Выявление дефектов деталей судовых механизмов внешним осмотром

Для осмотра все детали судовых механизмов тщательно очищают от грязи и масла. Ниже перечислены дефекты различных деталей, вы­являемые внешним осмотром.

Рабочие цилиндры и цилиндровые втулки поршневых механизмов.

Наработки (т. е. уступы), образовавшиеся на концах цилиндров или цилиндровых втулок вследствие сильного износа рабочих поверхностей по длине, соответствующей ходу поршня. Наработки образуются в ре­зультате некачественной сборки, если не было предусмотрено свисание поршневых колец на величину (0,154-0,30) к от рабочей поверхности цилиндра или втулки (к— высота крайних поршневых колец). Тол­щина наработков не должна превышать 0,15—0,25 мм во избежание поломки поршневых колец (из-за удара о наработки).

Трещины, вызываемые чаще всего тепловыми напряжениями. Теп­ловые напряжения возникают вследствие недостаточного прогревания (у паровых механизмов) при пусках или недостаточного охлаждения втулок (у д. в. с.) из-за накипи, образовавшейся со стороны камеры охлаждения. Причиной появления трещин также являются гидравли­ческие удары в цилиндрах (у паровых механизмов) и коррозионные разъедания с наружной стороны втулок (у д. в. с).

Коррозия. У паровых механизмов наружная поверхность цилинд­ров корродирует вследствие того, что за обшивку попадает влага; на рабочей поверхности коррозия появляется во время стоянки. У д. в. с. цилиндровые втулки и цилиндровые блоки подвергаются коррозии со стороны камеры охлаждения, причем особенно сильно при использо­вании забортной или загрязненной воды.

Царапины, задиры и вмятины получаются в тех случаях, когда в цилиндры вместе со смазкой, паром или топливом попадают посто­ронние твердые тела. Царапины и задиры возможны также вследствие неправильного соотношения твердости материала поршневых колец и цилиндров.

Поршни. Неравномерное истирание трущихся поверхностей кана­вок из-за скольжения уплотняющих колец перпендикулярно оси порш­ня. Чтобы определить этот дефект, в нескольких местах измеряют штангенциркулем или частью кольца и щупом высоту канавки. Наибо­лее точное измерение достигается мерительными плитками. При нерав­номерном истирании трущихся поверхностей канавок в них образуются наработки и сминаются наружные кромки, что можно определить на ощупь, осмотром через лупу и измерением высоты канавки по всей глубине.

Обгорание донышек поршней. Донышки поршней у д. в. с. обго­рают от действия высоких температур при неправильных установке и работе форсунок, при плохом охлаждении. Иногда донышки поршней не только обгорают, но и прогорают. При обгорании уменьшается тол­щина донышка, изменяется структура металла, что в конечном итоге приводит к снижению прочности поршня. Обгорание обнаруживают осмотром, а величину его измеряют щупом и шаблоном, изготовлен­ным по построечному чертежу или по донышку неповрежденного поршня.

Трещины чаще всего возникают у поршней д. в. с. вследствие тя­желых температурных условий работы и от ударов, а также из-за кор­розии со стороны камеры охлаждения.

Разъедания внутренних поверхностей поршней у д. в. с. получают­ся в результате агрессивного действия охлаждающей жидкости, осо­бенно при повышенных температурах.

Фундаментные рамы машин и двигателей. Трещины, поломки фланцев, происшедшие из-за вибрации машины или двигателя вслед­ствие недостаточной жесткости фундаментов, неуравновешенности греб­ного винта или самого двигателя, неправильной центровки судового валопровода.

Корпуса турбин. Трещины, свищи, коробление горизонтальных разъемов вследствие некачественной термообработки при постройке, чрезмерных внутренних напряжений у фланцевых утолщений, у при­ливов для концевых уплотнений, в ребрах жесткости

и т. д.

Выявить трещины, помимо осмотра, можно легким обстукиванием. Чтобы проверить коробление горизонтальных фланцев, их очищают и накладывают верхнюю половину статора (крышки) на нижнюю, а за­тем определяют щупом зазоры в стыках. Если измеренный зазор пре­вышает 0,2 мм, поверхности разъемов необходимо пригнать.

Диски и диафрагмы паровых и газовых турбин. Загрязнение лопа­точного аппарата (покрытие лопаток, особенно ступеней высокого дав­ления паровых турбин, котельной накипью); эрозии и коррозии лопа­ток, дисков и диафрагм, следы задевания и натиров; трещины и полом­ки лопаток, дисков и диафрагм; ослабление дисков на валу; деформа­ция дисков и диафрагм. Большинство перечисленных дефектов возни­кает от действия высоких температур, от попавших в турбину посто­ронних тел, неуравновешенности ротора, выплавления опорного или упорного подшипников.

