船舶柴油机汽缸盖的裂纹及检修

1、船舶柴油机汽缸盖的裂纹及检修【摘要】简要介绍船舶柴油机汽缸套在恶劣的工作条件下，列出容易出现的的故障，并且对常出现的故障进行分析，指出发生故障的原因，并提出检查汽缸盖裂纹的方法，以及一些应急处理汽缸盖裂纹的一些方法，和在工作中怎么预防汽缸盖的裂纹。【关键词】船舶柴油机： 汽缸盖： 裂纹： 检修： 预防Crack of Maring Diesel Engine Cylinde cover and maintenanceAbstractThis essay firsty introduces the abominable working environment in which the diese

2、l engine cylinder cover works,poins out it esasy to be incroble and analyzes the causes leading to cracks .It also tells how to repair the crack just by checking the cracks and preventing ,itsappearance damange ,so mwasures are given here Key wordship diesel engine. Cylinder cover. Check and repaire

3、. Prvent 0 引言汽缸盖是船舶柴油机的主要固定部件，也是柴油机燃烧室的主要组成部分，汽缸盖的形式各异，根据柴油机的形式而分。汽缸盖上通常有安全阀，示工阀，排气阀，空气分配法，喷油器以及进排气驱动机构，因此各种汽缸盖的共同特点是结构复杂，孔隙较多，厚度不同，受力受热不均匀。汽缸盖不仅结构复杂，而起工作条件，受力，受热也十分复杂，恶劣汽缸盖地面一燃烧气体接触，经常受到燃烧气体的腐蚀和冲刷，并且经常受到交变的力和热负荷，气缸盖在受到燃烧气体的最大爆炸压力作用下的机械应力，汽缸盖厚度不同因而各部位受热情况不同所以受到较大的热应力；汽缸盖受到贯穿螺栓的压应力，并且在气体力的作用下形成弯曲变形，从

4、而使汽缸盖的应力集中，然而，冷却水腔也将受到水的腐蚀。由于汽缸盖在如此恶劣的条件下公作，因此汽缸盖容易发生损坏，损坏形式有，地面和冷却强腔发生裂纹，截面变形而应力集中，冷却水腔还要受到水的腐蚀。本文主要介绍汽缸盖的主要损坏形式：裂纹 进行详细的论述，分析形成裂纹的原因以及修理的方法和预防的措施1 汽缸盖产生裂纹的部位 船舶柴油机汽缸盖的裂纹一般都在汽缸盖底部应力集中处，如【孔与孔之间；孔与倒角园之间；冷却水腔的截面变化处】，产生裂纹的部位也与柴油机的机型，汽缸盖的材料，汽缸盖的结构不同而不一样。 船舶四冲程柴油机裂纹一般在进排气口与喷油器孔之间。当裂纹发生在底部是，裂纹为径向裂纹，如果裂纹发生

5、在外部时裂纹一般从喷油孔向进排气口方向扩展，是因为孔处的应力集中。 2 汽缸盖产生裂纹的原因 汽缸盖产生裂纹时汽缸盖比较常见故障，汽缸盖产生裂纹的根本原因是热应力和机械应力的交变作用。汽缸盖在交变的应力作用下产生疲劳裂纹，进而产生汽缸盖的裂纹。2.1结构原因 汽缸盖地面之所以产生裂纹，是因为其有较大的面积，在受热膨胀和冷却收缩时变化较大。再者，就是结构与受力不合理，过度圆角太小均能影响机械应力，从而导致裂纹。2.2材料和工艺上的原因汽缸盖的材料选择不当，质量不符合要求，铸造时没有消除铸造应力，从而导致汽缸盖内部有缺陷，进而导致汽缸盖产生裂纹。2.3装配置量上的原因汽缸盖的贯穿螺栓不按交叉方式拧

6、紧；或者当汽缸盖底部发生漏气时直接拧紧贯穿螺栓来解决，进而造成汽缸盖受力不均而产生裂纹。喷油器安装不正确时会影响汽缸盖底部的变形，从而增大喷油孔处的应力，导致汽缸盖裂纹。2.4操作和管理上的原因 柴油机长时间高负荷运行；启动柴油机前没有预热直接启动；使气缸从冷状态直接进入热状态或者是气缸从热状态直接进入冷状态，而产生裂纹。柴油机冷车启动或冷车启动过快，导致汽缸盖的底面和冷却面温差太大，进而汽缸盖热应力集中。暖机后在启动，等到油，水达到一定温度在启动；频繁启动，或长时间超负荷运行都会导致应力集中；润滑油不足，冷却液少导致部件温度增加。2,5维护不良的原因汽缸盖安装没有按规定拧紧螺栓，使螺栓受力不

