W5 में एक निश्चित प्रकार के समुद्री मुख्य प्रणोदन डीजल इंजन के लगभग 6{6}} घंटों के रखरखाव और संचालन के बाद, यह पाया गया कि 40 सिलेंडरों के निकास वाल्वों की निकासी सहनशीलता से अधिक हो गई, और 38 निकास वाल्व सीटें खराब हो गईं सिलेंडर हेड की मरम्मत सीमा से परे। 38 नए सिलेंडर हेड्स को बदलने और लगभग 60 घंटों तक चलने के बाद, एग्जॉस्ट वाल्व सीट का एक बड़ा क्षेत्र फिर से खराब हो गया, और दोनों नेविगेशन परीक्षणों के लिए 0 # ऑटोमोटिव डीजल का उपयोग किया गया। गलती की घटना के आधार पर, सिलेंडर हेड और एग्जॉस्ट वाल्व सीट के असामान्य घिसाव के दोष वृक्ष को सूचीबद्ध करें, और तीन पहलुओं से इसका विश्लेषण और समस्या निवारण करें: रखरखाव और स्थापना, घटक गुणवत्ता और उपयोग की स्थिति।
दोष तंत्र का विश्लेषण और मूल्यांकन करते हुए, दोष का कारण कम सल्फर सामग्री वाले 0 # ऑटोमोटिव डीजल का उपयोग है, जो एक प्रभावी एंटी-वियर परत बनाने में विफल रहा और निकास वाल्व सीट के घिसाव को तेज कर दिया। डीजल इंजन वाल्व सीट के असामान्य घिसाव के लिए संबंधित समाधान प्रस्तावित हैं, जो समान दोषों के बाद के विश्लेषण के लिए एक समाधान प्रदान करते हैं।
2 अप्रैल 19 में, एक निश्चित जहाज ने शिपयार्ड में मरम्मत कार्य किया। दो MTU956V20 डीजल इंजनों की W5 स्तर मानक के अनुसार मरम्मत और रखरखाव किया गया था (प्रत्येक मरम्मत से पहले लगभग 5800 घंटे तक संचालित होता था, और मरम्मत के दौरान, सिलेंडर हेड से अधिक निकास वाल्व सीट के घिसाव के कारण दो सिलेंडर हेड को बदल दिया गया था) मरम्मत सीमा)। सितंबर में, W5 स्तर की मरम्मत और स्थापना को पूरा करने के बाद, लगभग 60 घंटों तक उपयोग में रहने पर डीजल इंजन चालू नहीं हो सका। निरीक्षण के बाद, यह पाया गया कि 40 सिलेंडरों की वाल्व क्लीयरेंस सहनशीलता से अधिक थी, और 38 निकास वाल्व सीटें सिलेंडर हेड मरम्मत सीमा से अधिक खराब हो गई थीं। नवंबर में 38 नए सिलेंडर हेड बदलने और लगभग 60 घंटों तक उनका उपयोग करने के बाद, निकास वाल्व सीट के बड़े पैमाने पर फिर से घिसाव हुआ। दोनों नेविगेशन परीक्षणों में 0# ऑटोमोटिव डीजल का उपयोग किया गया। दूसरी बार 9 सिलेंडर हेड्स को बदलने के बाद, एक निश्चित जहाज ने नेविगेशन परीक्षणों और उसके बाद के कार्यों के लिए 0 # ऑटोमोटिव डीजल (मुख्य रूप से 10 # डीजल) के साथ मिलाकर -10 # डीजल का उपयोग किया। दिसंबर 2020 तक, यह सिलेंडर हेड और एग्जॉस्ट वाल्व सीट में किसी भी असामान्य टूट-फूट या विफलता के बिना लगभग 1000 घंटे (लगभग 6900 घंटे का संचित चलने का समय) से चल रहा है।