Крышки цилиндров д. в. с. Обгорание, разъедание и трещины, происходящие по тем же причинам, что и у поршней д. в. с.

Водяные блоки насосов. Разъедание и трещины; нарушение поса­док и гнезд клапанов и пригонки клапанов по гнездам; истирание и задиры вставных рубашек; износ, трещины и поломки клапанов, от­бойников, пружин, поршневых колец, поршневых штоков; интеркри­сталлическая коррозия чугунных и бронзовых деталей, в результате чего чугун становится чрезмерно мягким, а бронза — хрупкой.

Коленчатые, упорные, промежуточные и дейдвудные валы. Исти­рание, наработки, задиры и разъедание трущихся поверхностей; раз­работка отверстий для болтов во фланцах; трещины, прогибы и по­ломки. Причинами перечисленных дефектов являются трение, воздей­ствие агрессивных сред, в частности морской воды, плохое качество смазки и смазывающих материалов, неправильные допуски и посадки, неточная укладка и центровка валов.

Подшипники и ползуны. Трещины и отставание антифрикционного сплава от тела детали. Отставание антифрикционного сплава является одной из основных причин образования в нем трещин, особенно если перезалитая деталь в сопряжении с другой имеет значительный зазор и в работе испытывает действие знакопеременной или ударной на­грузки.

Главной причиной отставания антифрикционного сплава от тела подшипника и ползуна следует считать усадку этого сплава в период затвердевания после заливки.

Впускные, выпускные клапаны и форсунки д. в. с. Разрыв прокла­док под фланцами стаканов клапанов, пропуски между тарелкой и гнездом при закрытом клапане; обгорание и коробление тарелки кла­пана; прогиб штока клапана или иглы; заедание и заклинивание штока клапана или иглы; засорение сопловых отверстий; подтекание форсун­ки, значительный пропуск топлива через неплотности в направляющей части иглы; поступление топлива из нагнетательной части форсунок в полость охлаждения; разрыв клапанов; поломка нажимных пружин клапанов и форсунок. Перечисленные дефекты получаются в тех случаях, когда между рабочими поверхностями клапанов и форсунок попадают посторонние твердые тела, отчего на этих поверхностях об­разуются царапины и трещины. Кроме того, причинами дефектов вы­пускных клапанов и форсунок являются низкое качество поковок и от­ливок, недоброкачественная механическая и термическая обработка, плохие пригонка и сборка деталей, неправильный выбор материала, усталость металла, работающего в тяжелых температурных условиях при знакопеременных и ударных нагрузках, неправильные зазоры меж­ду штоком клапана или иглой форсунки направляющей в стакане или направляющей иглы.

Если фильтрация топлива плохая и игольчатый клапан закрывает­ся неплотно, топливо подтекает и в концевой части сопла образуется нагар. Это приводит к засорению сопловых отверстий форсунки.

Зубчатые передачи. Поломка зубьев от ударных нагрузок, возни­кающих в том случае, если в зацепление попадает постороннее тело или от усталостных трещин. Зубья могут сломаться из-за некачественной термической обработки ободов.

Точечный износ (питтинг) имеет вид оспин, углублений в зоне на­чальной окружности. Это наиболее часто встречающийся и наиболее опасный вид разрушения зубьев шестерен. Питтинги возникают вслед­ствие усталости материала от механического перенапряжения его при одновременном действии смятия и волочения поверхности слоев. Обра­зованию питтингов способствует некачественная обработка поверхно­сти зубьев, наличие на ней большого количества микротрещин. Под действием внешних сил, приложенных к поверхности зубьев, микротрещины расширяются, в них проникает масло и создается большое давление, что в конечном итоге в сочетании со статическими и дина­мическими нагрузками приводит к разрушению поверхностей.

Задирание и сдирание рабочих поверхностей характеризуется об­разованием значительных царапин, задиров на вершинах зубьев колеса и шестерен. Причина этого дефекта — неудовлетворительная смазка или неправильная сборка зубчатого зацепления (сближение центров шестерен и колеса для установления нормального масляного зазора).

Скалывание или отслаивание характеризуется отделением боль­ших частиц от поверхности зубьев и в отличие от питтингов распро­страняется по всему зубу. Причиной отслаивания являются значитель­ные срезывающие напряжения, возникающие на большой глубине зубь­ев у перегруженных передач или при первых пусках редуктора, когда поверхности зубьев еще не получили наклепа.

Наволакивание, или накатывание, характеризуется разрушением эвольвентного профиля зубьев по начальной окружности, образова­нием заусениц на вершинах зубьев, канавок вдоль зубьев и утонением последних. Наволакивание происходит из-за слишком густой смазки, при которой масляная пленка обрывается, а температура между зубьями резко повышается, что приводит к пластическому состоянию материала на рабочей поверхности.

