田國新
（珠江集團船廠有限（xiàn）公司）

　　摘　要：分析MWM16V620主機RR151增（zēng）壓器軸承出現磨損坑槽的原因，提出預防辦法。

　　關鍵（jiàn）詞：渦輪增壓器；軸承磨損（sǔn）坑槽；原因分析；防止辦法
　　RR151增壓器是ABB公司為高速大功率柴油機生產（chǎn）的（de）離心式增壓器，因其結構簡單緊湊、工作效率高、維（wéi）護保養方便而廣（guǎng）泛應用於大功率高速柴油機上。RR151增壓器Z高轉速（sù）61000轉/分（fèn），Z高廢氣溫度750°C，Z大工作壓力比（bǐ）為3.5，即外界氣壓為1個bar時，Z大增壓壓力為（wéi）3.5bar。航行於（yú）粵港水路的某高速（sù）客船主機道爾茲MWM16V620就選用RR151增壓器，每台（tái）主機（jī）配置二台，每缸排各一台。
　　1.RR151增壓器（qì）基本結構
　　RR151增壓器的工作方式是（shì）定（dìng）壓渦（wō）輪增壓。主機每個缸排8個氣缸的排氣經排氣總管進入增壓（yā）器推（tuī）動廢氣渦（wō）輪高速轉動並帶動壓氣機工（gōng）作，壓氣機將吸入氣體壓力升高至工（gōng）作壓力，壓氣機為離心式（shì）壓氣機。
　　圖1是RR151增壓器基本結構圖，其軸承支撐方式（shì）為內支撐，兩軸承均在渦（wō）輪和壓（yā）氣機內側，葉輪兩端懸（xuán）臂放置（zhì）。軸承為（wéi）銅合（hé）金滑動軸承，兩個軸承尺寸完全一致，如圖（tú）2所示，軸承安裝在本體的座孔中，由一顆固定在本體上的定位釘定位，軸承與其座孔有0.03mm左右的間隙，定位（wèi）釘與軸承上的定位孔之間有約0.5mm的間隙，因此，安裝後的軸承在座孔內不是完全（quán）固定亦不能全周轉動（dòng），僅有0.5mm軸向和周向竄動。軸承的潤滑油由主機的潤滑係統供給，其潤滑方法為壓力潤滑。

　　2.RR151增壓器軸承非正常損壞現象
　　該高速（sù）客船其中一台主機在2007年進（jìn）行大修，期（qī）間解體檢查增壓器。解體後發現兩台增壓器渦輪端軸承外表均有一條坑槽（cáo），如圖3右方兩個軸承，坑槽從軸承定位孔開始延伸，方向與轉子轉向相反，其中一軸（zhóu）承坑槽長度超過1/2圓周長（zhǎng），另一軸承坑（kēng）槽約1/6圓（yuán）周長；坑槽寬度約6MM，比定位釘直徑大，深約4MM；很明顯，此坑槽（cáo）是由軸承的定位釘（dìng）磨出來的。但是壓氣機端的軸承沒（méi）有出現坑槽，定位孔非常完整，如圖3Z左邊（biān）方一個軸承。

