某輪汽缸體裂紋修理一例

某輪汽缸體裂紋修理一例

某3萬總噸散貨輪主機類型為5L80GF，2011年12月在某船廠進行廠修，對鍋爐主蒸汽閥和大氣冷凝器進行修理，并對主機進行了吊缸檢修。修理完成后，在主機復裝過程中施工人員發(fā)現(xiàn)主機汽缸體連桿填料函冷卻水箱上表面有水滲出。經(jīng)詳細檢查發(fā)現(xiàn)，主機1#、2#、3#和5#汽缸冷卻水箱上表面有裂紋產(chǎn)生。經(jīng)分析產(chǎn)生裂紋的原因為在鍋爐主蒸汽閥修理期間，鍋爐停爐，導致機艙內(nèi)溫度過低，且船員在主機吊缸過程中未泄放冷卻水箱內(nèi)的冷卻水，從而導致結(jié)冰致使冷卻水箱上表面出現(xiàn)裂紋。本文著重對主機汽缸體裂紋的修理工藝和修理后的注意事項進行分析。

1 裂紋情況

裂紋位于主機1#、2#、3#和5#汽缸體連桿填料函冷卻水箱上表面，其中最大裂紋范圍達到了1/2圓周。冷卻水箱下表面狀況良好，未發(fā)現(xiàn)裂紋。

2 裂紋的修理

該輪主機為1982年生產(chǎn)的B＆W機型，型號較老，市場上銷售的備件較少，且船東考慮到更換整個汽缸體備件的成本問題，最終放棄了對汽缸體的換新，選擇了對汽缸體裂紋進行修理。

工藝人員對汽缸體裂紋產(chǎn)生的原因和汽缸體裂紋部位的損壞情況進行了認真的分析，并提出了3種修補裂紋的方案，即特種滲透膠粘接、金屬焊接和金屬扣合法，經(jīng)過和船東代表的分析和協(xié)商最終認為采用金屬扣合法進行修理最為合適。如果采用膠粘法，在裂紋中滲入的膠粘劑雖然可以對水起到密封的作用，但不能承受長期的冷卻水壓力沖擊;如采用焊接法，因焊接位置很難進入，焊接后鑄件容易變形，焊縫易開裂，裂紋深部無法焊接且焊后的熱處理工藝也很難進行，所以也不宜采用。金屬扣合法作為裂紋的修理方法具有安全方便、機械性能可靠、節(jié)約資金等優(yōu)點。金屬扣合修理法是利用特殊金屬材料制成的波浪鍵、密封螺絲、合金加強塊等元件將裂紋兩側(cè)牢固地扣合和嚙合在一起，使損壞的鑄件能基本恢復原有的強度、剛性和密封性，并且不會產(chǎn)生變形。采用金屬扣合法修理主機汽缸體裂紋，既可以承受冷卻水的長期壓力，又可對水進行密封，并能防止汽缸體的變形，是最經(jīng)濟有效的修理方法。在確定了采用金屬扣合法對汽缸體進行修理后，船東邀請了專業(yè)從事金屬扣合法修理的METALLOCK公司進行修理工作，其主要工藝過程如下。

1)對冷卻水箱上表面裂紋處進行清洗，然后用壓縮空氣吹干或自然晾干。然后采用磁粉探傷的方法進行探傷，確定裂紋的范圍以及裂紋的終點位置，確定后在每個裂紋的終點都鉆一個止裂孔并攻入螺紋，擰入螺絲，防止裂紋的繼續(xù)延伸。螺絲擰入前應(yīng)涂敷密封液。考慮到汽缸體裂紋發(fā)生的位置工作溫度高于65℃，所以應(yīng)選擇無機密封液。

2)鑲配波浪鍵。沿裂痕或鑲配邊界確定欲鑲波浪鍵的位置，通常相鄰波浪鍵的間距為30～50 mm，逐個將鍵槽清潔干凈，涂上粘接劑，然后將波浪鍵嵌入槽內(nèi)進行鉚擊，使波浪鍵發(fā)生塑性變形而充滿槽腔。由于波浪鍵與波形槽的相互嚙合而將鑄件上的裂紋拉緊形成牢固的整體。此處應(yīng)注意對具有加工硬化性，采用模壓方法制成的波浪鍵，安裝前應(yīng)進行預(yù)熱處理，以降低硬度，恢復塑性。

波浪鍵的凸緣數(shù)一般取5個、7個或9個。凸緣數(shù)越多，波形槽的各個凹處端面上的應(yīng)力越小，并使最大應(yīng)力遠離裂紋，但凸緣過多，又會使鑲嵌波浪鍵工作量增加，難度加大，所以在位置允許的情況下，盡可能選用7～9個凸緣的波浪鍵。如采用不同長度的波浪鍵其中間凸緣應(yīng)安裝在裂紋線上，波浪鍵在裂紋線上應(yīng)長短相間排列。

3)外形的修整。鉚擊完成后，可采用切割或打磨的方法去除波浪鍵的毛邊，使修整后的平面光潔度達到使用要求。

3 修復后的注意事項

1)采用金屬扣合法對冷卻水箱上表面進行修理后，應(yīng)根據(jù)主機說明書要求對中心孔進行對中測量來確定鑄件是否變形。如果對中情況良好，孔的中心位置相對于連桿沒有改變，則說明本次修理是成功的，汽缸體可以繼續(xù)使用，否則應(yīng)考慮對汽缸體進行換新處理。

2)修理后應(yīng)進行相當于冷卻水箱內(nèi)工作壓力1.25倍壓力的水壓試驗，檢驗修理后部件的強度和密封性能。

3)修理完成后船上工作人員在每個港口應(yīng)注意對修理后的汽缸進行檢查，如有異常情況應(yīng)及時進行處理，保證航行安全。

4)在航行過程中，應(yīng)盡可能的減少主機的震動，尤其應(yīng)避開主機的共振轉(zhuǎn)速區(qū)，最大可能的保證修理效果。

4 結(jié)束語

本次裂紋的修理工作充分考慮了船東的需求以及要達到的效果，將船上發(fā)生裂紋位置的實際情況和金屬扣合法的優(yōu)點相結(jié)合，在保證修理效果的基礎(chǔ)上最大限度的保證了船東的經(jīng)濟利益。上述汽缸體采用金屬扣合法進行修理后，液壓試驗正常無泄漏，連桿中心對中狀況良好。主機經(jīng)過一段時間的運行后，使用狀況良好，沒有再出現(xiàn)泄漏。

U672

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1001－8328(2012)05－0058－01

(中國船級社秦皇島分社 袁勝利 供稿)