第7章1 气缸盖和气缸套的检修

9月11日，该轮抵AMSTERDAM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。同时安排汉远修理机舱天车，指导船舶用10吨葫 芦换新N0.1、N0.3缸套，因船期原因，无法完成全部缸 套换新。9月18日开航，航行期间将主机转速控制在 70RPM左右，工况基本正常，期间公司进行了24h全程跟 踪。29日，该轮抵加拿大SEVEN ISIANDS港。公司紧急 安排剩余1只缸套以及天车备件供船，在当地完成了剩 下3只损坏缸套的更换。至此，该轮主机缸套裂纹故障 得到最终解决，完全恢复了主机的正常工况。
随着使用劣质燃油会将阀面和阀座很快冲蚀烧坏， 并逐渐扩大，影响压缩压力和燃烧恶化，车速下降， 若再增加油量来提高车速，此时后燃更加严重，增 压器供气匹配失调后，就引起喘振等一系列的不良 后果。
经Байду номын сангаас与教训
1. 人事调动是应该的，但在短时间内不要形成走马灯 形式，这是一方面。另一方面调动之前对新机型要 有一个短时间的培训，经考核合格，方允许接替。 2. 随机外文说明书等，特别是检修管理方面的资料， 上级有关部门可考虑组织人力及时翻译出来交船。
经验与教训
1．这种机型的类似故障，屡有重复发生，国产 75／160B型和43／82型亦有时发生，所以机率是 很大的，因此一定要吸取在安装缸盖前，坚持使 用模板校验。 2．在起吊缸盖时，要轻轻先试用一下，以观察 缸盖有无粘结，避免猛拉将缸套拔起。 3．原拆原装时的密封圈位臵要有记号做好，以 防移位后不吻合而引起漏气。
在气缸套外表面上部支承凸缘 的根部多发生周向裂纹，可裂 穿，甚至整个圆周上裂纹连通， 造成支承凸缘以下部分缸套脱 落的严重事故。
冷却侧流道设计结构不良
冷却水流速过高
局部过度冷却
热应力过大
冷却侧裂纹
冷却水道根部应力集中
2.
气缸套内圆表面裂纹
死水或涡流区 交变热应力过大
冷却水腔结垢 拉缸
气缸套内圆表面裂纹 燃油黏度过高 排气温度过高 喷射压力较大
2 原因分析
众所周知，MAN B&W是一个成熟型机械制造厂，已生产出几 千台同样类型的主机，从设计和材料使用上，不会不考虑机 械应力，高频热应力和低频热应力。为了排除这些应力的可 能，故障发生后，查阅了大量技术资料，并通过定量的计算， 证明不是上述三种应力产生的裂纹。仔细观察分析裂纹种类 与分布，其具有一定的规律性，即裂纹都在同一个方向且大 约同一个位臵出现，且位于缸套的前左和右后位臵，并呈对 角分布。该型主机设计为两油头，裂纹的位臵则正好被对面 油头油嘴所指向。并沿缸套顶部径向和缸套内壁纵向发展， 裂纹在不断地发展，其速度较快。损坏的5缸缸套顶部凸缘 裂纹沿径向贯穿，所有裂纹都是从缸沿直角处开始然后向纵 深发展。即缸套的裂纹源于缸套局部热疲劳，而缸套的局部 热疲劳是燃油长期喷溅燃烧产生的局部高温的结果。
分析与处理
该轮购进后二年间先后共调换轮机长三人，大管轮二人， 交接时对机舱设备性能介绍较少。由于该机排气阀的凸轮 顶升机构是使用液压顶升，又故障发生时在职轮机长和大 管轮都没有做过这种机型，故在更换排气阀后对其间隙调 整，仍按老式柴油机一般方法操作调整。气阀从冷态向热 态转变时，凸轮与滚轮之间，和摇臂与阀杆之间的间隙将 会随热胀而减少，为此需预先留有一定间隙余地。同理液 压缸内在无油压情况下，它与顶杆间的油垫未起，因此在 冷态时油泵未启动，顶杆未抬起情况下此时调整好的间隙， 仅是摇臂和顶杆之间的间隙(约0．50毫米)，而没有考虑 留下油泵启动后的油垫间隙(约0．50毫米)，这样当主机 启动后运行时，排气阀在热态情况下就不能闭合。
3、气缸套裂纹的检修 经验判断 观察法 水压试验
着色探伤
某轮主机缸套裂纹
某轮是上世纪90年代末在大连造船新厂建造的船 舶，载重吨149135t，主机型号为B&W6S70MC，大连 船用柴油机厂制造，六缸机，功率14300Kw，额定 转速85RPM。2005年7月，该轮航行期间，主机所有 缸缸套均发生程度不一的裂纹，经过安排临时修理 维持航行，并紧急定购备件陆续供船，至9月底， 所有缸缸套换新。
