船用柴油机汽缸盖裂纹原因分析
船舶轮机主机缸套裂纹原因分析及对策探究
船舶轮机主机缸套裂纹原因分析及对策探究摘要：船舶轮机主机缸套是容易产生裂纹的部位之一，缸套裂纹的产生会直接影响到主机的使用寿命。
本文从机械负荷导致的轮机主机缸套裂纹、热负荷导致的轮机主机缸套裂纹、热应力导致的轮机主机缸套裂纹以及气缸油调整不当导致的轮机主机缸套裂纹几个方面入手，对船舶轮机主机缸套裂纹产生的原因展开分析。
在此基础上，根据上述这些因素，对船舶轮机主机缸套裂纹问题的应对策略提出建议。
关键词：船舶；轮机主机；缸套；裂纹前言：气缸是船舶轮机主机的基础组成部件，作为燃烧室的主体，活塞在气缸内部的往复运动实现了船舶轮机主机的工作循环。
在具体的运行工作中，气缸的上部位置会受到来自气缸盖安装预紧力的作用影响，内壁也会受到燃气高温以及腐蚀等作用的影响，进而导致气缸缸套出现裂纹故障。
为了有效应对船舶轮机主机缸套裂纹故障问题，需要从多个角度对其裂纹产生原因展开分析，然后采取针对性处理。
一、船舶轮机主机缸套裂纹的产生原因船舶柴油机作为船舶的重要推进动力装置，如果轮机主机出现较大的缸套裂纹故障问题，则不仅会对公司的经济效益造成较大的影响，同时还会直接威胁到船舶航行的安全。
从现阶段船舶轮机主机缸套的应用情况来看，引发主机缸套出现裂纹故障问题的原因主要有以下几点：第一，机械负荷导致的轮机主机缸套裂纹。
机械负荷诱发的轮机主机缸套裂纹问题，主要与缸盖安装的预紧力或者缸内高压气体流动所产生的机械应力这两方面因素有着直接的关系。
如果螺栓的预紧力过大或者不均匀，会直接加大缸套裂纹故障的发生几率。
而高压气体流动产生的机械应力属于高频应力，与缸内爆发的压力之间存在正比关系[1]，所以容易导致主机超负荷运行，进而引发裂纹问题；第二，热负荷导致的轮机主机缸套裂纹。
船舶轮机主机在正常的运行状态下，其喷油量是保持固定不变的，其产生的热负荷也是恒定的。
但是在主机冷却水不足或者水温处于较高情况下，缸套内表面的温度也会随着升高，影响材料的机械强度，从而产生裂纹；第三，热应力导致的轮机主机缸套裂纹。
船用柴油机汽缸盖裂纹原因分析及管理对策
燃烧室组 成零件—— 汽缸 盖及其上 的 阀件 、汽缸套 和
活塞组件 接触 ，燃 气 中某 些低熔点 灰分熔 化并 附着 在 零件金属 表面上 ，在高温 下发生化 学作用 使零件表 面
（ ２）冷却水 失压 导致冷 却 中断或水 中
（ ２）冷却 水 流通 不 良或形 成气 袋 ，无 法使 空气
油泵 后 ，泵 油驱 气使 活塞头 顶部积 留燃 油 ，在启 动时
一
次点燃 而产生爆震 ，使安全 阀跳开 而导致爆发 压力
过高。
（ ３）喷油 器不 良 、喷 油泵定 时不 当等造 成 的不 正 常燃烧 ，导致在燃 烧室 内发生爆 震 ，同时爆发压 力
异常 升高 ，导致柴 油机发生 震动 ，冷却水 侧的肋 骨及
水流导 向肋 等的应力 值增加 ，致使 热应力及 机械应 力
增加 。
３ 热 负荷 过 大 ．
（ ）柴 油机 囚长时 间超 负荷运转 ，导 致缸盖 过 １
第 ３卷 ４ 第 ６ 期
热 ；或 因各缸 的功率不 均 ，使 某缸 超负荷 运行 。
环 的 日常 管理 和 维 护提 出切 实 可行 的 管理 建 议 关 键 词 ：柴 油机 ；汽 缸 盖 ；裂 纹 ；船 舶
汽 缸 盖 的工 作 条 件 比较 恶 劣 ，其 底 部 直接 与高
或蒸 汽逸 出 ，则 会造成 局部过热 的状态 ，从而 产生热 应力。
温 、高压燃气 接触 ，承受较 高 的机 械负荷 、热 负荷和
腐蚀作 用 。当管 理不 当时 ，就会 使燃 烧室 的工作条 件
（ 冷 却水 温 调整 不 当或停 机 后过 早 中断冷 却 ３）
船用主机缸套经产生裂纹的原因及注意事项
通常用柴油机的排气温度来判断热负荷的高低。排烟温度应严格控制在最高允许值以下，经常及时地测取燃烧压力、压缩压力等各热力参数来分析判断各缸负荷是否均匀，以便及时给予调整。
3. 及时进行扫气道清洁、保证良好的燃烧质量
通过扫气口检查缸套工况，及时清洁扫气道和扫气口及保持泄放管的畅通是减少磨料磨损的有效措施。
经常会遇到主机缸套裂纹的问题，不但给船公司造成较大的经济损失，而且还给轮机管理人员增添了很大的工作量。这种情况虽然有设计、制造及材料等多方面的缺陷，但是，如果轮机人员能够及时地根据实际情况采取有效的措施，并加以科学的管理还是可以避免异常裂纹以延长缸套的使用寿命。
缸套的工作条件
气缸是柴油机的主要固定部件之一，燃烧室部件中的主体。柴油机的工作循环是在气缸的工作空间内进行的。活塞在气缸内部往复运动。气缸下半部要开气口，布置气道，上半部要安装缸头等。因此，气缸套上部受到气缸盖安装预紧力的作用，气缸内壁受到燃气的高温、高压和腐蚀作用以及活塞的摩檫、敲击和侧推力作用，气缸的冷却水空间受到冷却水的腐蚀和穴蚀，当采用贯穿螺栓把气缸体、机架和机座紧固到一起时，气缸体会承受极大的压力。
2.及时调整主机油门和均匀调整各缸负荷
