低濃度瓦斯發電機組發動機缸套穴蝕成因分析和提高抗穴蝕能力的措施

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　　摘 要：本文探析了低濃度瓦斯發電機組發動機缸套穴蝕現象出現的原因，探討了提高抗穴蝕的能力的措施，通過行之有效的措施提高發動機運行效率及質量的措施，滿足設備生產應用需要。
　　關鍵詞：發動機缸套；穴蝕成因；抗穴蝕能力；措施
　　在對低濃度瓦斯發電機組發動機中修和大修的過程中，經常會發現氣缸套外部存在有不同程度的穴蝕現象，其具體表現在濕式缸套外表面局部區域內，出現蜂窩狀孔穴群，穴蝕比較嚴重時甚至會出現氣缸套被穴蝕穿透，進而引發漏水、漏氣、大大縮短了缸套的使用壽命。那么發動機在使用期間其缸套穴蝕究竟有何特點，其成因是什么，可以采取何種措施避免呢？下面，筆者將對相關問題進行詳細論述。
　　1 穴蝕現象概述
　　穴蝕一般出現在設備運行過程中，發動機的缸套外表面和缸體內表面浸水的某些部位將會產生不同于一般腐蝕和機械磨損的呈蜂窩狀密集麻點或者是魚鱗狀剝落的痕跡，這種現象在發動機中被人們稱為穴蝕，穴蝕的產生主要區域分布在水套壁中上部、連桿擺動平面內活塞產生最大交變側壓力部位，還有的則會出現在水套與缸體間最為狹窄的部位，或者是承受水流最直接的地方。穴蝕可以分為輕微穴蝕、劇烈穴蝕和損毀性穴蝕三種不同類型，輕微穴蝕是在穴孔處不存在腐蝕痕跡與產物，這種穴蝕出現之后缸套的表面比較潔凈，呈擦亮狀，其與缸套的其他部位相比顯露出了較少的鐵銹和雜質呈現出類似于高溫氧化的紅褐色；劇烈穴蝕表現為損壞層比較深，穴蝕出現之后會形成不規則形狀的坑穴，其類似于強酸靜態腐蝕；損毀性穴蝕則是最為嚴重的一種穴蝕現象，坑穴可能穿透氣缸套，使冷卻液進入氣缸或者是冷卻液進入機油箱底殼，其將會對發動機造成了災難性損壞[1]。
　　2 氣缸套穴蝕的成因分析
　　在發動機運行期間，由于活塞與氣缸套之間存在有工作間隙使氣缸套被穴蝕。在氣缸壓力的脈動變化以及活塞在換向過程中側壓力的周期性撞擊之下，氣缸套將會產生高頻振動。通過氣缸套高頻振動的傳到周圍的冷卻水中，靠近氣缸套壁的冷卻水受到高頻震動的影響而密度降低，局部內壓降到該溫度下的飽和蒸汽壓力。部分冷卻水出現汽化現象因此而產生真空氣泡，同時溶于冷卻水中的氣體也就將會以氣泡的形式分離出來。在氣泡破裂之后，由于壓力差因素的影響，周圍的冷卻水將會高速流向氣泡破裂的地方，隨之產生較大的脈沖高壓和高溫，其將會以波的形式沖擊氣缸套和氣缸體內表面。這種機理在發動機運行期間將會反復出現，而該機理現象可能會使得氣缸套疲勞、材料剝落因此而產生麻點，由于水道中的化學和電化學的腐蝕，將會使氣缸套產生泡沫狀或者是蜂窩狀的穴蝕。隨著穴蝕范圍的不斷擴展和加深，氣缸套所受到的負面影響將會越來越大，最終氣缸套將會被破壞并報廢[2]。
　　3 預防氣缸套穴蝕的具體措施
　　如上文所述，在氣缸套出現穴蝕之后，設備的運行將會受到嚴重的影響，同時其還會帶來較大的經濟損失，針對氣缸套穴蝕問題，除了設計、制造高質量的缸套，選擇合理的水道結構以外，在具體的工作中還可以從以下幾個方面入手解決，進而發揮缸套的作用：
　　3.1 調整缸口墊片
　　在發動機運行期間，為了更好的避免發動機缸套穴蝕問題，可以嘗試通過調整缸口墊片防止和減緩氣缸套穴蝕。要保證缸口臺階高于機體表面且應當在規定的范圍之內。適當減小氣缸套與機體之間的裝配間隙，在必要情況下還可以通過加大阻水圈直徑的方法減小氣缸工作時產生的振動。振動及缸套與機體之間的裝配間隙減少之后，缸套與機體之間的摩擦減少，這樣穴蝕現象也將會因此而減少[3]。
　　3.2 提高活塞連桿組的裝配質量
　　活塞與氣缸的配合間隙必須要符合實際工作需求，各個零件之間的形位公差應當符合基本要求，這樣才能更好的滿足產品生產需求。此外，在設備使用期間還應當及時的清除水道內的水垢。如果水道內水垢積存比較多，冷卻水流通面積減小，那么局部的水道將會因此而變窄，冷卻水流過該地方的時候，因為流速加快，其所承受的壓力也將會相應的降低，其很容易因此而產生氣泡，在氣泡爆裂的時候所產生的沖擊力將會在水道變窄的地方反復傳遞，這樣可能就會加快氣缸套的穴蝕。所以說，在防止缸套穴蝕的時候，還應當及時的清除水道內的水垢，降低水垢對氣缸套產生的腐蝕。
