Đánh giá sự mài mòn xéc măng trong quá trình hoạt động của động cơ diesel tàu thủy cỡ lớn

Hỗ trợ ôn tập ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC PETROVIETNAM TẠP CHÍ DẦU KHÍ Số 4 2019, trang 23 29 ISSN 0866 854X NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM CÔNG NGHIỆP HỆ DUNG DỊCH KHOAN ỨC CHẾ “KCL PROTEX STA” VÀ SỬ DỤNG.Hỗ trợ ôn tập ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC PETROVIETNAM TẠP CHÍ DẦU KHÍ Số 4 2019, trang 23 29 ISSN 0866 854X NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM CÔNG NGHIỆP HỆ DUNG DỊCH KHOAN ỨC CHẾ “KCL PROTEX STA” VÀ SỬ DỤNG.Hỗ trợ ôn tập ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC CHÀO MỪNG NGÀY NHÀ GIÁO VIỆT NAM 20112014 3 Richard L Lehman(2000, Materials, Magazine of Rutgen University 4 Mark Jakiela (2000), Engineering Desig.

Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] CHÀO MỪNG NGÀY NHÀ GIÁO VIỆT NAM 20/11/2014 [3] Richard L Lehman(2000, Materials, Magazine of Rutgen University [4] Mark Jakiela (2000), Engineering Design, Magazine of Massachusetts Institute of Technology [5] А.И Дукельский (1988), Справочник по кранам, Машиностроение - Ленинград [6] Tyler G.Hicks (1997) Handbook of Mechanical Engineering Calculations, McGraw- Hill Phản biện: TS Vũ Văn Duy; TS Lê Anh Tuấn ĐÁNH GIÁ SỰ MÀI MỊN XÉC MĂNG TRONG Q TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU THỦY CỠ LỚN OPERATIONAL EVALUATION OF PISTON RING WEAR IN LARGE MARINE DIESEL ENGINES TS TRƯƠNG VĂN ĐẠO Khoa Máy tàu biển, Trường ĐHHH Tóm tắt Bài báo giới thiệu việc đánh giá mài mòn xéc măng động diesel tàu thủy cỡ lớn kiểm tra thông qua cửa quét sơ mi xy lanh Bài báo mô tả phương pháp kiểm tra xéc măng dựa đánh giá mắt thường, đo khe hở xéc măng rãnh xéc măng Từ kết đo đạc khe hở xéc măng, cho phép đánh giá độ mài mịn xéc măng tính tốn số làm việc xem thơng số để tham khảo lần kiểm tra đánh giá chiều hướng mài mòn Abstract This article presents operational evaluation of piston ring wear in large marine diesel engines based on inspection through cylinder liner scavenge ports It contains a description of verification methods of piston rings based on visual inspections, clearance measurement of piston rings in piston grooves and piston rings gap measurement Moreover, it is indicated that piston ring gap measurements can lead to an evaluation of piston ring wear and running hour calculation can be treated as a reference parameter for the next inspections and a parameter assessment for wear trends Giới thiệu Sự khủng hoảng kinh tế toàn cầu tăng giá không ngừng nhiên liệu buộc chủ tàu tìm cách giảm chi phí khai thác Điều đạt cách giảm tốc độ tàu xuống tốc độ kinh tế Tuy nhiên, việc giảm tốc độ tàu đồng thời giảm tải động dẫn đến hoạt động bất lợi cho động như: Làm tăng mài mòn sơ mi xy lanh xéc măng Do tác động nhiều yếu tố, phạm vi báo tác giả giới hạn vấn đề hoạt động đánh giá mài mòn tình trạng kỹ thuật xéc măng động diesel tàu thủy cỡ lớn có cơng suất trung bình 6000 kW xy lanh Đánh giá mài mòn xéc măng theo phương pháp truyền thống thực rút pison động Việc đánh giá mài mịn q trình chạy tàu (không rút piston) giúp cho người khai thác đưa chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa phù hợp Điều mang lại hiệu kinh tế việc khai thác