7、均匀，使气缸盖受到较大扥附加应力。长时间运行没有清洗冷却腔，冷却腔内形成水垢影响冷却，导致汽缸盖热应力较大，从而导致汽缸盖裂纹。3汽缸盖的疲劳裂纹3.1热疲劳裂纹 四冲程柴油机的汽缸盖的裂纹一般发生在底板受热面【鼻梁区】。产生热疲劳的原因是部件温度高于材料的使用的极限温度而产生蠕变，引起塑性变形。汽缸盖在冷热交变环境中，收热面因为收缩变形受阻，从而产生残余拉伸应力。应力的反复交变出现疲劳裂纹。3.2机械疲劳裂纹 汽缸盖在气体力的作用下发生周期性弯曲变形，其最大的拉伸应力发生在底板内侧表面，阀孔尖角处的应力最为集中，再加上叠加应力，所以 机械疲劳从尖角处开始沿阀孔周围向受热面扩展贯穿。3.3腐蚀

8、疲劳裂纹 冷却水中有一些酸根离子和融在水中的氧，对汽缸盖进行腐蚀和氧化，受到腐蚀，氧化的汽缸盖的表面变得粗糙，从而导致应力集中，是材料的疲劳强度降低。4汽缸盖裂纹的检查 通常，汽缸盖的裂纹都有一个发生和扩展的过程，因此平时认真观察，细心检查以及及早发现可以避免事故的发生。通常检查汽缸盖裂纹釉3种方法：直接观察法， 着色探伤法， 液压实验法。4.1直接观察法 通过膨胀水箱的水面是否有油膜，来判断汽缸盖是否裂纹；可以通过示工阀检查燃烧是否冒白烟或燃烧不良来判断那个缸出现裂纹；也可以通过曲轴箱的油位，如果油位增加，滑油含水量大，说明汽缸盖裂纹。4.2着色探伤法 检验时，先清洗部件的表面，然后涂一层渗

9、透剂，根据材料选择渗透时间，渗透时间对检验效果有很大影响，时间太短小缺陷不能检查出，时间太长难以清洗，检验效果差。清洗后在零件上涂上显像剂，最后在白色衬底上显出红色裂纹。4.3液压试验法 试验前，先把零件的洞和空堵上使用专用夹具密封零件形成包括检验部位的密封空腔，注满液体和气体进行密封，按照要求加压到试验压力，保定一段时间后观察零件是否有气体或液体溢出，从而判断零件的裂纹情况。5汽缸盖裂纹的应急处理 如果汽缸盖的裂纹较为严重，比如贯穿性裂纹，或者裂纹在关键部位，或裂纹程度比较严重，就直接更换汽缸盖。 如果汽缸盖裂纹不严重或应急延长使用，可以根据不同的环境选择不同的修理方法。5.1无机粘接剂修补

10、法 这是一种最为简单的修补方法，在零件工作环境在500一下可以使用，所以可以用来修补汽缸盖，由于温度的限制，在温度处采用有机粘接剂。5.2金属扣合阀 这种方法的特点是保证强度又有好的密封性，与其他方法比最可靠，为了增加密封性可以再裂纹处涂上有机粘接剂，其效果更好。5.3镶套修理法主要用于汽缸盖进排气阀孔或喷油孔的内部修理，采用这种方法修理的汽缸盖可以用两年。衬套材料用不锈钢或者青铜，衬套端部与阀孔底部加紫铜垫加以密封。5.4焊接修理法 裂纹短时，铲去裂纹进行焊接修补。 焊接工艺的要求比较严格，比如，焊接前要要对零件进行预热，焊接后对零件进行退火处理6防止汽缸盖产生裂纹的措施 为了保证柴油机的正

11、常运行，汽缸盖作为柴油机的主要部件，预防发生裂纹更为重要。本文介绍一下几种方法6.1改善汽缸盖的材料 通过改善材料是减少汽缸盖裂纹比较有效的方法。灰铸铁经受不起大的变性考验，因此改为球墨铸铁比较合适。6.2加强汽缸盖受热部位的冷却 柴油机运行前，必须清洗冷却水腔，保证冷却水可以循环无阻。控制冷却水的流量，根据要去调节进出水阀。6.3轮机人员管理的科学化 对柴油机管理不当，同样可以导致汽缸盖的裂纹。比如柴油机冷车启动，或冷车启动加速太快可导致汽缸盖裂纹。更甚者没有暖机就进行增加负荷。结论 汽缸盖作为柴油机的重要固定部件，它的工作条件比较恶劣，所以汽缸盖出现裂纹是不可避免的。汽缸盖产生裂纹原因是多的方面，在实际工作中对故障进行统一和进行多分析。本文在分析汽缸盖产生裂纹的 基础上，提出在使用中和维护中减少汽缸盖裂纹的处理和预防措施，有助于减少汽缸盖的故障，保持柴油机良好的性能，对提高柴油机的寿命和使用效益有十分主要的意义。在航行中船舶柴油机汽缸盖发生裂纹，主要是轮机人员管理不到位而造成的。因此在减少船舶柴油机汽缸盖发生裂纹时，提高轮机人员的管理水平，科学管理是关键。严格按照船舶柴油机维护和保养要求执行，定期检查，及时维护，保持船舶安全运行。参考文献船舶柴油机【M】