I. Rekstrarumhverfi lokanna og helstu orsakir brots
Lokar í dísilvélum sjávar starfa í langan tíma við háhita og háspennuskilyrði. Þess vegna er lykilatriði að velja viðeigandi efni meðan á hönnun og framleiðsluferlum stendur til að tryggja að þau standist þetta harða starfsumhverfi.
Þegar vélin er í gangi myndar brennsla loft-eldsneytisblöndunnar í strokknum mjög hátt hitastig. Lokarnir eru háðir háhraðaáhrifum frá heitum, ætandi útblásturslofti, þar sem hitastig nær 700-900 gráðu. Þrátt fyrir að hægt sé að dreifa hita að hluta í gegnum loki leiðsögumenn og sæti að strokkahausnum eru kælingaráhrifin takmörkuð.
Að auki veldur skyndilegi innkoma fersks lofts tafarlausri kælingu lokanna, sem leiðir til hitastigsmismunar allt að 650-800 gráðu. Þessi til skiptis útsetningar fyrir miklum hitastigi leiðir til þreytu og skriðbrests, sem er verulega niðurbrot vélrænna eiginleika og slitþol lokanna. Ennfremur eru lokarnir næmir fyrir veðrun við hátt hitastig, sem leiðir til aflögunar og hugsanlegrar bilunar vegna leka eða sprungna.
Ójöfn hitastigsdreifing innan lokans, sérstaklega á lokaskífasvæðinu, þar sem hitastigsmunur getur náð 150-200 gráðu, býr til hitauppstreymi sem veldur aflögun hitauppstreymis. Þessi lélega hitaflutningur eykur vinnuhita lokans og skapar vítahring sem eykur vandamálið enn frekar. Undir miklum álagi og langtíma útsetningu fyrir háum hitastigi og þrýstingi er auðveldlega í hættu á uppbyggingu lokans, sem leiðir til ýmissa vandamála sem tengjast bilun. Í alvarlegum tilvikum getur þetta leitt til slysa.
Sérstök dæmisaga felur í sér sjávardísilvél sem mistókst eftir að hafa safnað 22.390 klukkustunda aðgerð og 2.116 klukkustundum eftir yfirferð. Rokkarahandlegginn af strokka A2 fannst beygður og vansköpaður og bæði inntak og útblástursventlar höfðu brotnað. Í þessari grein er greint frá skemmdum lokum, skoðar efnissamsetningu þeirra og formgerð smásjána og veitir innsýn í orsakir bilunar þeirra út frá niðurstöðum.
Greining á bilunarstillingum loki
Lokabilun er nátengd lokakerfinu og tilheyrandi íhlutum. Byggt á víðtækri reynslu hefur verið dregið saman mismunandi bilunarafyrirbæri lokana og aðal bilunarstillingarnar eru flokkaðar á eftirfarandi hátt:
1. Lokabrot
Þetta felur í sér beinbrot á ýmsum stöðum:
1) ** Lásgrópbrot **: Brot sem eiga sér stað í læsingargrópnum og nágrenni þess.
2) ** Brot við núnings soðna samskeyti **: birtist sem fölsk suðu, ófullkomin suðu eða tilvist suðuasvæða vegna óviðeigandi núnings suðu og tengingar. Undir miklu álagi meðan á aðgerð stendur getur þetta leitt til beinbrota.
3) ** Stembrot **: Brot sem eiga sér stað meðfram lokastönginni.
4) ** Höfuðloku dropi **: Brot við háls stilksins, sem leiðir til aðskilnaðar lokarhöfuðsins.
5) ** Höfuðblokk dropi **: Að hluta til aðskilnaður eða tap á höfðinu við stóra planið, hálsbogann eða keilulaga yfirborð, sem hægt er að skipta frekar í geislamyndun og strengjablokkbrot [3].
2.
Þetta felur í sér nokkrar tegundir af sliti:
1) ** Óhóflegur keilulaga yfirborðs klæðnaður **: Óhóflegur sliti á keilulaga yfirborðinu vegna of mikils núnings með lokasætuhringnum meðan á snertingu stendur.
2) ** Ójafn keilulaga yfirborðs slit **: Ójafn slit af völdum misjafns sæti við lokunarferlið.
3) ** Óeðlileg klæðnaður við lokastofninn **: Vandamál eins og óhófleg slit eða pottast við lokastöngina meðan á notkun stendur.
4) ** Óeðlileg slit meðfram lokastönginni **: Óhóflegur slit, misjafn klæðnaður eða gripinn af völdum óeðlilegs snertingar milli lokastofnsins og leiðarrörsins.
