.1—0.4mm。(2)頸與主軸承下瓦接觸面的確定安裝要求接觸面積應(yīng)大于75%,柴油機(jī)主軸頸與主軸承下瓦接觸角應(yīng)在機(jī)體中心線兩側(cè)40°-60°范圍內(nèi),曲柄銷頸與大端軸承上瓦的接觸面應(yīng)在連桿中心線兩側(cè)60°-90°范圍內(nèi)。(3)軸承間隙的影響合適的軸承間隙是形成潤滑油膜實現(xiàn)液體動壓潤滑的重要條件,軸承間隙小,油膜不能建立;間隙過大,潤滑油流失和產(chǎn)生沖擊,使軸瓦合金裂紋、碎裂所以要求軸與軸瓦之間的軸承間隙在說明書規(guī)定的間隙范圍之內(nèi)。4.潤滑油調(diào)保護(hù)(1)對潤滑油必須做到:①定期化驗分析,掌握所用油品粘度、閃點、凝點,總堿值、水分、雜質(zhì)情況。②認(rèn)真做好分離雜質(zhì)、水分和維護(hù)工作,使所用油保持在最佳狀態(tài)。③定期清洗潤滑油濾器,查看是否有金屬粉末。④注意環(huán)境溫度對滑油粘度的影響。(2)必須定期測量拐檔差、軸承下沉量、軸承間隙,根據(jù)所測數(shù)字判斷軸承磨損情況。按說明書規(guī)定的運(yùn)轉(zhuǎn)時間對軸承進(jìn)行拆檢和更換,要嚴(yán)格控制柴油機(jī)起停頻繁,決不允許長時間超速、超負(fù)荷工作和違章操作。(3)嚴(yán)格執(zhí)行值班制度,時刻注意滑油壓力的變化、溫度變化和冷卻水溫度的變化,判斷輸油管是否漏油或斷裂及粘度變化,以保證軸承得到良好的潤滑。5.軸類油位下降或下降,未及時使用不管什么機(jī)械損壞事故,必有一段時間發(fā)生的先兆,就以軸承損壞為例,其主要表現(xiàn)在滑油壓力的異常、滑油溫度的異常、滑油冷卻水溫度的異常。在外觀上顯示滑油輸送管漏油,油位下降或升高、聲音異常、氣味異常,只要輪機(jī)人員有工作責(zé)任心,愛崗敬業(yè),認(rèn)真執(zhí)行值班制度和值班巡回檢查制度,勤查、勤摸、勤看,這些問題都可以被發(fā)現(xiàn)。一旦發(fā)現(xiàn)有軸承損壞的征兆,應(yīng)及時采取停車措施,及時檢查排除,最忌克服航行,造成曲軸損壞。使事故擴(kuò)大。機(jī)務(wù)人員要經(jīng)常深入船舶一線,為船舶排憂解難,應(yīng)根據(jù)月報表對船舶機(jī)械設(shè)備未按要求進(jìn)行維修的進(jìn)行督促檢查,防止由于保養(yǎng)不到位或人為的因素造成機(jī)損事故。四、參數(shù)滑油壓力正常分析老齡船用柴油機(jī)的軸承損壞問題起因時,結(jié)合具體情況綜合考慮,避免片面思考,如單一任何一個參