根据船舶的装载、污底等情况 、大风浪天气、顶风顶流、浅水区、狭窄航道以及大舵角转向等外界负荷变化较大的情况来选择合适的主机转速，避免主机热负荷过大、甚至超负荷运转。此时，轮机值班人员要及时调整主机油门，杜绝超负荷运转，这对主机的安全、可靠的运转是十分重要的。
船舶柴油机气缸盖产生裂纹的分析与预防
３、１ 改善 材质 通过 改 善 材质 来 减少 缸 盖裂 纹 的产 生是 一个
颇 为有 效 的措 施 ，如缸 径 为 ４０Ｏ １Ｔｌｌｎ以下 的气 缸盖 通 常以 灰铸 铁 为最 普 遍 ，而缸 径 大 于 ４００ ｍｍ 时 ， 由于 灰铸 铁 经 不 起 大 变 形 的长 期 考 验 ，因而 以改 用球 墨 铸铁 为 宜 。 ３．２ 加强 对 缸盖 过 热 部位 的 冷却
关键 词 ：焊 接 钢 管 ；螺 旋 焊 管 ；直 缝 焊 管 ；电阻 焊 管 ；直 缝 埋 弧 焊 管 中 图 分 类 号 ：Ｕ６９２．７ ５ 文 献 标 识 码 ：Ａ
如果 柴 油机 刚启 动 不 久 就 到 达 极 高 的 温 度 ， 那 么气 缸 盖 在 经 历 第 一 次 “加 热— — 冷 却 ”循 环 后 ，马上 就 会 开裂 ，但 通 常 是经 过 若 干次 加热 和冷 却 ，拉伸 力 逐渐 增 加 而最 终 出现 裂 纹 ，造 成疲 劳裂
收 稿 日期 ：２１３０２．０３．１８ 作 者 简 介 ：王 德 生 （１９６４－），男 ，工 程 师
摘 要 ：分 析 了 船 舶 柴 油 机 气 缸 盖 裂 纹 产 生 的 原 因 ，并 提 出 了 预 防 裂 纹 产 生 的 措 施 及 方 法 。 关 键 词 ：气 缸 盖 ；裂 纹 ；柴 油 机 中 图分 类 号 ：Ｕ６６４．１２１ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｒａｃｋ ｉｎ ｔｈｅ ｃｙｈｎｄｅｒ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｈｅａｄ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｒｉｎｅ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅｓ， ａｎｄ ｐｒ ｏｐｏｓｅｓ ｓｏｍｅ ｐｒｅｃａｕｔ ｉｏｎａｒｙ ｍｅａｓｕｒ第 １４６期 ）
船舶柴油机汽缸盖的裂纹产生原因分析及修理
船舶柴油机汽缸盖的裂纹产生原因分析及修理作者：吴辉来源：《中国科技博览》2018年第32期[摘要]我国的经济进入了一个飞速发展的时期，在这个时期下船舶柴油机也得到了快速的发展，但是船舶柴油机汽缸盖经常在非常恶劣的环境中工作，所以会出现一些问题，在本篇文章中我主要分析的是船舶柴油机汽缸盖的裂纹产生原因分析及修理。
[关键词]船舶柴油机汽缸盖裂纹产生原因修理中图分类号：TS413 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）32-0157-02柴油机的固定机件是汽缸盖，与此同时，它是柴油机燃烧室的非常重要的组成部分，船舶的柴油机的汽缸盖的类型是非常多的，他们的特点也都不大相同，但他们的结构都非常的复杂，而且在非常恶劣的环境中工作，所以会出现一些问题。
一、船舶柴油机汽缸盖的裂纹产生原因汽缸盖产生裂纹是汽缸盖较为常见的故障。
汽缸盖产生裂纹的根本原因是热应力和机械应力周期性的作用。
船用大型低速柴油机汽缸盖裂纹主要发生在底面孔与孔之间和孔的圆角处，即有应力集中的地方。
具体产生裂纹的部位则随机型、汽缸盖的结构和材料不同而异。
小型柴油机通常在汽缸盖底面进排汽阀孔与喷油器孔之间以及阀座面上产生裂纹。
具体分析汽缸盖产生裂纹主要有以下几方面原因。
1.1 结构设计方面的原因汽缸盖底面汽阀孔周围之所以常产生裂纹，主要因为该处有较大的表面积，因此，受热膨胀和冷却时收缩速度都较大。
例如，柴油机工作一段时间停车后，汽缸盖温度分布变化剧烈，热量通过冷却水和进排汽通道迅速散发，所以在汽阀孔处容易产生裂缝。
再者，由于结构或受力不合理、过渡圆角太小等均会引起过大的机械应力，从而导致裂纹。
1.2 材料和工艺方面的原因汽缸盖材料选择不当，质量不符合要求，铸造时没有很好地消除铸造应力，从而导致零件内部有缺陷，从而使汽缸盖在工作时易产生裂纹。
1.3 装配质量方面的原因汽缸盖螺栓不按规定交叉拧紧，或在发生汽缸盖平面漏汽时拧紧该处的螺母来解决，都会造成汽缸盖受力不均匀而产生裂纹。
MANBW5L80MCE主机气缸套裂纹分析
MANBW5L80MCE主机气缸套裂纹分析船型：BULK CARRIER散货，主机型号 MAN B&W 5L80MCE, 制造厂家：KHI一. 大概损坏情况介绍：我轮在海上正常航行，轮机员在巡回检查中发现缸套冷却水和主机排烟从主机第一缸气缸盖和缸套的接触面附近漏泄出来。
水的泄露量大概是每小时16升左右。
后续我们检查换下来的气缸套发现，在缸套内表面燃烧室部位有一道裂纹，垂直方向从上向下延伸大概20厘米左右。
这条裂纹从缸套内上面表面一直渗透到外表面，这里有冷却水孔的地方，从而引起漏水。