जब डीजल इंजन चल रहा होता है, तो कैंषफ़्ट निकास वाल्व को निकास के लिए टैपेट और रॉकर आर्म तंत्र के माध्यम से निर्धारित वाल्व समय के अनुसार खोलने के लिए चलाता है, और फिर वाल्व स्प्रिंग की कार्रवाई के तहत बंद हो जाता है। MTU956 डीजल इंजन का डिज़ाइन हल्के वजन, उच्च शक्ति और कम घनत्व को ध्यान में रखकर बनाया गया है। सिलेंडर हेड के सेवन और निकास वाल्व सीटों में कोई कठोर गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातु वाल्व सीट रिंग नहीं है। वाल्व सीट और सिलेंडर हेड एकीकृत हैं और कच्चा लोहा सामग्री से बने हैं; निकास वाल्व एक रोटरी वाल्व तंत्र से सुसज्जित है, और वायु वाल्व हर बार खोले जाने पर रोटरी वाल्व तंत्र की कार्रवाई के तहत घूमता है। ऑपरेशन के दौरान, सिलेंडर के अंदर उच्च तापमान वाली गैस के प्रवाह और निकास वायु प्रवाह के कारण निकास वाल्व सीट की सतह का तापमान लगभग 300-350 डिग्री होता है। जब वाल्व बंद हो जाता है और बैठ जाता है, तो यह एक निश्चित गति से वाल्व की सतह से टकराएगा। जब डीजल इंजन की गति 145{5}}r/मिनट होती है, तो वाल्व बैठने की गति 0.2m/s होती है और प्रभाव 727 गुना/मिनट होता है। ऑपरेशन के दौरान निकास वाल्व सीट की सतह उच्च तापमान और उच्च संपर्क तनाव प्रभाव के अधीन होती है, जिसके परिणामस्वरूप काम करने की स्थिति कठोर हो जाती है।
एमटीयू 956 सिलेंडर हेड मरम्मत प्रक्रिया विनिर्देश में निरीक्षण और मरम्मत प्रक्रिया एमटीयू वी956/1163 टीबी.2 रखरखाव मैनुअल के अनुरूप है। वाल्व सीट पर स्थापित वायु वाल्व का फलाव डेटा आम तौर पर 4.8 0 ~ 5.10 मिमी (सीमा मानक 3.0 मिमी) के बीच होता है, और पुनर्स्थापना गुणवत्ता एमटीयू V956/1163 TB.2 रखरखाव की आवश्यकताओं को पूरा करती है नियमावली। पहली खराबी होने के बाद, 38 नए सिलेंडर हेड बदलने और लगभग 60 घंटे तक चलने के बाद, सिलेंडर हेड वाल्व सीट के असामान्य घिसाव की समस्या फिर से हुई, इस प्रकार खराबी के कारण अनुचित मरम्मत की संभावना को खारिज कर दिया गया।
उत्पाद निर्माण और असेंबली रिकॉर्ड का निरीक्षण, दोषपूर्ण मशीन के संबंधित भागों के निरीक्षण और असेंबली निरीक्षण रिकॉर्ड की पुन: जांच, पहली विफलता के लिए सिलेंडर हेड के मूल रिकॉर्ड, सिलेंडर हेड वॉटर चैंबर, एयर चैंबर के आयामों का निरीक्षण, और वाल्व सीट, और सेवन और निकास वाल्व और वाल्व सीटों के बीच फिट का निरीक्षण; सिलेंडर हेड की सीलिंग, वाल्व सीट की गहराई और सिलेंडर हेड की अखंडता की जांच करें, और सुनिश्चित करें कि घटकों की असेंबली गुणवत्ता तकनीकी आवश्यकताओं को पूरा करती है।
सिलेंडर हेड वाल्व सामग्री की प्रदर्शन जांच। पहली खराबी के बाद, गंभीर एग्जॉस्ट वाल्व सीट घिसाव वाले A1 और B6 सिलेंडरों को हटा दिया गया था, और शंघाई मैकेनिकल इंजीनियरिंग सोसाइटी फेलियर एनालिसिस प्रोफेशनल कमेटी को एग्जॉस्ट वाल्व और वाल्व सीट की कामकाजी सतहों के साथ-साथ मेटलोग्राफिक पर कठोरता परीक्षण करने के लिए नियुक्त किया गया था। वाल्व सीट की कामकाजी सतहों पर परीक्षण। MTU956 डीजल इंजन का निकास वाल्व ड्राइंग नंबर 580 053 02 05 है, और कठोरता की आवश्यकता 280HB से अधिक या उसके बराबर है (29.2HCR की रॉकवेल कठोरता के बराबर, HB और HV मान समान हैं)। A1 और B6 सिलेंडर के निकास वाल्वों की कठोरता मान तालिका 1 में दिखाए गए हैं, और वाल्व कठोरता आवश्यक मान से बहुत अधिक है, लेकिन यह वाल्व तकनीकी दस्तावेजों की आवश्यकताओं को पूरा करती है।