Выдалбливание характеризуется врезанием вершины зубца ведо­мой шестерни (колеса) в ножку ведущей и подрезанием последней. Причиной выдалбливания является неправильность центровки и сбор­ки (отсутствие необходимых радиальных зазоров в зацеплении).

Цепные передачи д. в. с. Дефектами цепных передач, возникающи­ми в процессе эксплуатации двигателей, являются: обрывы цепи; тре­щины роликов и втулок и задиры пальцев звеньев; выплавление, из­нос и отставание антифрикционного сплава в ступице направляющих звездочек, а также в ступице звездочек натяжного устройства; износ пальцев, втулок и роликов звеньев, в результате которого цепь удли­няется (вытягивается); износ зубьев звездочек; разрывы внутренних и внешних пластин (щек) звеньев по проушинам; износ полусфериче­ских шайб (чечевиц), повреждение резьбы штока и потеря упругости лружин натяжного устройства. Основными причинами, способствую­щими возникновению перечисленных дефектов, являются: низкое ка­чество изготовления деталей цепной передачи; неправильный монтаж цепной передачи (бой звездочек, непараллельность их осей, несоблю­дение необходимых зазоров в элементах цепи, неправильное зацепле­ние цепи с зубьями звездочек); недостаточность смазки цепи и шеек валов в местах посадки направляющих звездочек во время их работы.

Основной причиной разрыва цепи является возникновение в ней больших пульсирующих (динамических) нагрузок, особенно, если сво­бодные пролеты между звездочками значительны. Величина пульси­рующей нагрузки, ее частота и амплитуда на различных режимах работы двигателя и при различных натяжениях различны. При умень­шении натяжения цепи нагрузка на нее увеличивается «а всех режи­мах работы двигателя, так как возникают рывки в ветвях цепи. При ударной нагрузке происходит зарождение трещин в роликах, втулках и щеках звеньев цепи, которые, развиваясь, приводят к разрушению этих деталей. На рис. 3 показан один из многих случаев разрушения звеньев цепи в результате указанных причин.

Автоматические регуляторы. В измерительных устройствах регу­ляторов наиболее часто встречающимися дефектами являются: по­вреждение мембран вследствие превышения предельного давления сжатого воздуха, воды или пара, или же вследствие попадания на мембрану масла, бензина или других нефтепродуктов, разрушающе действующих на мембрану; потеря эластичности мембранного полотна от высыхания; сужение сечения соединительных трубок от места от­бора давления вследствие засорения; деформация сильфона (сжатие отдельных гофр и перекос сильфона) вследствие внезапного повыше­ния давления в котле или при резком включении регулятора; наруше­ние чистоты поверхности опорных пят сильфона и концов штока; за­тупление штока или образование трещин в пятах и на концах штока, вследствие чего увеличивается трение в сочленениях штока с сильфоном; деформация и поломка пружин или заедание и трение пружин о стенку корпуса; коррозия и загрязнение деталей измерительного уст­ройства, вызывающие затирание в сочленениях механизма мембран, сильфона, муфты и других чувствительных элементов регуляторов.

Дефектами усилительных устройств являются: несовпадение соп­ловой насадки струйной трубки с приемными отверстиями сопловой головки или с приемны­ми отверстиями поршень­ка вторичного усилите­ля; затирание струйной трубки в опорах вслед­ствие излишней затяжки последних; порча опор усилительной трубки и загрязнение трубки; за­тирание вторичного уси­лителя из-за попадания в него грязи или корро­дирования поршня; зае­дание золотника вторич­ного усилителя. Ука­занные дефекты приво­дят к ухудшению чув­ствительности регулятора.

В исполнительных механизмах чаще всего имеются следующие дефекты: значительные зазоры в сочленениях исполнительного меха­низма с регулирующим органом, во внутренних узлах исполнительного механизма, в рычажной передаче задатчика с приводом от механизма изодрома, причинами которых являются износ сопряженных деталей или отвинчивание гаек и винтов; задиры и царапины, приводящие к заеданиям поршня в цилиндре сервомотора; повреждения уплотнительных манжет поршней и мембран; износ шестерен, лопастей, порш­ней и их корпусов у шестеренчатых, лопастных и поршневых серво­моторов.

Дефектами регулирующих органов являются износ плунжеров и их втулок, вмятины на поверхностях клапанов и их седел.

Гребные винты. Прогибы, трещины, разрывы, разъедания и по­ломки лопастей, трещины в ступице винта. Лопасти получают трещи­ны, прогибаются, разрываются и ломаются, ударяясь о твердые пред­меты (камни, бревна, льдины, отмель). Разъедание стальных винтов происходит под агрессивным воздействием морской воды и эрозии (у быстроходных судов).