3. Valmyndun
Þetta vísar til röskunar á lokihöfuðinu af völdum þátta eins og áhrifa frá erlendum hlutum meðan á loki hreyfingu stendur. Það felur einnig í sér:
1) ** Keilulaga yfirborðsreyrnið **: af völdum misræmis milli lokans keilulaga yfirborðs og loki sætishringsins, sem leiðir til lélegrar þéttingar strokka. Í þessu tilfelli eru keilulaga yfirborð og höfuð eyðilögð af gasi, ofhitnað, sprungið og oxað. Ótímabært íkveikja í strokknum getur einnig valdið verulegri ofhitnun og veðrun á svæðissvæðinu.
2) ** Tæring með keilulaga yfirborðs **: Sprungu og skemmdir af völdum uppsöfnunar tærandi miðla frá brennsluafurðum á keilulaga yfirborði og háls lokans.
3) ** Bilun á yfirborði lags **: Óviðeigandi yfirborð og síðari vinnslutækni við yfirborð á keilulaga yfirborði eða stangarenda geta leitt til suðugalla eins og porosity, rýrnun helgi, sprungu og fölskum suðu, sem leiðir til bilunar í loki.
4) ** Ventilsfall **: Ventillinn fellur í hólkinn og verður árangurslaus vegna vandamála með öðrum íhlutum eins og lokasvind, lokasæti lokans og lokunarplötunni.
5) ** Sæthringur aðgreining **: Ventilsæthringurinn kemur út úr loki sætisgatinu í strokkahausnum við aðgerð vegna þátta eins og samsetningar, vinnslu og hitauppstreymis.
4. Aðrar bilunarstillingar
1) ** Ventilsbroti **: Ventilfjöðrar brotnar vegna galla eða óeðlilegrar uppbyggingar.
2) ** strokkahaus sprunga **: sprunga og leki strokkahöfuðsins við aðgerð vegna lélegrar kælingar eða kolefnisútfellinga í hólknum.
3) ** Piston Crown Belting **: Ofhitnun og bráðnun stimpla kórónu við notkun vegna lélegrar hitaflutnings, kolefnisútfellinga í hólknum eða óeðlilegum sprautuðum eldsneytis.
4) ** CRANKSHAFT FYRIRTÆKIÐ **: TILKYNNING tímaritsins vegna óeðlilegs smurningar og óeðlilegs snertingar.
5) ** Tímasetningarsjúkdómur **: Tímasetningarvillur af völdum fráviks í tímasetningarbúnaði eða kambásum.
6) ** Óeðlileg loki úthreinsun **: Óhófleg öflug úthreinsun vegna óeðlilegs slit á lokum íhlutum.
7) ** PUSHROD OG TAPPET FAILE **: Brot og aflögun ýta og tappet meðan á notkun stendur.
Eftirfarandi veitir ítarlega lýsingu á birtingarmynd og orsökum þessara bilunarstillinga, sem styður forvarnir gegn bilun og orsök greiningar.
Iii. Lokabilunartilraunagreining
Meðan á rannsóknarferlinu stóð voru gallaðir lokar íhlutir skoðaðir, með sérstaka áherslu á höfuðenda og stangarenda (Bent hluti) í lokastofunni til framlagningar og greiningar. Ýmsar skoðunaraðferðir voru notaðar ítarlega til að auka áreiðanleika niðurstaðna.
1. yfirlit yfir sýnin
Fjögur sýni voru lögð fram til skoðunar:
- Einn ósnortinn loki stilkur
- Tveir brotnir loki stilkar
- Einn misheppnaður strokkahaus
Eins og sýnt er á mynd 6, voru efnisgreiningar og samanburðarrannsókn á formgerð og málmfræðilegum aðstæðum á beinbrotum bæði ósnortinna og misheppnaða lokana til að styðja við bilun orsök greiningar og þjóna sem viðmiðun til að greina og koma í veg fyrir bilun.
Þessir tveir hlutar misheppnaða loki stilkur voru skilgreindir á eftirfarandi hátt:
- ** Hluti A (ósnortinn hluti) **: Ventil stilkur var ósnortinn bæði að framan og aftan.
- ** Hluti B (mistókst hluti) **: Sveppahöfuð loki stilkur að framan vantaði og vorið og ermi að aftan voru einnig fjarverandi. Lokastöngin í B -kafla var beygð, brotin og fest í erminni. Viðeigandi skilyrði eru sýnd á mynd 4.
Mynd 4 Sýnishorn til skoðunar
2. Skoðunargrundvöllur og búnaður
Skoðunin var gerð í samræmi við eftirfarandi staðla:
- Metallographic prófunaraðferðir (GB/T 13298-2015)
- Almennar reglur um rafeindgeisla örgreiningu galla í stálefnum (GB/T 21638)
Skoðunarbúnaðurinn sem notaður er felur í sér:
- Leica M205A steríó smásjá (SCW034)
- Zeiss axioplan2 sjón smásjá (SCW026)
- JSM skannar rafeindasmásjá (SCW030)
3.. Skoðunarárangur
Upphaflega var sjónræn skoðun framkvæmd. Fram kom að innan skemmda gatsins á framhlið strokkahöfuðsins var brotinn loki stilkur til staðar. Á gagnstæða hliðinni hélst vorhlutinn ósnortinn en á hliðinni með beinbrotaskemmdir vantaði vorhlutann, eins og sýnt er á mynd 5.