एमटीयू956 डीजल इंजन सिलेंडर हेड के लिए तकनीकी दस्तावेज़ में 95% से अधिक पर्लाइट सामग्री वाले पर्लाइट मैट्रिक्स की आवश्यकता होती है; कठोरता की आवश्यकता 200~260HB (199.5~262.5HV, HB=(HV+10.5)/1.05) है। A1 और B6 सिलेंडर की निकास वाल्व सीटों की कठोरता के परिणाम तालिका 2 में दिखाए गए हैं। सिलेंडर हेड वाल्व सीट की मापी गई कठोरता डिज़ाइन की आवश्यकता से थोड़ी अधिक है।
शंघाई मैकेनिकल इंजीनियरिंग सोसाइटी की विफलता विश्लेषण व्यावसायिक समिति द्वारा जारी निकास वाल्व और वाल्व सीट के विश्लेषण परिणाम बताते हैं कि: 1) सीलिंग सतह की कठोरता (सतह से 0.1 मिमी की दूरी पर) और निकास वाल्व की कठोरता प्रवणता अपेक्षाकृत एक समान होती है। 2) निकास वाल्व सीट और सेवन वाल्व सीट के बीच कठोरता ढाल में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं है। मैट्रिक्स में ग्रेफाइट की उपस्थिति के कारण परीक्षण की गई कठोरता में उतार-चढ़ाव होता है, जो एक सामान्य घटना है। 3) एग्जॉस्ट वाल्व सीट और इनटेक वाल्व सीट की कामकाजी सतहों की मेटलोग्राफिक संरचना पर्लाइट, थोड़ी मात्रा में लौह तत्व और बहुत कम मात्रा में कार्बन तत्व से बनी होती है। परीक्षण के परिणाम बताते हैं कि कमरे के तापमान पर निकास वाल्व की कठोरता आवश्यकताओं को पूरा करती है, और निकास वाल्व सीट पर माप बिंदुओं की कठोरता आवश्यक मूल्य से थोड़ी अधिक है। मेटलोग्राफिक संरचना तकनीकी आवश्यकताओं को पूरा करती है।
वायु वाल्व और वाल्व सीट के बीच प्रभाव बल वायु वाल्व की बैठने की गति पर निर्भर करता है, जो सेवन और निकास वाल्व के कैंषफ़्ट प्रोफाइल से प्रभावित होता है। सिलेंडर हेड के तीसरे प्रतिस्थापन के अनुसार, डीजल इंजन बिना किसी असामान्यता के लगभग 1000 घंटे तक चला, और निकास वाल्व सीट की असामान्य टूट-फूट समाप्त हो गई। इसलिए, वाल्व ट्रांसमिशन तंत्र और कैंषफ़्ट के कारण सिलेंडर हेड वाल्व सीट के असामान्य पहनने की संभावना को मूल रूप से खारिज कर दिया गया है।
W5 रखरखाव में, फैक्ट्री ने सिलेंडर हेड रोटरी वाल्व तंत्र का निरीक्षण किया और पाया कि यह सामान्य रूप से काम कर रहा था। पहली खराबी के बाद, 38 नए सिलेंडर हेड असेंबलियों को बदला गया, लेकिन अल्पावधि में बड़ी संख्या में सिलेंडर हेड घिसाव की खराबी अभी भी हुई। इसलिए, रोटरी वाल्व तंत्र की खराबी की संभावना को मूल रूप से खारिज कर दिया गया है।
रखरखाव से लेकर W5 की पहली खराबी तक और नए सिलेंडर हेड के प्रतिस्थापन से लेकर दूसरी खराबी तक डीजल इंजन की परिचालन स्थितियों के निरीक्षण के दौरान, सिलेंडर हेड में कोई असामान्य घिसाव नहीं पाया गया, और सिलेंडर में कोई व्यापक असामान्य घिसाव नहीं पाया गया। रखरखाव से पहले W5 के उपयोग के दौरान खराबी आ गई और दूसरी खराबी के बाद इसे -10 डीजल से बदल दिया गया। मूल निर्णय यह है कि परिचालन स्थितियों का वाल्व सीट के घिसाव पर प्रभाव पड़ेगा, लेकिन यह इस खराबी का प्रत्यक्ष कारण नहीं है। MTU956 