在缸套内表面还发现了其他的裂纹。
二.可能的原因分析根据裂纹情况，我们判断这些裂纹是由于热量过热造成的。
这些引起热裂纹的可能原因如下：1.过度扭力2.燃油预处理不充分3.高压油泵或者油头故障4.增压器或者空气冷却器脏堵5.最大压速比增加6.活塞环的卡死或者串气从后续的检查可以看出，裂纹都是在缸套的同一侧一个方向，所以油头的问题应该是最大的可能原因。
至于其他因素，如透平进口温度，所有缸都是过高的。
问题活塞环也是比其他活塞环更脏，污染脏堵的更厉害的。
因为这是一条比较旧的老船，增压器老化比较严重，性能受限，再加上主机油头有毛病，引起后燃，导致主机缸套局部过热，内表面距燃烧室近的地方裂纹。
三.当时发现漏水漏烟时我们采取的措施。
我们马上把第一缸高压油泵燃油齿条减少20%，并且把这一缸的气缸油增加20% ，主机功率减少了。
我轮又航行了五天到达了最近的卸货港并且顺利靠泊。
靠泊后公司马上安排了修理队到船帮忙换了缸套。
四. 针对以上事故的对策。
这件事情发生后公司尽快安排了进坞大修。
透平的透平叶片换新，对空冷器进行了化学清洗，对主机所有缸吊缸检查。
我们在船船员也要努力保持每一缸的活塞运转在良好的状态中。
经常对油头进行维护保养，保证一个油头都能保持良好的工作状态。
当船在抛锚时，我们要经常进行活塞活塞环和缸套的检查。
操纵主机时，我们要留意燃气进主机透平温度的增加速度，特别是机动航行和大风浪天航行一定要避免超扭矩的发生。
柴油机汽缸盖组件常见故障分析与排除
柴油机汽缸盖组件常见故障分析与排除
柴油机汽缸盖组件是指汽缸盖、气门、气门弹簧、气门导管、摇臂、凸轮轴、摇臂轴等构成的整体，是发动机燃烧室的重要组成部分。
柴油机汽缸盖组件的故障直接影响着发动机的性能和寿命，因此分析和排除其故障至关重要。
本文将针对柴油机汽缸盖组件常见故障进行分析和排除。
一、汽缸盖裂纹
柴油机汽缸盖裂纹是一种常见的故障，可能是由于过度加热或过度压力造成的。
裂纹通常是不可见的，但可能导致冷却液泄漏或发动机压力不足。
排除这种故障的方法是使用合适的设备对汽缸盖进行检测，如果检测到存在裂纹，则需要更换汽缸盖。
二、气门失效
气门故障可以由于多种原因引起，如部件磨损、弹簧松动或断裂、气门导管密封损坏等。
如果发现发动机在启动时或加速时存在噪音，或者发动机在行驶中出现间歇性失效，可能是由于气门损坏造成的。
排除这种故障的方法是使用适当的工具检查气门弹簧的紧固程度和导管的密封性，如有必要，则需要更换气门、弹簧或导管。
三、摇臂失效
四、凸轮轴故障
凸轮轴故障可以表现为噪音、不均匀的空转或加速困难等。
凸轮轴故障可能是由于部件磨损、冲击或接触不良等原因导致的。
排除这种故障的方法是使用适当的工具检查凸轮轴、摇臂轴和其他摆臂部件的状态，如有必要，则需要更换故障的部件。
总之，柴油机汽缸盖组件是发动机重要的组成部分，其故障直接影响着发动机性能和寿命，因此我们需要认真分析和排除其故障。
要预防这些故障的发生，我们应该根据要求进行定期维护汽缸盖组件，以确保其功能正常。
如果出现异常情况，及时诊断和修复是非常重要的。
船舶柴油机气缸套裂纹原因、特征及对策探索
２．立体动 态投射 。利用 高 品质 投 影仪 ，其 ＣＲＴ技 术 成 熟 ，显示 的图像色彩 丰富 ，还原性 好 ，具有丰 富 的几何 失 真调 整 能力 ；辅 以二维 、三维 图文 内容 ，结 合音 频播 放 ，全 方位 立 体 动 态 投 射 。
３．电子触摸屏 。电子触摸屏 的互 动系统 亦称 多点触控 、 多点感应 、多重触控 等 ，是指 利用精 确 的多 点识 别技 术让 使 用 者更 自由地在桌 面上 与数 字 内容进 行交互 ，轻 松实 现一个 屏幕多人 同时独立操作 ，完全摆脱 了键盘 ＋鼠标 的传 统操作 方式 。用户只需用 手指 轻轻 触摸 投影 区域 就可 以实现 图像 视屏 的播放 、拖拽 、旋转 、缩 放 等操 作 ，具有 自然 直 观 的交互 特 性 和 流 畅 的触 感 。 多 点互 动 系 统 设 计 及 应 用 随 心 所 欲 ，可 以支持文字 、图片 、视频 、３Ｄ动画等形 式 ，让 使用者充 分享受 互 动 的乐 趣 。
过程 中产 生的高压气 流 ，另 一部分 是 来 自机械 本身 的阻力 ， 因此 解 决 这 些 问 题 也 可 以从 两 个 方 面 下 手 ，可 以 参 照 说 明 书 上 所 写 的 情 况 ，利 用 液 压 工 具 把 螺 母 旋 得 更 紧 一 些 。其 他 方 面还包括高压气体所形成 的机 械应力 ，这种 机械应 力从频 率 上看属于频率 比较高 的力 ，机械应力 的大小 其实 和缸 内的爆 发压力之间存在着正相关 的关 系 ；机械应 力在缸 内可 能会 出 现压应力 ，或者是横 向 的拉应力 ，这样 就会 使 主机在 超 负荷 的状态下使 用 ，由于爆 发 时会 产 生 的作 用 力会 给 缸 造成 压 力 ，而缸 套材质受力 又有 一个 上限值 （通常情 况 下材料 是 经 受不 了压 力赫 拉 利 的 共 同作 用 的），这 样 就 会 使 缸套 出 现 裂 纹 。
