книги из ГПНТБ / Пимошенко, А. П. Кавитационные разрушения в малооборотных дизелях

качества воды в системе охлаждения двигателя за время испы­

таний соответствовали требованиям, предъявляемым к качеству воды при использовании присадки.

Осмотр втулок и блока цилиндров главного двигателя со стороны охлаждения, произведенный по окончании испытании, показал следующее:

на поверхности блока цилиндра № 1, у которого были об­ работаны отверстия выхода охлаждающей воды из блока, ранее имевшиеся разрушения в районе верхнего направляюще­

установлено резиновое уплотнительное кольцо, в районе верх­ него направляющего пояса со стороны бортов ниже уплотни­ тельного кольца, а также по верху конусной части и на цилинд­ рической поверхности тела втулки появились раковины диамет­ ром до 5 и глубиной до 2 мм (рис. 47);

на поверхности блока цилиндра № 2 ранее имевшиеся разрушения в районе отверстия выхода охлаждающей воды со стороны левого борта прогрессировали в глубину до 1,5 мм. Появления новых очагов разрушений не обнаружено;

на поверхностях втулки и блока цилиндра № 5, у которого

блока в этих районах, но не уменьшила интенсивности разру­ шений втулки в местах, лежащих по обе стороны от обработан­ ных отверстий блока. Так, глубина разрушений на втулке ци­ линдра № 1 почти не отличается от глубины аналогичных

разрушений втулок цилиндров № 4, 6, у которых выходные

отверстия блоков не были обработаны. Обработка отверстий выхода охлаждающей воды достаточно эффективна для пред­ отвращения кавитационных разрушений блоков цилиндров дви­ гателей ДМ 650-VBF-90;

2)установка уплотнительного кольца на втулке цилиндра

№2 обеспечила герметичность посадки, благодаря чему на

72

P ɪɪ с. 47. Общий вид втулки цилиндра № 2 после 13 269 ч испытаний

P и с. 48. Общий вид втулки цилиндра № 5 после 13 269 ч испытаний

поверхностях втулки и блока, расположенных выше уплотни­ тельного кольца, разрушений не отмечено. Однако на поверхно­ стях посадочного бурта втулки и блока, расположенных ниже уплотнительного кольца и омываемых водой, разрушения были более интенсивными по сравнению с разрушениями на втул­ ках № 4 и 6, не имевших конструктивных изменений; следова­ тельно, это мероприятие должного эффекта не дает;

3) проточка конусной, части тела позволила ликвидировать разрушения на втулке и приостановить развитие ранее имев­ шегося очага разрушений на блоке. Теоретические предпосыл­ ки данного мероприятия подтвердились положительным резуль­

татом работы втулки и блока. Однако сама операция проточки сравнительно трудоемка, кроме того, не предотвращает разру­

хода воды получили распространение па многих судах, то обра­ ботка отверстий, как одна из мер борьбы, была выполнена на всех цилиндрах двигателей ДМ 650-VBF-90, получивших такие

разрушения (па ППР «Зеленоборск», «Заполярный», «Про­ копьевск», «Прилуки», «Капитан Скорняков», ПР «Витус Бе­ ринг», «Советск», а также па двух цилиндрах ППР

«Глетчер»).

Отметим, что в чистом виде это мероприятие проходило

проверку только на ППР «Капитан Скорняков» и ПР «Со­ ветск». На других судах проверка проводилась в комплексе с другими мероприятиями; так, на ППР «Зеленоборск» и «За­ полярный» — с использованием ВВЧ и герметизации системы

охлаждения, на ППР «Прилуки» — с покрытием поверхности

втулок препаратом «Апторит-1» и герметизацией системы, на ППР «Глетчер» — с герметизацией системы.

Осмотр блоков цилиндров на ППР «Глетчер», «Прилуки», «Капитан Скорняков», «Зеленоборск», «Заполярный» и ПР «Со­ ветск» (главные двигатели которых после обработки отверстий

старых и появления новых очагов разрушений в местах обра­ ботки не наблюдается.