Mynd 5 Fjölbreytni formgerð misheppnaða hlutans
Í sundur og greining á strokkahlutanum
Hólkurhlutinn var tekinn í sundur hlið og beygður lokastönginn var dreginn vandlega út. Við skoðun kom fram að framan yfirborð strokka hlutans sýndi alvarlega slit. Ytri hringur hólksins sýndi merki um beinbrot, með upphafsbrotinu sem átti uppruna sinn frá yfirborði hringsins. Á gagnstæða hlið þar sem loki stilkurinn hafði brotnað var bilun sem tengist beinbrotum greind. Nánar tiltekið fannst sprunga á hinum enda slöngunnar, sem náði til ytri ramma, sem olli frekari sprungum, eins og sýnt er á mynd 6.
Mynd 6 Fjölbreytni formgerð misheppnaða hlutans og staðsetningu og beinbrot formgerð á hlífarbrotinu
Greining á beinbrotum í kafla B
Frá 汇总 og greining á misheppnuðum hlutum í kafla B er augljóst að það eru tvö aðgreind beinbrot með þremur samsvarandi beinbrotum. Þessir þrír brotfletir eru tilnefndir á eftirfarandi hátt:
- Brot yfirborð B1
- Brot yfirborð B2
- Brot yfirborð B3
Staðsetningar þessara beinbrots eru sýndar á mynd 7.
Mynd 7 Fjölbreytni formgerð loka stilkurinn í B -hluta bilaðs íhluta
Athugun á beinbrotum undir stereomicroscope
Brotflötin voru skoðuð með því að nota fjölþjóðlegar stereomicroscope. Fram kom að formgerð brotsins sýndi alvarlegt tjón vegna slita á höggum. Brotflötin B2 og B3 tengjast hvert öðru. Á B3 beinbrotum voru staðbundnar þreytustrákar greindar, þó að þær séu daufar og varla greinanlegar. Uppruni brotsins er staðsettur við brúnina, eins og sýnt er á myndum 8 og 9.
Mynd 8 Fjölbreytni stereoscopic formgerð á uppruna staðnum á Valve Stem höfuðbrotinu
Mynd 9 Makroscopic stereoscopic formgerð loki stilkur beinbrot í B -hluta bilaðs íhluta
Samanburður á yfirborðsskemmdum og uppruna í beinbrotum í þremur loki stilkur
Samanburðargreining á þremur lokum stilkur leiddi í ljós að staðsetningar yfirborðsskemmda sýndu mikla líkt. Ennfremur var skýr staðsetning fylgni milli brots uppruna og svæða yfirborðsskemmda, eins og sýnt er á mynd 10.
Mynd 10 Makroscopic stereoscopic formgerð loki stilkur höfuð
Aflögun af völdum áhrifum sést í lok höfuðfjöðru og spón úr málmum fest við innri vegg vorsins. Þetta skemmdir samsvarar yfirborðsskemmdum á lokastönginni, eins og sýnt er á mynd 11.
Mynd 11 Fjölbreytni stereoscopic formgerð vorhjálparsvæðisins við Valve Stem Head
4.. Skoðunar niðurstaða
Hægt er að skipta brotnu loki stilkurinn sem lagður er fram til skoðunar fyrst og fremst í þrjá hluta: höfuðendinn, Bent Stem hlutinn og lokasætið. Nálægt beinbrotsfleti lokans stilkur sáust fínar þverbrot með dýpi á bilinu 4 til 10 μm. Þessar sprungur leiða til streituþéttni við rætur sínar. Undir áhrifum ætandi umhverfis og endurtekinnar hreyfingar á sér stað þreyta sprunga, sem leiðir að lokum til brots á lokahöfuðinu.
Í kjölfar beinbrots lokastofuhöfuðsins verður hreyfing lokastofnsins ójafnvægi, sem veldur rekstrarlegum jamm, beygju og núningi við ermina. Þetta leiðir til sprungna og að lokum bilun í erminni. Í samanburði við ósnortinn loki stilkur var ákvarðað að þessar fínu sprungur eru vinnslumerki frá því að snúa aðgerðum. Þessi vinnslumerki þjóna sem upphafsgallar sem stuðla að því að hefja beinbrot. Íhluta litrófsgreining leiddi í ljós nærveru ætandi oxíðs innan fínu sprungna, í samræmi við þær sem finnast á yfirborð loki. Tilvist þessara oxíðs flýtir fyrir tæringu efnisins og stuðlar að sprunguútbreiðslu.