डीजल इंजन को इनटेक पाइप में एक स्नेहन पंप के साथ डिज़ाइन किया गया है, जो इनटेक वाल्व को चिकनाई दे सकता है। यह जाँच कर कि तेल पंप ठीक से काम कर रहा है और इनटेक वाल्व सीट पर कोई असामान्य घिसाव नहीं है, स्नेहन गुणवत्ता के मुद्दों से इंकार किया जा सकता है। जहाज ने W5 रखरखाव के बाद ईंधन के रूप में 0 # ऑटोमोटिव डीजल का उपयोग किया, और किसी भी एडिटिव्स का उपयोग नहीं किया, जो जीबी की आवश्यकताओं को पूरा करता है। हालाँकि, सल्फर की मात्रा बहुत कम (10 मिलीग्राम/किग्रा से कम या उसके बराबर) है, जो एमटीयू की तकनीकी विशिष्टताओं को पूरा नहीं करती है।
लान्झू इंस्टीट्यूट ऑफ केमिकल फिजिक्स, चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज को एडिटिव्स का विश्लेषण करने के लिए सौंपें, LUBRIZLO®ADX766M डीजल एडिटिव पोटेशियम नमक और विलायक का मिश्रण है, जिसमें ठोस पदार्थ पोटेशियम डोसेटेट होता है और विलायक 200 # फैटी हाइड्रोकार्बन का विलायक तेल होता है . निकास वाल्व की सीलिंग सतह पर एसईएम उपस्थिति और ईडीएस संरचना विश्लेषण करने और निरीक्षण के लिए चार शर्तों के तहत निकास वाल्व का चयन करने के लिए लान्चो इंस्टीट्यूट ऑफ केमिकल फिजिक्स, चीनी विज्ञान अकादमी को सौंपें। दोषपूर्ण निकास वाल्व और वाल्व सीट सीलिंग सतह के एसईएम अवलोकन और संरचना विश्लेषण से पता चला कि निकास वाल्व सीलिंग सतह की सतह सिलेंडर हेड सब्सट्रेट से चिपकने के साथ खुरदरी थी। सिलेंडर हेड वाल्व सीट की सीलिंग सतह सपाट थी, जबकि कच्चा लोहा सब्सट्रेट में प्लास्टिक का प्रवाह और चिपकने वाला टूटना दिखाई दे रहा था। निकास वाल्व में कोई घिसाव नहीं हुआ है, और असामान्य रूप से घिसा हुआ हिस्सा सिलेंडर हेड और निकास वाल्व सीट है। 956 डीजल इंजन का सिलेंडर हेड विशेष मिश्र धातु कच्चा लोहा से बना है, जिसमें खराब पहनने का प्रतिरोध है। सतही चेहरे के मुखौटे की सुरक्षा के अभाव में, धातु के सीधे संपर्क के कारण होने वाला स्पर्शरेखीय तनाव इसके मैट्रिक्स को तेजी से छीलने और घिसने का कारण बनता है; इस बीच, वायु वाल्व और वाल्व सीट के बीच कठोरता अंतर के अनुचित मिलान के कारण, वायु वाल्व की उच्च कठोरता पहनने को और बढ़ा देती है। उपरोक्त परीक्षण परिणामों के अनुसार, चार योजनाओं की सीलिंग सतह पर एंटी-वियर परत का मुख्य घटक अनाकार कार्बन है। दहन के बाद, बड़े कण निकास वाल्व और वाल्व सीट की सीलिंग सतहों को अलग करने के लिए वाल्व सीट की सतह पर एक एंटी-वियर परत बनाते हैं। सीलिंग सतहों के बीच सीधे संपर्क से बचने और चिपकने वाले घिसाव को कम करके, घिसाव को दबा दिया जाता है।