Таким образом, вывод об эффективности этого мероприятия в предотвращении кавитационных разрушений блоков двигате­ лей ДМ 650-VBF-90, полученный по результатам проверки на ППР «Сказочник Андерсен», подтвердился.

75

¿Эксплуатационная проверка мероприятий,

душная смесь отводилась от цилиндров № 1 и 5. Втулки этих цилиндров были заменены новыми, предварительно просвер­ ленными и снабженными дополнительным трубопроводом для отвода паровоздушной смеси, согласно принципиальной схеме, показанной на рис. 44.

Блоки цилиндров № 1 и 5 к началу испытаний имели не­

значительные разрушения в районе верхнего направляющего пояса. Эти разрушения представляли собой цепочки раковин глубиной до 1,5 мм по левому (блок цилиндра № 1) и правому (блок цилиндра № 5) бортам. Состояние втулок и блоков ци­

линдров № 2, 3, 4, 6 перед испытаниями (отработали по 20 322 ч с начала эксплуатации) не было зафиксировано, так как втул­ ки этих цилиндров не выпрессовывались.

Когда главный двигатель отработал 4178 ч (после внедре­ ния мероприятия), судно было поставлено в текущий ремонт; были выпрессованы все (шесть ) втулки цилиндров. Осмотр втулок и блока цилиндров со стороны охлаждения показал:

поверхности втулок покрыты равномерной тонкой пленкой антикоррозийного масла;

втулки цилиндров № 1, 5 разрушений не имеют;

у втулок цилиндров № 2, 3, 4, 6 паста ACTT, которой были заделаны ранее имевшиеся раковины, отпала и разрушения прогрессируют в глубину тела втулок; появления новых очагов разрушений не обнаружено (вследствие предельного износа со

стороны газов втулки цилиндров № 3 и 4 заменены новыми); блок цилиндра № 2 разрушений не имеет; на блоке цилинд­ ров № 3, 4, 6 отмечены незначительные разрушения глубиной

до 1,5 мм в районе верхнего направляющего пояса; ранее имев­

шиеся разрушения блока цилиндров № 1, 5 прогресса не по­

лучили.

Через 7321 ч работы главного двигателя после текущего ремонта или спустя 11499 ч после внедрения мероприятия были выпрессованы втулки цилиндров № 5 и 6 для контроль­ ного осмотра.

Главный двигатель и втулка цилиндра № 6 к этому вре­

мени отработали по 31 821 ч, а втулка цилиндра № 5— 11 499 ч.

Осмотр втулок и блока цилиндров № 5 и 6 показал сле­

дующее:

втулка цилиндра № 5 разрушений со стороны охлаждения не имеет. На втулке цилиндра № 6 (см. рис. 49) появились

76

Рис. 49. Внешний вид втулки после 11 499 ч работы двигателя

новые очаги разрушений по левому борту в районе верхней конусной части тела втулки (раковины диаметром до 2 мм и глубиной до 1,5 мм);

ранее образовавшиеся раковины продолжают прогресси­ ровать в глубину тела втулки;

на блоке цилиндров № 5, 6 ранее имевшиеся разрушения не прогрессируют.

Сравнение состояния поверхностей охлаждения втулок и блоков цилиндров № 5 и 6 свидетельствует о том, что отвод

паровоздушной смеси из застойных зон полостей охлаждения цилиндра позволил предотвратить возникновение кавитацион­ но-коррозионных разрушений на втулке № 5 и избежать даль­ нейшего прогрессирования разрушений, появившихся на блоке до внедрения мероприятия.

Однако широко ¡применять этот способ предупреждения

разрушений не всегда возможно, вследствие того что он нетех­

являются системами открытого типа. Охлаждающая вода, посто­ янно контактируя с атмосферным воздухом в расширительной

77

P її с. 50. Схема подключения гидрозатвора к расширительной цистерне:

1 — воздушная труба; 2, 6 — водоуказательные стекла; 3, 4 — внешний и внутренний ци­ линдры гидрозатвора; 5 — спускной трубопровод; 7 — трубопровод к насосу; 8 — дат­

цистерне, насыщается кислородом. Так как кислород оказывает большое влияние на развитие процессов коррозии, была пред­ принята попытка снизить его содержание в охлаждающей воде

путем герметизации системы с помощью гидравлического за­

твора (рис. 50).