tàu Các phương pháp hiệu đánh giá mài mòn xéc măng khai thác a Đánh giá quan sát mài mịn tình trạng xéc măng qua cửa quét sơ my xy lanh động Bước việc đánh giá mài mịn tình trạng xéc măng việc kiểm tra mắt thơng qua cửa qt vấn đề đánh sau: Lượng cáu bon phần đỉnh piston phần dẫn hướng Độ đàn hồi xéc măng (nếu không bị gãy) tiếp xúc tốt với sơ mi xy lanh (nếu không bị cháy thổi) Sự linh động xéc măng rãnh xéc măng piston từ điểm chết ( ĐCT) đến điểm chết (ĐCD) Tình trạng bề mặt làm việc xéc măng thể hình Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hình Kiểm tra tình trạng bề mặt xéc măng thông qua cửa quét Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 40 – 11/2014 16 Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] CHÀO MỪNG NGÀY NHÀ GIÁO VIỆT NAM 20/11/2014 Bề mặt làm việc xéc măng cho biết tình trạng sơ mi xy lanh nói chung “Bề mặt gương sơ mi sau khoảng thời gian làm việc bóng”, sạch, khơng có vết xước tình trạng làm việc tốt thể hình 1a & 2a Bề mặt làm việc xéc măng có vết xước theo chiều dọc cạnh sắc, hạt mài rắn có nhiên liệu khơng khí cát chẳng hạn, minh họa hình 1b Khi hạt qua khe hở miệng xuống vượt qua xéc măng gây lên tượng “phun cát”, ảnh hưởng đến mặt xéc măng bên dưới, phần lộ rãnh xéc măng vết xước có hình “ kèn trum-pet” bề mặt làm việc xéc măng thể hình 1c & d Lớp mạ crom lớp mạ có độ bền cao Tuy nhiên, mài mòn thực tế phụ thuộc vào điều kiện làm việc piston Sự mài mịn phần lớp mạ crom khơng có nghĩa xéc măng phải thay Nếu lớp mạ crom cịn ngun vẹn, cịn tiếp tục làm việc hình 4a Tất nhiên khả chịu mài mòn xéc măng giảm tương ứng Nếu lớp mạ bị hư hỏng, vỡ mảnh, lớp vá bị tróc hình 2b, 2c 4d xéc măng phải thay a c b d Hình Hình ảnh xéc măng bị hư hỏng b Tính tốn lượng mài mòn xéc măng việc đo khe hở xéc măng Trong kiểm tra xéc măng qua cửa quét, việc đo đạc mài mòn xéc măng tiến hành sau: Đo độ mài mịn theo hướng kính xéc măng thực đo khe hở miệng xéc măng Đo đạc mài mòn theo phương hướng trục xéc măng thực đo khe hở xéc măng với rãnh xéc măng Phương pháp xem gần để định thay xéc măng hay không Với piston via xuống gần ĐCD, khe hở miệng (t) xéc măng đo qua cửa quét sơ my xi lanh Vì đường kính sơ mi xy lanh gần cửa quét (d) đo lần gần đường kính ban đầu lí lịch động xuất xưởng Thay số liệu vào cơng thức (1) cho ta lượng mài mòn xéc măng(h): −[ 0+ ( − )] (1) ℎ= h: Lượng mài mịn tính tốn xéc măng theo phương hướng kính (mm); t: Khe hở miệng đo xéc măng sau thời gian làm việc; to: Khe hở miệng ban đầu xéc măng (đặc điểm kỹ thuật sách hướng dẫn, ví dụ bảng 1) (mm); d: Đường kính sơ mi xy lanh gần cửa quét (mm); D: Đường kính sơ mi xy lanh (đường kính danh nghĩa) (mm) Bảng Số liệu khe hở miệng ban đầu xéc măng lượng mài mòn cho phép Loại động Đường kính danh nghĩa xy lanh (mm) Khoảng cách khe hở miệng ban đầu xéc măng (mm) Độ dầy xéc măng b (mm) Giới hạn lượng mài mòn(mm) Wartsila RTA 84 840 6,18 26,5 +/- 0,2 5,3 B&W MC-C 80 800 9,4 25,2 4,2 UEC 85LS II 850 7,0 27,2 4,7 Khe hở miệng xéc măng lấy phương pháp “lấy dấu vân tay” sau đo thước đo thước cặp chuyên dụng Bước tiếp theo, từ kết đo khe hở miệng xéc măng đưa vào bảng với cơng thức để tính tốn bao gồm lượng mài mịn tốc độ mài mòn số làm việc Tiếp theo kết phải phân tích việc so sánh kết Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 