3、气缸盖裂纹的修理
• 钳工修理：用锉刀、油石、风砂轮等工具打 磨，消除裂纹；裂纹小于壁厚3%。 • 焊补：先修锉 • 金属扣合： • 胶粘剂 • 镶套： • 覆板： 气缸盖裂纹修理后，应对冷却水腔进行0.7Mpa的 水压试验，以检验修理质量。
缸盖打不开
事情经过
某轮主机为B&W7K62EF型，1977年日本造。一天航行中发 生第6缸缸盖附近有严重的气流声，经进一步观察，判定 是排气阀漏，抵港后即进行吊缸盖，准备拆检排气阀，谁 知在吊缸盖时，竟连同缸套一起拉出来，并且将气缸油注 油器接杆也拉断。吊出后结果两者分不开，只好仍装还， 并换新注油器接头。回国后经技术领导部门协助，采用力 偶原理，即选一边相邻的两只缸头螺帽不拆卸，并略为敲 紧一些，其余全拆下。然后在未拆的螺帽对角处，选用一 只适中的千斤顶，放在缸盖下部有加强筋的位臵旁垂直放 好，泵压时一边慢慢压泵，一边在缸盖周向用大榔头垫木 块作锤击震动，油泵压力一直由20MPa上升到80MPa时， 伴随一声巨响，缸套和缸盖终于分开。
（1）操作管理不当：
2、气缸盖的裂纹原因
加速太快、频繁启动、超负荷、冷却润滑不良、停车 后立即停冷却水； （2）维护保养不良：
不及时吊缸，冷却水处理，螺栓受力不均；
（3）设计不合理及材料缺陷
2、 气缸盖裂纹的检查
• （1） 观察法 ： • （2） 水压实验：（裂穿性裂纹） • （3）无损探伤：渗透探伤、磁粉探伤、超声波探 伤。 • （4）航行中：A.冷却水压力波动（或冷却水温升 高、淡水消耗量增加、扫气箱有水流出、膨胀水 柜透气管有气泡冒出或冷却水中有油星等）；B. 冲车示功阀有水汽或水柱；C.油低壳的油位升高 或乳化；D.吊缸时观察零件表面是否有水锈。
• 3、气缸套磨损的修复
– （1） 磨损量未超标： • 轻微拉痕：粗粒度金刚沙磨石或砂纸； • 较轻擦伤：用油石、锉刀、风砂轮等手工消 除。 – （2） 磨损量超标： • 镗缸 • 修理尺寸法：镗缸，选配新的活塞组件。 • 恢复尺寸法：镗缸+电镀（Cr或Fe）
二、气缸套裂纹的检修 1. 气缸套冷却侧裂纹
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.5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，船上判断为缸套的冷 却水套裂，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N0.5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三道横向裂 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 N0.5缸套，同时紧急订购其它缸备件并计划在荷兰、比利时 供船。7月30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 METALOCK服务工程师上船，对已裂纹的N0.1、2、3、4、6主 机缸套进行临时性修理。
第二节 气缸套的检修
• 常见的失效形式：内圆表面的磨损、裂 纹和拉缸；外圆表面的穴蚀和裂纹。
一、磨损的检修 • 1、检测：
• 指标： 磨损率、圆度误差、缸径最大增量 • 部位： • 工具：样板+内径千分尺
• 2、标准：
• 磨损率： 铸铁：0.1mm/kh； 镀Cr：0.01~0.03mm/kh； • 说明书 • 船级社的标准；
2、气阀座损伤修复
手 工 研 磨 气 阀 铰 刀
堆 焊
镶 套
气阀与阀座的密封性检查
(1)在气阀锥面上用铅笔每隔3-5mm画一条线，然 后将阀装入阀座，压住阀盘并转动90º 。取下气 阀观察其上的铅笔线，若全部被擦掉，表明密封 性良好，研磨质量高。 (2)将气阀装入阀座，手动使之起落数次敲击阀 座，若座面上呈现一连续光环，表明气阀与阀座 密封性良好。 (3)将气阀装入阀座，在阀座坑内阀盘底面上倒 入煤油，5min后擦净煤油并迅速提起气阀，观察 配合面上有无渗入煤油，没有煤油渗漏，表明密 封性良好。