气缸盖裂纹原因分析与防范
气缸盖裂纹原因分析与防范作者：张旭葛秋利来源：《黑河教育》2010年第11期船舶柴油机的气缸盖是其发动机的重要部件,结构形状复杂,工作条件恶劣。
它的底部是燃烧室的一部分,不仅受到高温、高压、燃气的冲刷,而且周期性地承受着很大的、分布不均匀的机械力与热应力,由此产生的裂纹也较为常见。
为此,采取切实措施,防止气缸盖裂纹,是保障机械安全运行的重要步骤。
一、缸盖裂纹原因分析1.热疲劳的影响。
气缸盖底面产生裂纹的原因,是热负荷过高,产生过大的残余拉伸应力。
柴油机工作时,气缸盖底面局部受热,热度可达300~400℃左右,在热膨胀变形受到限制的情况下,会产生强烈的压缩应力。
气缸盖材料在温度超过350℃时,蠕变性能下降,随着柴油机运行时间的延长,因蠕变产生塑性变形会导致此压缩应力逐渐下降。
停车后,受热面的温度降低是在室温状态前,压缩应力已完全消失。
当温度继续下降至室温时,表面即出现残余拉伸应力。
裂纹是否产生,取决于此残余拉伸应力的大小,局部地区温度超过允许值越多,运行时间越长,残余拉伸应力也越大。
如果柴油机一启动就达到极高温度,那么气缸盖在经历第一次“加热——冷却”循环后,马上就会开裂;但通常是经过若干次加热和冷却,拉伸应力逐渐增加而最终出现裂纹,因此这是热疲劳影响造成的裂纹。
2.机械应力的影响。
气缸盖水腔面的裂纹往往发生在进水口入口的支撑筋根部的过渡圆角处,裂纹沿圆同方向延伸,然后沿壁厚方向由水腔表面向燃烧室面扩展。
这种裂纹产生的主要原因是爆炸压力所引起的高频交变机械应力和热负荷所引起的低频交变热应力的复合效应所产生的疲劳损坏。
3.热冲击的影响。
对于急剧加热和冷却,使机械零件局部区域产生剧烈的温度变化,该零件的材料内部就要产生冲击温度波的传播状态,同时产生动态热应力,这种现象被称为“热冲击”。
据对200GZC柴油机上异常启动试验证明(突然启动,突然加负荷至100%),正常启动时,缸盖上鼻梁处的最大瞬间温度变化率为3.9℃/S,而异常启动时则为11.7℃/S,这说明异常启动时热冲击问题要严重得多。
柴油机气缸盖的维修
柴油机气缸盖的维修气缸盖是柴油机中结构最复杂的铸件，它与活塞和气缸套构成燃烧室。
对于中小功率的柴油机来讲，多缸机的缸盖是将所有气缸的缸盖都铸在一起成为一个统一的多缸机缸盖，这样结构紧凑，体积小。
使用中气缸盖的损伤主要包括裂纹、磨损和变形。
一、气缸盖裂纹气缸盖裂纹一般出现在气门座圈周围。
如裂纹宽度不超过0 5 mm，仍可继续使用。
1. 裂纹产生的原因发生原因大多由于气缸盖处于高温有关，具体原因如下。
（1）气缸垫没有很好地安装在气缸盖与气缸体之间。
其间的孔位没有很好地对准，降低了冷却水的流量，从而影响冷却效果，使冷却水温度很高，导致机体温度升高。
（2）使用中当机器温度较高的情况下，更换冷却水，由于剧冷、剧热，最易引起气缸盖裂纹的发生。
因此必须注意在机温很高时不许向发动机内加入冷水。
严禁先启动发动机，再加入冷却水。
（3）产生裂纹部位的壁厚单薄，设计强度不足。
（4）经常性供油时间太迟或过早，易使发动机产生早燃和爆燃，从而导致气缸盖底面温度升高。
（5）产生裂纹的部位水道过窄或拐角过小，冷却水循环缓慢，散热不良，在冷热不均时，膨胀不一致引起气缸盖裂纹。
（6）冷却水内含碱性较大，水套内易产生水垢而又没有及时按规定保养。
由于水垢等原因，更加降低了冷却系统的效能，从而容易引起气缸盖裂纹。
如气缸盖内积1 mm厚的水垢，气缸盖底面的温度约升高170 ℃。
这样就会引起局部更大的热应力集中，加速气缸盖裂纹的产生。
（7）气缸盖或气缸体在铸造制成后，由于没能很好地进行时效处理，消除内应力，致使缸盖和缸体内部存在着很大的内应力，使气门座之间部位产生裂纹。
2．气缸盖裂纹的检查方法用金属物件轻轻敲击，如发出的声音不清脆而沙哑，则有裂纹。
然后进行仔细察看，找到裂纹的范围。
如还找不到可利用专门的设备进行水压试验，加压后渗水的部位即为裂纹所在位置。
如果没有专门设备，可将75%的机油和25％的煤油混合液涂抹在待检查的部位，然后用干棉絮将混合液擦掉，并立即涂上一层氧化锌甲醇溶液，溶液改变颜色的地方即为裂纹所在地。
柴油发动机汽缸盖喷油器孔开裂故障分析及应对
材料名称
关键词:高速大功率;柴油机;活塞销;加工工艺
1
Cr
n
i
mo
1.
5-1.
8
1.
4-1.
7
0.
25-0.
35
16MnCr
5
1.
0-1.
3
0.
8-1.
1
18Cr
2Ni
4WA
0.
3-0.
6
1.
35-1.
65
18CrNiMo
7
6
高速大功率活塞销材料和加工工艺分析
Mn
0.
5-0.
9
4-4.
5
1.
1 原材料对活塞销性能的影响分析
机电信息工程
柴油发动机汽缸盖喷油器孔开裂故障分析及应对
黄
东
(广西嘉德机械股份有限公司,广西 玉林 537000)
摘要:柴油发动机长时间使 用 过 程 中,由 于 喷 油
喷油器孔开裂的原因。
油发动机工作过程中的高温高压环境,会使得这种接
2.