40 – 11/2014 17 Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] CHÀO MỪNG NGÀY NHÀ GIÁO VIỆT NAM 20/11/2014 trước phải tính tốn tốc độ mài mịn thể hình 3, với động MAN B&W 6S90MC-C (sau1000 làm việc, độ sâu mm rãnh xéc măng) Clearance (mm) Cylinder ӿ Piston Ring Crown hours: 15090 Clearance (mm) 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 Cylinder ӿ Piston Ring Crown hours: 15090 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 Depth (mm) Depth (mm) Hình Báo cáo tình trạng kỹ thuật xy lanh xéc măng sau 1000 làm việc c Đánh giá độ mài mòn xéc măng dựa lớp mạ chống mài mòn Các phương pháp khác đánh giá tình trạng mài mịn xéc măng dựa vào lớp mạ chạy rà bề mặt cơng tác Ngày lớp mạ sau áp dụng cho động diesel tàu thủy cỡ lớn: Lớp mạ cho đặc tính chạy rà có sức chịu mài mịn cao, lớp mạ ion hóa graphite, đồng, thiếc để giảm thời gian chạy rà Sau 500 làm việc lớp mạ bị mịn hết đánh giá mắt Lớp mạ bên để tăng khả chống mài mòn lớp mạ ion Mo/NiCr/Cr-C – lớp mạ chống mài mịn đo phương pháp tế vi, điện-từ (trên sở đo đạc lớp có từ tính) Hình Đo chiều dày lớp mạ Crom xéc măng theo số làm việc Chiều dày lớp mạ chống mài mòn giảm dần theo thời gian công tác xéc măng Các kết đo máy Mitsubishi miêu tả hình 4.a Số đo máy Mitsui B&W thể hình 4.b lấy trước sau tàu lên đà tất xéc măng thay Yêu cầu việc bảo trì tình trạng kỹ thuật máy dẫn đến việc cần phải kéo dài thời gian làm việc tin cậy lần đại tu nhà máy Cơ sở việc đại tu chiều hướng thay đổi thơng số kỹ thuật, thông số hoạt động đo đạc máy Trong trường hợp thế, vai trị việc kiểm tra theo chu kỳ, việc đo đạc khe hở xéc măng lượng mài mòn xéc măng trở lên quan trọng Đánh giá mắt thơng qua cửa qt đủ để định có cần phải đại tu nhà máy hay không Sự định phụ thuộc vào: Mài mòn xéc măng (tăng khe hở miệng, kích thước rãnh giảm áp đạt đến giá trị tới hạn); Khe hở rãnh xéc măng đạt đến giá trị lớn nhất; Xéc măng bị nứt, gãy, kẹt; Xéc măng bị cháy thổi ; Có vết xước, mài mịn sâu bề mặt cơng tác xéc măng lớn ¼ chu vi xéc măng; Xéc măng bị mòn hết lớp mạ Crom; Chiều cao xéc măng giảm nửa so với ban đầu Dựa kết thực nghiệm động diesel tàu thủy cỡ lớn, phương pháp kết cấu khai thác áp dụng để cải thiện khả làm việc đôi ma sát sơ mi xy lanh - xéc măng, để đối phó với điều kiện làm việc bất lợi xéc măng/sơ mi xy lanh hướng đến mục tiêu khai thác an toàn kinh tế [3]: Sử dụng vành để hạn chế tác động bất lợi từ áp suất khí cháy (vịng giảm áp) để giảm rị lọt khí cháy từ khe hở miệng xéc măng; Sử dụng rãnh cản nhiệt để cải thiện biến dạng nhiệt đầu xéc măng tăng hiệu làm kín khí cháy; Sử dụng vịng Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 40 – 11/2014 18 ... đến giá trị tới hạn); Khe hở rãnh xéc măng đạt đến giá trị lớn nhất; Xéc măng bị nứt, gãy, kẹt; Xéc măng bị cháy thổi ; Có vết xước, mài mịn sâu bề mặt cơng tác xéc măng lớn ¼ chu vi xéc măng; Xéc. .. độ mài mịn theo hướng kính xéc măng thực đo khe hở miệng xéc măng Đo đạc mài mòn theo phương hướng trục xéc măng thực đo khe hở xéc măng với rãnh xéc măng Phương pháp xem gần để định thay xéc măng. .. tình trạng kỹ thuật xy lanh xéc măng sau 1000 làm việc c Đánh giá độ mài mòn xéc măng dựa lớp mạ chống mài mòn Các phương pháp khác đánh giá tình trạng mài mịn xéc măng dựa vào lớp mạ chạy rà