田國新
（珠江集團船廠有限公（gōng）司（sī））

　　摘　要：分析MWM16V620主機RR151增壓器軸承出現磨損坑槽的原因，提（tí）出預防辦法。
　　關鍵詞：渦輪增壓器；軸承磨損坑槽；原（yuán）因分析（xī）；防止辦法
　　RR151增壓器是ABB公司為高速大功率柴油機（jī）生產的離心式增壓器，因其結構簡（jiǎn）單緊湊、工作效率（lǜ）高、維護保養方便而廣泛應用於大功率高速柴（chái）油機上。RR151增壓器Z高（gāo）轉速61000轉/分，Z高廢氣溫度750°C，Z大工作壓力比為3.5，即外界氣壓為1個（gè）bar時，Z大增壓壓力為3.5bar。航行於（yú）粵港水路的某高速客船（chuán）主機道爾（ěr）茲MWM16V620就選用RR151增壓器，每台主機配置二（èr）台，每缸排各一台。
　　1.RR151增（zēng）壓器基本結構（gòu）
　　RR151增壓器的工（gōng）作（zuò）方（fāng）式是定壓渦輪（lún）增（zēng）壓。主機每個缸排8個氣缸的排氣經排氣總管進入增（zēng）壓器推動廢氣渦輪高速轉動並帶動壓氣機工作，壓氣機將（jiāng）吸入氣體壓（yā）力升高至工作壓力，壓氣機為（wéi）離（lí）心式壓（yā）氣機。
　　圖1是RR151增（zēng）壓器基本結構圖，其軸承支撐方式為內支撐，兩軸承均在渦輪和壓氣機內側，葉輪（lún）兩（liǎng）端懸臂放置。軸承（chéng）為銅合金滑動軸（zhóu）承，兩個軸承尺寸完全一致（zhì），如圖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（dìng）位釘定位，軸承與其座孔有0.03mm左（zuǒ）右的間隙，定位釘與軸承上的（de）定位孔之間有約（yuē）0.5mm的（de）間隙，因此（cǐ），安裝後的軸承在座孔內不（bú）是完全固定亦不能全周轉（zhuǎn）動，僅有0.5mm軸向和周向竄動。軸承的潤（rùn）滑油由主機的潤滑係統供給（gěi），其潤滑方法為壓力潤滑。 　　2.RR151增（zēng）壓器軸（zhóu）承非正常損壞現象（xiàng）
　　該高速客船（chuán）其中一台主機在2007年進行大修，期間（jiān）解體檢查（chá）增壓器。解體後發現兩台增（zēng）壓器渦輪端軸承外表均有一條坑槽，如圖3右方兩個軸（zhóu）承（chéng），坑槽從軸承定位孔開始延伸，方向與轉子（zǐ）轉向相（xiàng）反，其中一軸承坑槽長度（dù）超過1/2圓周長，另一軸承（chéng）坑槽約1/6圓周長；坑槽寬度約6MM，比定（dìng）位釘直徑大，深約4MM；很明顯，此坑槽是由軸承的定位釘磨出來的。但是壓氣機端的軸承（chéng）沒有出現坑槽，定位孔非常完整，如圖3Z左邊方一個軸承。 　　進一步檢查測量兩台增壓器軸承內孔徑和外徑，發現廢氣渦輪（lún）端軸承內孔磨損量比壓氣機（jī）端的大，平均相差0.02MM。檢查增壓器的其（qí）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排增壓器此前不久因增壓器渦輪端軸（zhóu）承斷裂燒（shāo）熔，廢氣（qì）渦輪、壓氣機（jī）葉輪、壓氣機殼、廢氣渦輪殼均損壞而使整台增壓（yā）器報廢，直接經濟損失超過12萬港元（yuán）。事故原因是由於渦輪端軸承損壞造成該機損事故。
　　3.RR151增壓器軸承非正常損壞原因
　　檢查（chá）增壓器轉子（zǐ），發現廢氣渦輪葉（yè）片上積碳比較嚴（yán）重而且不（bú）均（jun1）勻，有些地方比較厚（hòu）有些地方比較薄；將渦輪（lún）葉片上的積碳清洗幹淨後，還有許多白色的金屬氧化物牢固的附著在（zài）葉片表麵上，葉片的凸麵和凹（āo）麵均有覆蓋，白色金屬氧化物在（zài）葉麵（miàn）上的分布（bù）亦不規則，部分呈花斑（bān）狀分布。葉片（piàn）上不（bú）規則的附著物（wù）必然改變整個轉子的質量分布，破壞轉子原有的（de）動（dòng）平衡性能，從而影響到軸承的工作狀況（kuàng），縮短軸（zhóu）承的工作壽命。