48、粘接剂主要用于修理有________的零件 A、裂纹和断裂 B、变形 C、磨损D、超差 49、无机胶粘剂主要有磷酸盐类和________盐类两种 A、硫酸 B、铬酸 C、硝酸 D、硅酸 50、气缸套与气缸体配合面上的大面积铸造缺陷(砂眼)的修补通常 选用_________ A、高分子密封胶 B、氧化铜无机胶粘剂 C、喷焊 D、喷涂 51、________磨损腐蚀后不需研磨加工修复 A、出油阀 B、厚壁轴瓦 C、针阀 D、空压机阀片 52 、 在 船 上 空 调 压 缩 机 的 进 排 气 阀 阀 片 需 要 研 磨 时 , 应 采 用 _______方法进行 A、在平板上沿8字形轨迹研磨 B、在平板上沿0字形轨迹研磨 C、互研 D、机械研磨 53、船上通常采用_____修理主机排气阀的阀座与气阀密封面 A、刮刀 B、锉刀 C、车床 D、气阀研磨机
第一节 气缸盖的检修 结构复杂 结构 特点
孔道较多
壁厚不均
工作条件 触 火 面 冷 却 面
螺 栓 预 紧 力
一、气缸盖的裂纹
1、 气缸盖裂纹的部位
（1）气缸盖底面裂纹： 一般发生在过渡圆角处和孔之间， 即应力集中处。 （2）气缸盖冷却侧裂纹： 多发生在冷却水道环形筋的根部应 力集中处，并沿圆周方向和向深处 （即触火面）扩展，以至使气缸盖 裂穿漏水或者在孔壁上产生裂纹。
1 故障及处理经过
7月16日，该轮71航次从南非到荷兰的航行途中，23:57主 机No.5缸扫气箱高温报警，主机自动降速，值班轮机员立 即现场触摸各缸盘根箱道门温度，感觉无明显异常，以为是 温度传感器故障，遂将该警报SKIP复位后，主机开始自动 加速程序。17日00:11，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(00:11:04)、主机 缸套水低压报警(00:11:09)、缸套水备用泵自动启动 (00:11:17)，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。
分析与处理
这种机型同一系列的有VTBF，VT2BF等型，据了解都曾发 生缸盖打不开，其原因主要是设计缸盖与缸套接合面都是 采用了锥形体，当密封圈装配不当后，会产生燃气泄漏， 易引起锥面结炭粘牢，以致缸盖打不开。根据制造厂要求， 安装缸盖之前，应对缸套搭口处用模板拂准，拂校时在模 板下还需垫上一毫米厚的垫片，这样装还缸盖在自由状态 时，正好有1毫米厚的间隙，待上紧螺帽后，就使两者锥 面贴得很紧而无间隙，可以保证不漏气，拆缸盖时也不会 有粘牢的现象。
43、组合式活塞顶部严重烧蚀后可以采用____比较经济 A、局部更换 B、成套更换 C、尺寸选配法 D、局部更换和成套更换 44、零件采用堆焊翻修可以是________或_______翻修 A、表面/局面 B、主要部位/次要培位 C、局部/整体 D、表面/整体 45、铜管或小直径钢管的裂缝和断裂常采用______修复 A、气焊 B、电焊 C、等离子焊 D、电渣焊 46、铸铁件的黄铜钎焊修复的优点是__________ A、零件上两种颜色 B、接头无白口,也不会产生裂纹 C、延长零件使用寿命D、质量可靠 47、有机粘度技术接力强,____较高,但不如焊接和铆接 A、强度B、疲劳强度C、粘接强度D、温度
二、 气阀及阀座面的检修
1、气阀座的损伤
磨 损
烧 伤
裂 纹
微动磨损 气 阀 座 磨 损 磨粒磨损
腐蚀磨损 疲劳磨损
气阀座烧伤
气阀变形和积炭 阀盘磨损过大
阀杆导管间隙太小
阀盘变形 气阀座裂纹
排气阀严重烧蚀
事情经过 某轮主机为B&W6K74EF型，1979年造，87年我国以二手船 购进。89年初开始个别缸发生排气阀漏气，排温随之逐步 提高，至年中已发展到4只缸排气阀严重漏气，主机转速 下降较多，若增加油门提高转速，则增压器就发生喘振， 在这种情况下被停航检修。排气阀拆出后，其阀面及座均 因受高速气流的冲刷而侵蚀严重，只好换用备件，装妥开 航后不久排气阀仍漏，于是命其返航。上级技术领导部门 派有关专家至船了解情况，查阅资料、说明书等，得知在 更换排气阀后调整间隙方法不对，没有先开动凸轮轴润滑 油泵，后来按说明书上方法进行调整，该故障即消除。