　　進一步檢（jiǎn）查測量兩台增壓器軸（zhóu）承內孔徑和外徑，發現廢氣渦輪端軸承內孔磨損量比壓氣機端的（de）大，平均相（xiàng）差0.02MM。檢（jiǎn）查增壓器的其它零件沒有不正常損壞現象。
　　此外一個問題是，該船另一台主機B排增壓器此（cǐ）前不久因增壓器渦輪端軸承斷裂燒熔（róng），廢氣渦輪、壓氣機葉輪、壓氣機殼、廢氣渦輪殼均損壞而使整台增壓器報廢，直接經濟損失超過12萬港元。事故原（yuán）因是由（yóu）於渦輪端軸承損壞造成該機損事故。
　　3.RR151增壓器軸承非正常（cháng）損壞原因
　　檢查增壓器轉子，發現廢氣（qì）渦輪葉片上積碳比較嚴重而且不均勻，有些地方比較厚有些地方比較薄；將渦輪葉片上的積碳清洗幹淨後（hòu），還有許多白色的金屬氧化（huà）物牢固的附著在葉片表麵上，葉片的凸麵和凹麵均有覆蓋，白色金屬氧（yǎng）化（huà）物在葉麵（miàn）上的分布亦不規則，部分呈花斑狀分布。葉片上不規則（zé）的附著物（wù）必（bì）然改變整個轉子的質量分布（bù），破壞轉子原有的動平衡性能，從而影響到軸承（chéng）的工作狀況，縮短軸承的工作壽命。
　　RR151增（zēng）壓器軸承是用（yòng）來支承其轉子及轉子運行時產生的離心力（lì）。轉子本身重量（liàng）輕（qīng），如果轉子的動平衡性（xìng）能良好，軸承受的力非常小；但若轉子動平（píng）衡受到破壞，有少許的質量不平衡，高速運行時將產生巨大的離心力並作用在軸承上。RR151增壓器在主機額定功率時的轉（zhuǎn）速約為50000轉/分，假設在離轉子中心線50MM的渦輪葉片處總共（gòng）有1克的（de）質量不平衡，則該1克不平衡質量在轉速50000轉/分時所產生的（de）離心力為F=mù2r=0.001X（2X3.14X50000/60）2X0.05=1369千克。離心力在轉子高速（sù）轉動時作用（yòng）在軸承上產生高頻震動，使得軸承定位螺釘與定位孔之間磨損加劇，出現如圖3所示的磨損坑槽，嚴重時軸承損廢造成增壓（yā）器機（jī）損（sǔn）事故。
　　4.增壓器（qì）渦（wō）輪葉片汙染的（de）原因分析
　　增壓器轉子動平衡（héng）性能差的原因（yīn）有多個方麵，一是轉子（zǐ）本身的動平衡性能（néng）不高，如大修後未（wèi）經動（dòng）平衡檢測的轉子，因經過一段（duàn）時間的使用，原良好的動平衡性能受到破壞；二是轉子被外物損傷，如葉片打（dǎ）到金屬硬（yìng）物等（děng），這容易檢查（chá）出來；三是轉子在使用過程中不斷的受（shòu）到汙染，特別（bié）是渦輪葉片（piàn），其工作條（tiáo）件惡劣，長期受到廢氣的侵蝕、燃燒副產物的附著、堆積。
　　造成增壓器（qì）廢氣渦輪葉片汙染的直接原因是廢氣中未充分（fèn）燃燒產生的碳和金屬氧化物（wù）附著在葉片上，而廢氣中（zhōng）產生（shēng）碳粒和金（jīn）屬（shǔ）氧化物的原因比較複雜，對於船用的MWM16V620主機而言（yán），主要影響因素有：
　　①進氣不幹淨，如主機（jī）周圍的空氣鹽份大，粉塵含量高。②進氣濾網性（xìng）能差，過濾效果不好。③增壓器效率低，進氣壓（yā）力低，進氣量不足（zú）。④中冷器及進氣道堵塞，進氣不暢通。⑤氣閥間隙（xì）過大或過（guò）小。⑥燃燒室密（mì）閉性能差，造成壓（yā）縮（suō）壓（yā）力低，如氣閥、活塞環、缸套嚴重磨損等。⑦噴油器性能（néng）下（xià）降，噴油壓（yā）力降（jiàng）低，霧化狀況不良。⑧燃油品質差，水份、硫份及金屬含量高。⑨高壓油泵噴油定時不正確，噴油太早或過遲。⑩長期超負荷使用主機或長期低速運行。
　　5.防止RR151增（zēng）壓器軸承非正常損（sǔn）壞的方法
　　為防止該客（kè）船主機RR151增壓器軸承繼續出現磨損（sǔn）坑槽而受損，在該次主機（jī）修（xiū）理和修理後的使用及維（wéi）護保養過程中采取了如下措施：
　　將增（zēng）壓器轉（zhuǎn）子送ABB服務中心做動平衡（héng）檢測，將轉子的（de）動平衡值做到高精度級別。增壓器（qì）的大修手冊沒有這個要求，但使用過的渦輪葉片上的附著物不能百分百清除幹淨，葉（yè）片部分表麵受到廢氣的侵蝕出現凹（āo）點，轉子動平衡性能已受到破壞，應重新檢測動平衡。如果將動（dòng）平衡狀態差的轉子裝上去，增壓器一開始運行，軸承就承受轉子（zǐ）不平衡（héng）產生的（de）巨大離心力而劇烈磨（mó）損，壽命大幅（fú）縮短，甚至出（chū）現機損事故。做動平（píng）衡之（zhī）前用吹沙機將渦輪葉片上的積（jī）碳及金（jīn）屬氧化物細心清除幹淨。
　　使用適合MWM16V620主機要求的低含硫輕質（zhì）柴油。
　　按MWM16V620主機的維（wéi）護保養規程（chéng）執行各級維護保養工（gōng）作。
　　改進主機的吸氣，采用舷外（wài）進氣。該船主機原來是直接（jiē）從機艙中吸氣，因MWM16V620排氣管常有漏氣現象，造成（chéng）機艙內的（de）空氣不幹淨，長期吸入高含廢氣的空（kōng）氣，主機（jī）進氣係統特別是中冷器容易受到汙（wū）染。為避免這個弊病采用舷外進氣的辦法，方法是把增壓器的進氣濾器用箱（xiāng）體包封並用風管將機艙鼓風機（jī）從舷（xián）外吸入的幹淨（jìng）大氣道（dào）入到進氣箱體中。
　　更換滑油過濾（lǜ）器芯時解體檢（jiǎn）查濾芯是否有黃色金屬顆粒。
　　6.效果
　　該台（tái）主機大修後正常運行兩年，期間（jiān）每（měi）次更換（huàn）滑油過濾器芯時解體檢查濾芯均未發現有黃色金屬顆粒（lì）；兩年後主機再次大修，大修時拆檢增壓器，渦（wō）輪端和壓氣機端的軸承沒有出現磨損坑槽，定位（wèi）孔的Z大直徑均未大於5.5MM；兩年中增（zēng）壓器亦沒有出現任何故（gù）障。