2 接触应力
在当前普遍使用的汽车柴油发动机和 工 程 机 械
触应力对喷油器的作用更加明显,进而导致柴油发动
关键词:柴油发动机;喷油器;开裂故障
汽缸盖和喷油器之间会产生较大的接触应力,并且在
故障特征
高温高压的环境下,喷油器的金属材料性质变得不稳
柴油发动机汽缸盖喷油器孔开裂的主要特征是冷
定,
受到接触应力之后,发生的形变程度更大,会直接
却液和液体泄漏。喷油器在柴油发动机中的主要作用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
导致喷油器变形,喷油器会对安装孔造成较大的冲击
[
D].江苏大学,
船舶柴油机汽缸盖裂纹产生的原因、修理及预防
这 是 一 种 最 方 便 的 方 法 ， 由 钢 或 青 铜 ，衬 套 端 部 与 阀 孔 底 部
痕 法 、 直 接 观 测 法 、 液 压 试 验 于 无 机 联 结 剂 能 够 长 期 在 ５ＯＯ℃ 高 加 紫 铜 垫 以 密 封 。
法 。 （１）着 色 显 痕 法
首 先仔 细擦 干汽 缸 盖 的检 查 表
时 易 产 生 裂 纹 。
大 。 故 应 暖 初
（３）装 配质量 方 面
待 油 、 水 温 度
孔周 围之 所 以
汽 缸 盖 螺 栓 不 按 规 定 交 叉 拧 频 繁 启 动 、俜
为 该 处 有 较 紧 ，或 在 发 生 汽 缸 盖 平 面 漏 气 时 转 均 会 使 机 韦
受 热 膨 胀 和 拧 紧 该 处 的 螺 母 来 解 决 ， 都 会 造 加 ；冷 却 与 润
维普资讯
船 舶 柴油 机 汽 缸 盖 裂 纹 产 生 的 原 因 修 理 及 预 防
黑龙江省航道局 邓忠起 戴丽杰
船舶 柴 油机 汽缸 盖 产 生裂 纹是 汽缸 盖较 为 常见 的故 障 。汽 缸盖 产 生裂 纹 的根 本原 因是 热应力和机械应力周期性的作用；本文针对汽缸经常出现的裂纹故障进行分析 ，指 出如何 检 查 裂 纹 ， 以及 一 些应 急修 理 方 法 ，并 给 出预 防 汽 缸 盖 裂 纹 产 生 的措 施 。
２２ 船 艇 Ｓｈｉｐｓ＆ Ｙａｃｈｔｓ·第 ２７０期 ·４·２００７
维普资讯
生裂 纹 的部 位 械 应 力 ， 从 而 导 致 裂 纹 。
转 或 在 未充 分 ｊ
拘结 构 和 材 料 （２）材 料 和 工 艺 方 面
大 负 荷 ，使
“EPTA”轮主机气缸盖裂纹的原因分析与管理
该 机 型 油 头 的油 嘴 是 伸 进 在 气 缸 盖 的 燃 烧 室
里， 其伸人部分的长短就直接影响雾化的油束 与气 缸盖表面的距离 ， 如果这部分过短 ， 那么部分雾化 的
油束就 会喷射 到气 缸 盖 内壁 顶部 ， 油 不是 雾 化 状 燃
× ０ ｍ， ６ｍ 经仔细检查后发现每只的凹坑内有一条约 ３ ｍ的裂纹 ， 图 １ ｍ 见 。这 种 情 况 先 后 又 在 Ｎ ． 、 Ｏ １
Ｎ ． Ｏ ５缸发现 。
裂 纹是较 为常 见 的。 一般 来 说 ， 烧 室 部件 裂 纹 多 燃
发 生在触火 面 ， 别是 金属堆 积及 应力 集 中的地方 ， 特 如气 缸盖底 面 的各 阀座孑 处 及 阀 间区 域 。 当然． Ｌ 能 够造 成气缸 盖裂纹 的原 因较 多 ， 除与本 身 的材料 、 结 构上 的合理性 及加 工 制 造 质 量有 关 外 ， 与 轮 机人 还
关 键词 ： 气缸盖 裂纹
引 言
原 因 分析
管理 ２０ ０ ５年 ９月 ２ 日靠 青 岛港 ， 主机 检修 计划 ， ０ 按 大 管轮 和 机 工 长 更 换 主 机 Ｎ ． ｏ ３缸 油 头 （ 行 ８ 运
船 用柴油 机气缸 盖上 通 常布 置进 排气 阀 、 喷油 器 、 功 阀、 示 安全 阀 ， 缸盖 的 内腔要 布 置相 应 的通 气
１９ 年在 ＳＡ ＧＹ Ｎ Ｉ ６ ９ Ｓ Ｎ Ｏ Ｇ ＨＣ船厂制造 ， 主推进选用
Ｍ Ｎ —Ｂ Ｗ Ｌ５ Ｃ ６ 缸 ， 径 ３０ ｍ， 程 Ａ ＆ ６３ Ｍ ， 缸 ５ｍ 冲
１５ ｍ 额 定功 率 ３５ ｋ 营运转 速 １０ Ｐ 最 大 ００ ｍ， ３ ３ｗ， ８ Ｒ Ｍ，
柴油机缸套裂纹的原因及对策
某轮主机缸套裂纹的原因及对策2010年3月16日摘要：文章介绍了主机缸套裂纹事故的处理经过并对其形成原因进行了详细分析，指出局部热疲劳是导致裂纹的关键因素，并对今后防止类似故障发生提出了相应的对策，对类似故障的解决具有指导意义。
关键词：主机缸套裂纹分析对策1前言某轮(22，000载重吨，多用途杂货船，1997年9月出厂)，于2000年8月25日从南非至荷兰的航行途中，于23：22时主机No.1缸扫气箱高温报警，主机自动降速，值班轮机员立即现场触摸各缸道门温度，感觉无明显异常，以为是温度传感器故障，遂将该警报复位，主机开始进入自动加速程序。
23：35时当主机自动加速到71RPM时，忽听一声爆响，同时空冷器冷却水低压报警，主机缸套水低压报警，随即缸套水备用泵自动启动，透平发出一声喘振，主机后部透平附近有黑烟，并有“嗤嗤”的漏气声，主机再一次自动降速。
值班轮机员立即通知老轨、二轨，同时通知驾驶台停车。
老轨、二轨下机舱检查至No.1缸后部时，发现大量水从缸套部位流出，水被气流吹成水雾。