　　RR151增壓器軸承是用來支承其（qí）轉子及轉子運行時產生的離心力（lì）。轉子本身重量輕，如果轉子的動平衡性能良好，軸承受的力非常小；但若轉子動平衡受到破壞，有少許的質量不平衡，高速運行時將產生巨大的離心力並（bìng）作用在（zài）軸（zhóu）承上。RR151增壓器在（zài）主機（jī）額定功率時的（de）轉速約為50000轉/分，假（jiǎ）設在離轉子中心線（xiàn）50MM的（de）渦輪葉片處總共有1克的質量不平衡，則該1克不平衡質（zhì）量在轉速50000轉/分時所產生的離心力為F=mù2r=0.001X（2X3.14X50000/60）2X0.05=1369千克（kè）。離心力在轉子高（gāo）速轉動時作用在（zài）軸承上產生高頻震動，使得軸承定位螺釘與（yǔ）定位孔之間磨損加劇，出現如圖3所示的磨（mó）損（sǔn）坑槽，嚴重時軸承損廢造成增壓器（qì）機損（sǔn）事故。
　　4.增壓器渦輪葉片汙染的原因分析（xī）
　　增壓器轉子動平衡性能差的原因有多個方麵，一是轉子本身的動平衡性能不高，如（rú）大修後未經動平衡檢測的轉子，因經過（guò）一段時間的使用，原良好的動平（píng）衡性能受到破壞；二是轉（zhuǎn）子被外物損傷，如葉片打到金屬硬物等，這容易檢查出來；三（sān）是轉子在使用過（guò）程中不斷的受到汙染，特別是（shì）渦輪葉片，其工（gōng）作條件（jiàn）惡劣，長期受到廢氣的侵蝕、燃燒副產物的附（fù）著、堆積。
　　造成增壓器廢氣渦輪葉（yè）片汙染的直接原因是廢氣中未充（chōng）分燃燒（shāo）產生的碳（tàn）和金屬氧化物附著在葉片上，而廢氣中產生碳粒和金屬氧化物的原因比較複雜，對於船用的（de）MWM16V620主（zhǔ）機而言，主要（yào）影響因素有：
　　①進氣不幹（gàn）淨，如主（zhǔ）機周（zhōu）圍的空氣鹽份大，粉塵含量高。②進（jìn）氣濾（lǜ）網性能差，過濾效果不好。③增壓器（qì）效率低，進氣壓力低，進氣量不足。④中冷器及進氣道堵塞，進氣不暢通。⑤氣閥間隙過大（dà）或過小。⑥燃燒室密閉性能差，造成壓縮（suō）壓力低，如氣閥、活塞環、缸套嚴重磨（mó）損等。⑦噴油器性能下降，噴油壓力降低，霧化（huà）狀況不良。⑧燃油品質（zhì）差，水（shuǐ）份、硫份及金屬含量高。⑨高壓油泵噴油（yóu）定時不正確，噴油太早或過遲。⑩長期超負荷使用主機（jī）或長期低速運行（háng）。
　　5.防止RR151增壓（yā）器軸承非正常損壞的方法
　　為防止該客船主機RR151增壓器軸承繼續出現磨損坑槽而受損，在該次主（zhǔ）機修理（lǐ）和修理後的使用及維護保（bǎo）養過程中采取了如下措施：
　　將增（zēng）壓（yā）器轉子送ABB服（fú）務中心做動平衡檢測，將轉子的動平衡值做到（dào）高精度級別。增壓器的大修手冊沒有這個（gè）要求，但使用過的渦輪葉片上的附著物（wù）不能百分百清（qīng）除幹（gàn）淨，葉片部分表（biǎo）麵受到廢氣的侵蝕出現凹點（diǎn），轉子動平衡（héng）性（xìng）能已受到破壞，應重新檢測動平衡。如果（guǒ）將（jiāng）動平衡狀態差的轉子裝上去，增壓器一開始運（yùn）行，軸承就承受轉子（zǐ）不平衡產生的（de）巨大離心力而（ér）劇烈磨損，壽命大幅縮短，甚至出現機損事故。做動平衡之前用吹沙機將渦輪葉片上的積碳及金（jīn）屬氧（yǎng）化物細心清除幹淨。
　　使用適合MWM16V620主機要求的低含硫輕質柴油。
　　按MWM16V620主機的（de）維護保養規程執行各級（jí）維護（hù）保養工作。
　　改進主機的吸氣，采（cǎi）用舷外進氣。該船主機原來是直接從機艙中吸氣，因MWM16V620排氣管常有漏氣現（xiàn）象，造成機艙（cāng）內的空氣不幹淨，長期吸入高含廢氣的空氣，主機進氣係統特（tè）別（bié）是中冷器容易受到（dào）汙染。為（wéi）避免這個弊病采用舷外進（jìn）氣（qì）的辦法，方法是把增壓器的進氣濾器（qì）用箱體包封並用風管將機艙鼓風機從（cóng）舷外（wài）吸入的（de）幹淨大氣道入到（dào）進氣箱體中。
　　更換滑油過濾器芯時（shí）解體（tǐ）檢查濾芯是否有黃色金屬顆粒。
　　6.效果
　　該台主機大修後正常運行兩年，期間每次更換滑（huá）油過濾器芯時解體檢查濾芯均未發現有黃色金（jīn）屬（shǔ）顆粒；兩年後主機再次大修，大修（xiū）時拆（chāi）檢增壓器，渦輪端和壓氣機端的軸承沒有（yǒu）出現磨（mó）損坑槽，定位孔的（de）Z大直徑均未大於5.5MM；兩年中增壓器亦沒有（yǒu）出現任何故（gù）障。