Гидрозатвор заполняют водой на половину высоты. Из­ менение уровня воды в расширительной цистерне уравновеши­

вается разницей высоты столбов жидкости в малом и большом стаканах гидрозатвора.

Сравнительные испытания проводили па БМРТ «Алексей Гмырев» (открытая система охлаждения) и на ППР «Прилу­ ки» (загерметизированная система). В период испытаний в системах охлаждения двигателей указанных судов исполь­ зовалась вода без присадок. Это связано с тем, что наличие присадок затрудняет определение содержания кислорода.

Анализ проб воды на содержание кислорода производили при температуре 20° С.

Зависимость содержания кислорода в охлаждающей воде от продолжительности работы двигателя и типа его системы охлаждения показана на рис. 51. В установившемся режиме ра­ боты температура охлаждающей воды на выходе из двигателей

78

и примерно через 400 ч составляет около 5,5 мг/л. Затем, в за­ висимости от количества пополняемой воды, в системе охлаж­ дения открытого типа содержание кислорода сохраняется

б пределах 5,4÷6,2 мг/л; в герметизированной системе охлаж­

дения содержание кислорода в охлаждающей воде продолжа­

воде в 15—17 раз по сравнению с открытыми системами. Кро­

ме того, в условиях эксплуатации с помощью гидрозатвора

можно своевременно обнаружить поступление отработавших газов в систему охлаждения; в этом случае повышается давле­ ние в расширительной цистерне, что, в свою очередь, приводит

79

к повышению уровня воды в гидрозатворе. Если в систему про­ никает много газов, происходит выброс воды из гидрозатвора. Так случилось, например, на БМРТ «Кольский» из-за трещин в крышке цилиндра и пропусков в соединении маслоподводя­ щих штуцеров, а также на ППР «Глетчер» — вследствие по­ ступления газов через неплотности в стаканах форсунок.

§20. Повышение величины гидростатического давления

в контуре пресной воды системы охлаждения

Вглаве IV отмечалось, что при повышении гидростатиче­ ского давления охлаждающей среды степень разрушений об­ разцов, изготовленных из материала цилиндровых втулок, заметно снижается.

Чтобы проверить это положение в условиях эксплуатации,

было предложено повысить давление веды в системе охлажде­ ния путем подъема расширительной цистерны на 10 м (рис. 52). Это конструктивное мероприятие впервые было выполнено фирмой «Бурмейстер и Байн» на ППР «Грумант» в период малого капитального ремонта. Впоследствии расширительные цистерны стали устанавливать в кожух дымовых труб на всех вновь строящихся судах этого типа (УПС «Компас», ППР «Магнит», «Навигатор», «Буссоль»),

Рассмотрим несколько подробнее, что же дало повыше­

ние давления в системе охлаждения на ППР «Грумант».

К началу внедрения мероприятия главный двигатель отра­ ботал 27 760 ч. Втулки цилиндров № 2 и 6 из-за разрушений верхних направляющих поясов заменены новыми. На втулках цилиндров № 1, 3, 4 отмечены незначительные очаги разруше­ ний. Втулки цилиндров № 1 и 3 отработали по 5010 ч, втулка цилиндра № 4 — 7460 ч. Втулка цилиндра № 5 отработала 2000 ч и разрушений со стороны охлаждения не имела.

Блок двигателя имел разрушения у всех цилиндров, при этом особенно сильные повреждения отмечены в районе отвер­ стий выхода воды по левому и правому бортам у цилиндра № 4

и по левому борту у цилиндра № 3. Пораженные участки бло­ ка цилиндров были зачищены и заполнены пастой по техноло­ гии фирмы «Металлок».

Контроль за эксплуатацией системы охлаждения и состоя­ нием втулок и блоков этого двигателя после подъема расшири­ тельной цистерны продолжался с 10 февраля 1970 г. по 1 июня 1972 г.

80