此时由于惯性，主机还没有完全停下来，尚看不清具体的破漏处，待主机转速进一步下降、气流减小后，发现冷却水套有一道约10mm宽、自上而下的贯通裂纹，水从裂纹处流出。
再进一步检查：发现N0.1缸缸套在透平侧自缸套上沿始有大约100cm长纵向裂纹，在纵向裂纹的两侧有3道横向裂纹。
进一步检查其它缸情况，均有不同程度的裂纹。
公司接到船上报告后，紧急安排在拉斯帕尔马斯港更换了N0.1缸套，同时紧急订购其它缸备件并计划在荷兰、比利时供船。
9月10日，该轮先后抵达鹿特丹和安特卫普两港，由于时间原因(缸套备件没有现货)，只好在第一港安排服务工程师上船，对已裂纹的N0.2、3、4、5、6主机缸套进行临时性修理。
10月21日，该轮抵阿姆斯特丹港，公司紧急定购4只缸套备件供船，另一只仍在韩国加工，计划安排在加拿大供船。
同时安排修理机舱行车，指导船舶换新N0.3、N0.5缸套，因船期原因，无法完成全部缸套换新。
船用柴油机汽缸盖裂纹原因分析
描述：基于汽缸盖作用和所处位置可知，汽缸盖螺栓受预紧力、缸套反力影响，冷却水腔受水后会出现腐蚀现象。
汽缸盖因结构相对比较复杂、金属分布不均，而导致各部位温差相对较大，所以会承受非常大的机械、热应力，船用柴...摘要：基于汽缸盖作用和所处位置可知，汽缸盖螺栓受预紧力、缸套反力影响，冷却水腔受水后会出现腐蚀现象。
汽缸盖因结构相对比较复杂、金属分布不均，而导致各部位温差相对较大，所以会承受非常大的机械、热应力，船用柴油机汽缸盖容易受到破损，本文将对船用柴油机汽缸盖裂纹原因进行分析，并在此基础上提出一些建设性建议，以供参考。
裂纹是现代船用柴油机汽缸盖常见故障问题，汽缸盖裂纹产生的根本原因在于机械应力、热应力周期作用；同时，汽缸盖工作条件相对比较恶劣，而且其底部位置与高温和高压燃气直接接触，因此会承受非常高的机械性负荷、腐蚀损坏以及热负荷作用，这对船舶而言，具有非常重大的影响。
因此，在当前的形势下，加强对船用柴油机汽缸盖裂纹问题研究，具有非常重大的现实意义。
1、船用柴油机汽缸盖裂纹原因分析汽缸盖裂纹问题是现代船用汽缸盖最为常见的一种故障，裂纹产生的根本原因在于机械性、热应力周期作用。
对于船用柴油机而言，其汽缸盖裂纹通常出现在底面孔与孔、孔圆角位置。
具体裂纹原因表现在以下几个方面：1.1冷却不良造成的裂纹当汽缸盖冷却水侧产生铁锈、结垢问题时，触火侧温度会随之上升，如果周期性地与吸入低温的扫气空气相接触即产生热应力，导致汽缸盖阀孔周围产生严重的裂纹病害。
由于冷却水流通不畅，经常会形成气袋，因此难以确保蒸汽、空气逸出，最终出现局部过热、产生热应力。
一般而言，冷却水中含有大量的溶解氧，随之水温的不断升高，就会逐渐分离出来；如果冷却水温度再次升高，那么就会随着其急速蒸发而产生大量的蒸汽；如果难以从逸气管排出，就会在水流缓慢位置慢慢的滞留下来，最终形成气袋。
1.2爆发压力太高实践中可以看到，因船底污秽而导致阻力增加，主机长期应用后会降低功率，如果想要维持原来的功率，就要加大油门，从而导致柴油机超负荷运转，最终造成爆发压力太高。
船舶柴油机汽缸盖裂纹及其检修
船用柴油机汽缸盖裂纹及其检修方法汽缸盖作为柴油机的固定机件，也是柴油机组成部分。
船用柴油机汽缸盖的结构形式繁多，随机型不同而异。
在其上通常布置有排气阀、喷油器、示功阀、启动阀、安全阀以及驱动机构等，汽缸盖的内部要布置相应的流道、孔道及冷却水腔等，因此各种形式的气缸盖的共同特点是结构复杂，孔道较多，壁厚很不均匀。
柴油机气缸盖不仅结果复杂，而且工作条件、受力情况也十分复杂、恶劣。
气缸盖的底面直接与高温高压燃气接触，不仅受到高温高压燃气的腐蚀和冲刷，而且承受较高的机械负荷与热负荷；底面在燃气的爆发压力下产生很大的机械应力，壁厚与温度的不均匀导致较高的热应力；螺栓的预紧力使气缸盖承受着压应力，并与燃气压力共同作用使气缸盖受到弯曲作用。
此外，冷却水腔还受到水的腐蚀。
正是由于汽缸盖如此恶劣的工作条件，致使汽缸盖很容易损坏。
通常损坏形式为：其底面和冷却水腔容易产生裂纹，还有气阀底面和导套容易磨损、冷却水侧被腐蚀等。
一：气缸盖出现裂纹的部位船用柴油机气缸盖的裂纹主要发生在气缸盖底面有应力集中的地方，如孔与孔之间或空的圆角处、冷却水腔的截面变化等。
产生裂纹的具体部位则随机型、气缸盖的结构和材料部不同而不同。
船用四冲程柴油机在进排气孔和喷油器之间以及阀座面上容易产生裂纹。
当裂纹产生在底面时，多为径向裂纹；当裂纹产生在外部时，裂纹大多是从中央喷油器孔向进排气阀孔扩张，这是由于小孔处的应力集中所致。
二：气缸盖出现裂纹的原因气缸盖裂纹是气缸盖较为常见的故障。
气缸盖产生裂纹的根本原因是热应力和机械应力周期性的作用。
在交变的热应力和机械应力的作用下，将产生疲劳裂纹，从而导致气缸盖裂纹。
具体分析气缸盖产生裂纹主要有以下几个原因。
1：结构设计上的原因气缸盖底面气阀孔周围之所以常产生裂纹，主要是是因为该处有较大的表面积，因此，受热膨胀和冷却收缩速度都比较大。
例如，柴油机工作一段时间停车后，气缸盖温度分布变化剧烈，热量通过冷却水和进排气通道迅速散发，所以在气阀孔处易产生裂纹。
柴油机缸盖、缸套裂纹的原因、现象和预防措施
柴油机缸盖、缸套裂纹的原因、现象和预防措施
柴油机气缸盖、气缸套裂纹的现象有哪些？
1）启动前冲车时，示功阀有水汽或水珠喷出；
（2）打开气缸检查口并盘车可以发现活塞顶部有积水；
