То что в резких переходах толщины стенок нередко возникают трещины, особенно в сложных деталях, отлитых из чугуна, давно известно как машиностроителям, так и эксплуатационникам. Однако полностью избежать этих дефектов пока не удается.
Более всего страдают от дефектов чугунные цельнолитые крышки цилиндров дизелей, особенно четырехтактных. Вертикальные стенки внутри крышек неизбежны, и не всегда удается расположить их так, чтобы термические напряжения были сведены к минимуму. Поэтому чаще всего происходят разрывы сопряжений вертикальных и горизонтальных стенок крышек вследствие растягивающих температурных напряжений. Во время работы и особенно при пуске огневая стенка крышки нагревается больше, чем наружная, и стремится деформироваться в сторону камеры сгораний вызывая растягивающие напряжения в вертикальных стенках.
Опыты показали, что при пуске дизеля температура отдельных мест крышки в течение 2 мин возрастает на 190°С, а при остановке за то же время падает примерно на такую же величину. После остановки центральная часть крышки вблизи клапанов охлаждается, претерпевая напряжения растяжения, а наружное кольцо крышки — напряжения сжатия. В этом случае по линиям наибольшего падения температуры и наименьшего сопротивления могут появляться трещины. Линии наименьшего сопротивления как раз и проходят в сечениях сопряжений вертикальных и горизонтальных стенок крышки.
На мощных, высоконапряженных дизелях постройки последних лет не применяют чугунных цельнолитых крышек цилиндров. Их или целиком отливают из стали или делают наружное кольцо стальным, а центральную вставку — чугунной (дизели Зульцер SD и RD). Однако и стальные крышки не свободны от таких дефектов, как трещины в сопряжениях и перемычках стенок.
Например, на дизеле Фиат C758S, установленном на теплоходе «Партизан Бонивур», через 3000 ч работы на крышках стали появляться водотечные трещины, проходящие по верхним стенкам и по гнезду пускового клапана. В дальнейшем они распространились в сторону нижних стенок крышек.
Одинаковый характер большинства трещин и на других дизелях этого типа (при нормальных условиях эксплуатации) позволил предположить, что причиной их появления являются конструктивные дефекты крышек. В дальнейшем для устранения трещин фирма рекомендовала вварку цилиндрических вставок в местах посадки форсунок, пусковых и предохранительных клапанов.
Трещины в сопряжениях толстых и тонких стенок появляются также в других узлах и деталях дизелей; в дизеле Фиат 909S, например, на крейцкопфах в ребрах жесткости.
На теплоходе «Джордано Бруно» (дизель Фиат 9095) в течение двух лет эксплуатации вышли из строя все девять крейцкопфов, а на теплоходе «Федор Полетаев» в одном рейсе (70 сут)—семь крейцкопфов.
На дизеле теплохода «Партизан Бонивур» после 1750 ч работы в продувочном ресивере, в перемычке между первой и второй ступенями, были обнаружены две продольные трещины общей длиной более 1 м.
Можно привести и другие примеры, когда трещины в деталях появились не вследствие чрезмерных напряжений по всему сечению, а вследствие концентрации напряжений на небольших участках стыка стенок разной толщины.
Характерным признаком конструктивного дефекта является систематический выход из строя детали или узла с одним и тем же дефектом: трещиной, деформацией, чрезмерным износом и т. д. Замена детали в этих случаях не меняет положения: через какое-то время новая деталь выходит из строя точно с таким же дефектом.
Не говоря о том, что конструктивные дефекты снижают надежность узла, а следовательно, и всего дизеля, они являются тяжелым бременем в работе судовых механиков, вызывая трудоемкие непредвиденные работы.
Более всего страдают от дефектов чугунные цельнолитые крышки цилиндров дизелей, особенно четырехтактных. Вертикальные стенки внутри крышек неизбежны, и не всегда удается расположить их так, чтобы термические напряжения были сведены к минимуму. Поэтому чаще всего происходят разрывы сопряжений вертикальных и горизонтальных стенок крышек вследствие растягивающих температурных напряжений. Во время работы и особенно при пуске огневая стенка крышки нагревается больше, чем наружная, и стремится деформироваться в сторону камеры сгораний вызывая растягивающие напряжения в вертикальных стенках.
Опыты показали, что при пуске дизеля температура отдельных мест крышки в течение 2 мин возрастает на 190°С, а при остановке за то же время падает примерно на такую же величину. После остановки центральная часть крышки вблизи клапанов охлаждается, претерпевая напряжения растяжения, а наружное кольцо крышки — напряжения сжатия. В этом случае по линиям наибольшего падения температуры и наименьшего сопротивления могут появляться трещины. Линии наименьшего сопротивления как раз и проходят в сечениях сопряжений вертикальных и горизонтальных стенок крышки.
На мощных, высоконапряженных дизелях постройки последних лет не применяют чугунных цельнолитых крышек цилиндров. Их или целиком отливают из стали или делают наружное кольцо стальным, а центральную вставку — чугунной (дизели Зульцер SD и RD). Однако и стальные крышки не свободны от таких дефектов, как трещины в сопряжениях и перемычках стенок.
Например, на дизеле Фиат C758S, установленном на теплоходе «Партизан Бонивур», через 3000 ч работы на крышках стали появляться водотечные трещины, проходящие по верхним стенкам и по гнезду пускового клапана. В дальнейшем они распространились в сторону нижних стенок крышек.
Одинаковый характер большинства трещин и на других дизелях этого типа (при нормальных условиях эксплуатации) позволил предположить, что причиной их появления являются конструктивные дефекты крышек. В дальнейшем для устранения трещин фирма рекомендовала вварку цилиндрических вставок в местах посадки форсунок, пусковых и предохранительных клапанов.
Трещины в сопряжениях толстых и тонких стенок появляются также в других узлах и деталях дизелей; в дизеле Фиат 909S, например, на крейцкопфах в ребрах жесткости.
На теплоходе «Джордано Бруно» (дизель Фиат 9095) в течение двух лет эксплуатации вышли из строя все девять крейцкопфов, а на теплоходе «Федор Полетаев» в одном рейсе (70 сут)—семь крейцкопфов.
На дизеле теплохода «Партизан Бонивур» после 1750 ч работы в продувочном ресивере, в перемычке между первой и второй ступенями, были обнаружены две продольные трещины общей длиной более 1 м.
Можно привести и другие примеры, когда трещины в деталях появились не вследствие чрезмерных напряжений по всему сечению, а вследствие концентрации напряжений на небольших участках стыка стенок разной толщины.
Характерным признаком конструктивного дефекта является систематический выход из строя детали или узла с одним и тем же дефектом: трещиной, деформацией, чрезмерным износом и т. д. Замена детали в этих случаях не меняет положения: через какое-то время новая деталь выходит из строя точно с таким же дефектом.
Не говоря о том, что конструктивные дефекты снижают надежность узла, а следовательно, и всего дизеля, они являются тяжелым бременем в работе судовых механиков, вызывая трудоемкие непредвиденные работы.
Комментариев нет:
Отправить комментарий
Примечание. Отправлять комментарии могут только участники этого блога.