संदर्भ वाल्व सीट ट्रीटमेंट के अनुसार - शानक्सी डीजल इंजन हेवी इंडस्ट्री कंपनी लिमिटेड द्वारा उपलब्ध कराए गए मौजूदा डेटा की एक स्वतंत्र समीक्षा, वाल्व सीट पहनने की पिछली विफलताओं और सतह चेहरे के मास्क के गठन तंत्र के साथ संयुक्त, यह देखा जा सकता है कि सीलिंग सतह का सतही फेशियल मास्क एक गतिशील उपभोग फिल्म से संबंधित है। कम कामकाजी परिस्थितियों में, सतही फेशियल मास्क की निर्माण दर हटाने की दर से अधिक होती है, और निकास वाल्व समूह की सुरक्षा क्षमता मजबूत होती है; उच्च परिचालन स्थितियों के तहत, गठन दर हटाने की दर से कम है, और निकास वाल्व सीट की सुरक्षा करने की क्षमता धीरे-धीरे कम हो जाती है। यह समझाया जा सकता है कि W5 डीजल इंजन के रखरखाव से पहले जहाज हजारों घंटों तक क्यों खराब नहीं हुआ, लेकिन मरम्मत के 60 घंटे बाद बार-बार खराबी का अनुभव हुआ। यह शुरुआती फैक्ट्री परीक्षण अवधि के दौरान उच्च सल्फर ईंधन और एडिटिव्स के उपयोग और परीक्षण यात्रा के दौरान उच्च सल्फर ईंधन के उपयोग के कारण है, जिसने वाल्व सीट की सुरक्षा के लिए अधिक कठोर सुरक्षात्मक फिल्म बनाई।
दो 956 डीजल इंजनों के ऐतिहासिक उपयोग की स्थिति के अनुसार, शानक्सी डीजल इंजन हेवी में फैक्ट्री परीक्षण चरण के दौरान उन्हें लगभग 5{6}} घंटों तक ईंधन के रूप में अतिरिक्त एंटी-वियर एजेंट के साथ -10 # डीजल पर संचालित किया गया था। इंडस्ट्री कंपनी लिमिटेड, सान्या के लिए रवाना होने से पहले, उन्हें लगभग 100 घंटे तक -10 # डीजल पर संचालित किया गया था। विश्लेषण परिणामों के साथ संयुक्त, यह संकेत दिया गया है कि सान्या में 0 # ऑटोमोटिव डीजल लगाने से पहले निकास वाल्व सीट सीलिंग सतह पर एक घनी सतह सुरक्षात्मक फिल्म बनाई गई है। इसलिए, सान्या में लगभग 5000 घंटे की यात्रा के दौरान कोई असामान्य टूट-फूट नहीं हुई। W5 रखरखाव के दौरान, निकास वाल्व और वाल्व सीट की मरम्मत की गई, जिसके परिणामस्वरूप उपरोक्त सतह का मुखौटा हटा दिया गया। रखरखाव के बाद, संचालन के लिए 0 # कम सल्फर वाहन डीजल का उपयोग किया गया था, और कोई सतह चेहरे का मुखौटा नहीं बनाया गया था, जिसके कारण बाद के वाल्व सीटों में असामान्य घिसाव हुआ।
खराबी के कारण के विश्लेषण और इस प्रकार के डीजल इंजन के उपयोग की वर्तमान स्थिति के आधार पर, निम्नलिखित अनुशंसित उपाय प्रस्तावित हैं: यह निर्धारित करना आवश्यक है कि क्या डीजल 500mg/kg से अधिक सल्फर सामग्री की आवश्यकता को पूरा करता है या नहीं उपयोग से पहले; डीजल इंजन डिब्बे में एक एंटी-वियर एडिटिव स्टोरेज और एडिशन डिवाइस स्थापित करके, डीजल इंजन चलाने की आवश्यकताओं को पूरा करते हुए, दैनिक ईंधन टैंक में स्वचालित रूप से एडिटिव्स जोड़ना संभव है। लंबे समय में वाल्व सीट पहनने की समस्या को पूरी तरह से हल करने के दृष्टिकोण से, सिलेंडर हेड निकास वाल्व सीट के पहनने के प्रतिरोध में सुधार करना आवश्यक है। वाल्व और वाल्व सीट के पहनने के प्रतिरोध और सेवा जीवन को बेहतर बनाने के लिए सिलेंडर हेड आम तौर पर नेस्टेड वाल्व सीट को अपनाता है। यह अनुशंसा की जाती है कि घरेलू डीजल इंजन अनुसंधान संस्थान या डीजल इंजन निर्माता सिलेंडर हेड संशोधन योजनाओं पर शोध करें, नए सिलेंडर हेड के विकास और उत्पादन को पूरा करें, और सिलेंडर हेड की बेहतर डिजाइन योजना में परिपक्व अनुप्रयोग हों, और तकनीकी जोखिम हों बेहतर डिज़ाइन नियंत्रणीय है।