（3）气缸冷却水耗量明显增加，气缸冷却水压力表抖动，气缸冷却水出口温度高；
（4）膨胀水柜有大量气泡；
（5）四冲程机的滑油循环柜中的水分明显增加。
★柴油机气缸盖、气缸套裂纹的原因有哪些？
（1）冷却水水质处理不当，冷却水调节过低或过高；
（2）柴油机燃烧不良（往往造成缸套上部裂纹）；
（3）气缸过度磨损或拉缸；
（4）柴油机在超负荷下长期工作；
（5）吊缸时在缸内留有异物或汽缸盖水击。
★防止柴油机汽缸盖、气缸套裂纹的预防措施
1）加强冷却水化验和投药处理，定期清洁冷却水腔；2）注意汽缸水温度控制在规定范围内并尽可能偏高一些；3）加强燃油系统和换气系统的维护和管理，避免汽缸局部过热或造成过度磨损、拉缸；4）定期检查调整喷油设备，防止单缸超负荷；5）启动前充分暖机；机动操纵时，尽量避免加速和减速过快。
6）检修期间严格按照说明书的要求上紧缸盖螺栓。
柴油机缸套裂纹原因和避免措施
MAN K6Z70/120E型柴油机缸套裂纹原因和避免措施1 引言:MAN K6Z70/120E型机为老机型，目前轮机管理人员在远洋和近洋船舶仍能遇到这种型号的主柴油机。
笔者认为管理上最大的问题是缸套裂纹。
该型机早已淘汰，缸套备件难以订购，因此缸套裂纹问题应引起轮机管理人员足够重视。
本文以笔者在“XX”轮工作期间主柴油机缸套裂纹为例进行原因分析，结合工作经验提出避免措施，希望能对轮机管理人员起到借鉴作用。
2 K6Z70/120E型机基本参数和构造:“XX”轮1976年由日本建造，主机机型为KAWASAKI&MANK6Z70/120E。
缸径700mm，冲程1200mm，最大持续功率9300PS，额定转数145RPM，最高爆发压力Pz为76kg/cm2，平均指示压力11.97kg/cm2，压缩比10.86，发火次序l-5-3-4-2-6，压力和温度参数见表1。
表l K6Z70/120E型机压力和温度参数缸套冷却水与活塞冷却水属于同一泵浦同一系统水，压力靠缸套冷却水进机阀调整，从而各自达到压力范围；淡水进机温度是一样的无法额外调整，因而活塞和缸套进机温度相同。
增压系统由两部定压增压的增压器和活塞底部泵气增压系统组成，无鼓风机，其中NO.2、NO.3、NO.5、NO.6缸活塞底部有泵气作用，NO.1和NO.4活塞底部空间通大气无泵气作用。
低负荷时扫气压力0.4bar以下，压力继电器动作使液压转换阀打开，使活塞底部泵气后的空气去透平后的并联喷管系统喷射引流(INJECTION WORKING)，增加增压空气压力防止低负荷喘振；高负荷时扫气压力0.4bar以上并联喷管系统不工作(INJECTIONNOT-WORKING)，活塞底部泵气空气经过NO.3空冷器冷却后直接与增压器增压空气并联进入扫气箱。
该型机为半回流扫气。
缸套上排排气孔共6个，主要布置于缸套一侧范围，其中中间排气口较大。
下部进气口共10个，布置于缸套圆周285°范围一侧。
船舶柴油机气缸盖的裂纹及其检修工艺
螺 钉 扣合 工 艺在 气缸 盖 裂纹修 理 中的 应 用 ，具 有 一 定
的 实用意 义 。
修理
关 键 词 ：船 舶 柴 油 机 气 缸 盖 裂 纹 应用
检 查
气 缸 盖是 柴 油 机 的固 定机 件 ，是 柴 油机 燃烧 室 的 组成 部分 。 船用 柴 油机 气 缸盖 的 型式 繁多 、 构 各异 。 结 在气 缸盖 上 通 常布 置进 排气 阀 、 喷油 器 、 功 阀 、 动 示 启
等于额定值 ， 再将支点固定 ； 如果 Ｐ ） 额定值 ， 则将图 ４中 的支点 Ｆ： 移 ，直 到 Ｐ 等 于额 定 值 ，再将 支 点 下 固定 ； 如果 Ｐ 等 于 额定 值 ， 明调 节状 况 理 想 ， 说 不必
实验时 （ 理想 工 况 ） 测示 功 图仔 细 比较 ， 所 正确 选择 调
修 理前 ， 应进 一步 查 明裂纹 的部 位 、 度 ， 长 可采 用
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船 舶柴 油 机 气 缸 盖 的 裂 纹及 其检 修 工 艺
宁 波 海运 集 团 总公 司 施 洪新
［ 内容 提要 ］ 文详 细论 述 了柴油机 气缸 盖 裂纹 产 此 生的部 位 、 因 、 查 方法 ， 原 检 并介 绍 了波浪键 —— 密封
整 时 机 ， 保 主机经 济可 靠地 运行 。 确
＜ 航海技术 ＞ ２ ０ 年 ０２
第４ 期
维普资讯
２ １ 设 计 不合 理及 材 料 内部 缺 陷 ．
结 构或 受 力不 合 理 、 渡 圆角 太小 、 过 材料 内部有 缺
陷 等均 会 引起 应力 集 中 ， 加速 疲 劳破 坏 。
２ 气 缸盖 裂纹 产生 的 原 因
气 缸 盖 产生 裂 纹 的根 本 原 因是 热应 力 和机 械 应力 的周 期 性作 用 。 在交 变 的热 应 力 和机 械应 力 的作用 下 ，
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描述：基于汽缸盖作用和所处位置可知，汽缸盖螺栓受预紧力、缸套反力影响，冷却水腔受水后会出现腐蚀现象。
汽缸盖因结构相对比较复杂、金属分布不均，而导致各部位温差相对较大，所以会承受非常大的机械、热应力，船用柴...