　　3.3 保持適宜的冷卻水溫度
　　據相關實驗研究表明，在水溫為40-60℃時，發動機缸套最容易出現穴蝕，而在發動機工作時冷卻水溫在80-95℃時，發動機則不容易出現穴蝕現象，同時這樣做還能夠防止發動機過熱或者是過冷，其能夠有效的減少發動機故障，延長發動機使用壽命。此外，在冬季時啟動發動機時，工作人員應當提前做好預熱升溫工作，通常在水溫高于60℃的時候才能正式將發電機組負荷提高到正常水平[4]。
　　3.4 保持冷卻水的清潔
　　通常發動機冷卻水中都含有多種物質，因此在設備應用期間其穴蝕速度要比清潔的軟水快上幾十倍。針對發動機冷卻水的雜質問題，筆者認為其可以通過雜質分離的方法予以解決，通常水中所含有的雜質水分子是比較容易被分離的，溶于水中的氣體也比較容易被以雜質顆粒為核心而析出并形成氣泡?；旧侠鋮s水的清潔指數越高，其所產生的雜質和污垢也就越低，這樣其所引發的穴蝕問題也就越少。所以說，在防止穴蝕時，應當及時的清除水垢并注意加注清潔的軟化水，進而達到防治發動機缸套穴蝕的目的。
　　3.5 避免發動機爆燃
　　在發動機因為空燃比調節不當或者是點火提前的情況下，進入氣缸內部的燃氣燃燒速度往往也會比較快，其可能會產生爆燃或者是爆震的現象，在這種情況下，氣缸內部的最高燃燒壓力將會超過正常燃燒情況下的幾十倍，過高的燃燒壓力將會使得氣缸的振動速度加劇，穴蝕也會因此而加快?；谶@樣的原因及時的檢查和調整發動機的空燃比和點火時間就顯得極為有必要了，其能夠有效的避免發動機出現爆燃的現象，在實際工作中，及時的清除發動機內部存在的積碳，避免設備在運行期間出現早燃或者是爆燃的現象。 　　3.6 靈活操作發動機設備
　　在操作設備的過程中，工作人員也應當想辦法提升自己的技能水平，靈活操作各類設備，注意保持發動機的穩定運轉，避免增壓燃氣速度過快，按照規程要求對機組設備進行操作，進而減少冷卻水的振動以及氣泡的產生。同時，在日常工作中如果設備出現故障需要維修，拆卸設備時也應當多加注意，需要按照檢修規程規定進行檢修，如在檢修的時候，應當及時的將氣缸套轉位，這樣做的主要目的就是分散穴蝕在缸套外壁上的分布，進一步延長設備的使用壽命。此外，為了更好的減少發動機缸套穴蝕現象，還需加強對設備操作人員的技能培訓工作，保證其對各項設備有充分的了解和認識，熟悉各類設備的操作方法[5]。
　　3.7 使用優質冷卻液
　　如上文所述，冷卻水中所含雜質比較多的時候，設備也很容易因此而受到影響，其在某些情況下甚至會加劇發動機缸套穴蝕，因此處理好發動機冷卻水也是極為重要的，在實際的操作中除了以上幾種方法以外，工作人員還可以選用優質防凍液，這樣能夠有效的吸收氣缸配套工作振動能量，降低因為振動對設備產生的不利影響，最終達到減弱穴蝕的目的，使發動機能夠更加高效正常的運轉。
　　總之，氣缸套穴蝕損壞是一個極為漫長的過程，在日常工作中發動機氣缸套穴蝕問題并不容易被發現，只有在檢修發動機時，將缸套拆下才能完整的觀察到缸套情況。當前隨著設備質量和技術水平的提升，發動機不解體檢測和不解體清洗技術得到了廣泛的應用，氣缸套穴蝕現象更容易被檢測出來，這也給氣缸套穴蝕問題的解決提供了更多的便利，其有助于設備壽命的延長，提升了發動機使用的質量和效率。
　　參考文獻：
　　[1]王鐵軍，桑鴻雁.缸套穴蝕產生的原因分析及預防措施[J].農機使用與維修，2016（10）：61.
　　[2]王小艷，楊玉華，薛慧敏，楊衛民.氣缸套表面質量對其抗穴蝕性能影響的研究[J].內燃機與配件，2018（10）：51-53.
　　[3]朱云飛，劉中澤.淺析氣缸套穴蝕解決方案的探討[J].內燃機與配件，2017（11）：31-32.
　　[4]劉洪明，張曉輝.淺議汽車發動機汽缸套磨損原因及維護措施[J].農村實用科技信息，2012（07）：107.
　　[5]姚濤，張亮亮.氣缸套穴蝕機理分析及其抗穴蝕性能研究[J].內燃機與配件，2014（06）：38-40.
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