摘要：基于汽缸盖作用和所处位置可知，汽缸盖螺栓受预紧力、缸套反力影响，冷却水腔受水后会出现腐蚀现象。
汽缸盖因结构相对比较复杂、金属分布不均，而导致各部位温差相对较大，所以会承受非常大的机械、热应力，船用柴油机汽缸盖容易受到破损，本文将对船用柴油机汽缸盖裂纹原因进行分析，并在此基础上提出一些建设性建议，以供参考。
裂纹是现代船用柴油机汽缸盖常见故障问题，汽缸盖裂纹产生的根本原因在于机械应力、热应力周期作用；同时，汽缸盖工作条件相对比较恶劣，而且其底部位置与高温和高压燃气直接接触，因此会承受非常高的机械性负荷、腐蚀损坏以及热负荷作用，这对船舶而言，具有非常重大的影响。
因此，在当前的形势下，加强对船用柴油机汽缸盖裂纹问题研究，具有非常重大的现实意义。
1、船用柴油机汽缸盖裂纹原因分析
汽缸盖裂纹问题是现代船用汽缸盖最为常见的一种故障，裂纹产生的根本原因在于机械性、热应力周期作用。
对于船用柴油机而言，其汽缸盖裂纹通常出现在底面孔与孔、孔圆角位置。
具体裂纹原因表现在以下几个方面：
1.1冷却不良造成的裂纹
当汽缸盖冷却水侧产生铁锈、结垢问题时，触火侧温度会随之上升，如果周期性地与吸入低温的扫气空气相接触即产生热应力，导致汽缸盖阀孔周围产生严重的裂纹病害。
由于冷却水流通不畅，经常会形成气袋，因此难以确保蒸汽、空气逸出，最终出现局部过热、产生热应力。
一般而言，冷却水中含有大量的溶解氧，随之水温的不断升高，就会逐渐分离出来；如果冷却水温度再次升高，那么就会随着其急速蒸发而产生大量的蒸汽；如果难以从逸气管排出，就会在水流缓慢位置慢慢的滞留下来，最终形成气袋。
1.2爆发压力太高
实践中可以看到，因船底污秽而导致阻力增加，主机长期应用后会降低功率，如果想要维持原来的功率，就要加大油门，从而导致柴油机超负荷运转，最终造成爆发压力太高。
压缩、暖机压力不足时，因加大喷油量而造成缸内积油过多或者更换喷油器，一次点燃后会产生爆震现象，进而造成安全阀跳开。
当喷
油泵、喷器不良或定时不当时，导致燃烧不正常，因燃烧室发生爆震，爆发压
力异常升高，进而造成柴油机出现震动。
在该种情况下，冷却水侧肋骨、水流导向肋应力值会随之增大，导致热应力、以及机械应力等明显增大。
1.3热负荷过大
对于船用柴油机而言，因长期在超负荷状态下运转，造成汽缸盖过热，产生汽缸盖裂纹。
实践中可以看到，因各缸功率存在着严重的不均问题，这使得汽缸盖长期超负荷运行。
由于喷油器自身的性能不良，导致喷射燃烧不完全、燃烧不良，进而导致汽缸盖触火侧大量积炭，缸盖底面因受到温度影响，在温度过热的环境下导致裂纹病害。
实践中可以看到，由于排气阀出现泄漏，使得阀座周围产生了大量局部过热问题，因此导致阀孔周边、阀盘周围边缘产生严重的裂纹病害。
1.4腐蚀影响
实际操作过程中，因冷却水处理不当而造成酸性腐蚀、碱性脆化，加之不同材料之间的电位差不同，经冷却水构成电化学腐蚀，导致船用汽缸盖裂纹病害。
同时，因燃油中含有一定量的硫或硫化物，燃烧后成会产生SO2，经氧化后又会产生SO；如果与燃烧室中的水分化合，就会形成硫酸，最终导致酸性腐蚀。
船用柴油机运转过程中，燃烧室内高温高压燃气直接与汽缸盖阀件、活塞组件以及汽缸套想接触；教学论文发表同时，燃气中一些低熔点灰分熔化后会附着在相应的零件金属表层，在高温条件下发生化学作用会导致零件表层受损、受到严重的化学腐蚀。
2、汽缸盖裂纹特征分析
对于汽缸盖内非穿透性裂纹而言，通常情况下会通过对汽缸盖、阀件等全面检查，可以发现其中的问题。
同时，还可以采用无损探伤检验法对汽缸盖裂纹进行全面的检查，以此来确定汽缸盖裂纹性质和具体位置。
实践中可以看到，船用汽缸盖产生穿透性裂纹时，总是表现出以下几个方面的特征：第一，启动前吹车过程中，示功阀会喷出一定量的水汽、水珠。
第二，对于船用二冲程柴油机而言，应当先将汽缸检查口打开，并进行盘车操作，这样可检查活塞顶部是否存在着积水问题。
第三，汽缸冷却水消耗量增加非常的明显。
第四，膨胀水柜中，存在着大量的气泡。
第五，汽缸冷却水出口的温度明显有所增加，而且柴油机滑油循环柜中也会出现大量的水分。
3、船用汽缸盖裂纹应对策略
基于以上对船用汽缸盖裂纹病害问题分析，笔者认为要想有效应对这些病害
与不足，实践中应当采取如下措施。
实践中应当时常确保汽缸冷却水微碱性，将冷却水的酸碱值控制在8至9
之间，以免因过酸环境而对汽缸盖产生腐蚀影响。
同时，还要确保冷却水量处于正常状态，确保稳定水温、进出口温度，以免冷却水泵出现失压问题。
当船底污秽、或受恶劣天气影响时，应当注意爆发压力过高现象，保持排气温度一直处于限值以下。
在此过程中，还要不断的强化燃油净化，坚决杜绝含水燃油进入到汽缸之中，以免硫酸等物质的产生，对其造成严重的酸性腐蚀。
船舶长期航行以后，进港之前一定要有留出走过的减速时间；当船舶停用时间相对较长后，再次启动之前，应当充分的对船舶进行预热，用车过程中严禁加速过快，用完后利用冷却水循环不能少于1一个小时的时间，让其慢慢冷却下来。
实际操作过程中，应当及时对喷油器、以及喷油泵进行保养，以免因雾化不良而导致爆压过高，保证喷油定时准确、保证汽缸冷却水温度适当。
同时，还要坚决避免船舶长期超负荷运转，避免其产生过热现象；按时将汽缸盖、活塞进行清洁，及时检查燃烧室。
缸盖同定螺栓紧固时，应当严格按照厂家的规定力矩要求上紧，确保各螺帽力矩均匀度和安装质量。
结语
船用汽缸盖裂纹病害是气缸盖最为常见的故障问题之一，汽缸盖裂纹产生的根本原因是机械性应力、热应力周期性的影响，在上述应力的作用下，可能会产生疲劳性裂纹病害。
因此，实践中应当加强思想上的重视程度，轮机启动前应充分暖机，启动后决不可加速过快，同时还要对其进行及时的清理，尤其是冷却水腔中的铁锈和水垢，以确保船用柴油机汽缸的功能正常发挥。