船用柴油機曲軸現場修理

臧春杰，王 磊，周克勤

(1.滬東重機有限公司，上海 200136;2.青島萬度力工程有限公司，山東 青島 266071)

船用柴油機曲軸現場修理

臧春杰1，王 磊1，周克勤2

(1.滬東重機有限公司，上海 200136;2.青島萬度力工程有限公司，山東 青島 266071)

文章針對87 000 t散貨船主機曲軸異常磨損現象，進行現場勘驗，確定了現場退火、低溫堆焊、二次退火、現場加工等修理工藝。順利完成了曲軸修理工作，通過試航檢驗，圓滿解決問題并通過船檢認可。

船用柴油機；曲軸修復；現場退火；現場堆焊；現場加工

曲軸是柴油機的最重要零部件，由于制造技術要求高，能獨立生產的廠家少，曲軸的造價相當于整臺柴油機價格的三分之一。當曲軸發生損壞時，由于其尺寸長、重量大，因此將其從機艙取出修理非常困難，不僅耗時長而且要付出極大的經濟代價。綜合上述因素，開發曲軸現場修理技術尤為關鍵，也深受船東的歡迎。

1 故障分析及方案制定

1.1 故障描述

該船配置主機型號為6S60MCC，根據船東描述，該船在空載加到92.0 r/min，滿載加到93.5 r/min，主機軸向振動值會持續在4.0 mm以上。當將主機轉速逐漸加到100.5 r/min時，主機軸向振動值超過了4.0 mm，觸發了“SLOW DOWN”警報。

根據設計要求，該型主機軸向振動值應保持在0～2.25 mm之間。主機軸向振動值大大超出了設計要求，影響主機運行安全。針對上述故障，我公司制定了以下檢查方案。

拆檢主機軸向減震器，查看其功能是否正常；檢查主機推理軸承間隙;檢查主機機械頂部支撐;檢查二次力矩補償器角度;測量主機扭振時，增加測量主機軸向間隙。

1.2 現場勘驗

服務工程師登船，拆檢軸向減震器時，發現曲軸與軸向減震器3道油封環配合面出現3道不規則溝槽；軸向減震器嚴重漏油，油封環完全失效。

主機軸向振動超出設計值的原因是主機軸向減震器油封失效嚴重漏油，造成減震作用消失，曲軸與油封環配合面長期異常磨損，在曲軸表面形成3道不規則溝槽。

1.3 方案制定

根據現場勘驗情況，先采用焊接方法修補該缺陷，再通過現場加工將曲軸恢復到圖紙設計要求。根據設計標準可知，該曲軸損傷部位處于軸徑關鍵部位，而曲軸材料是鍛鋼S34MnV，不能直接焊接，需要在焊接前后做相應的退火熱處理。綜上分析，初步制定修理計劃如下。

1)曲軸檢查測量，出具勘察報告，并設計、定制現場加工工具。

2)曲軸損傷部位退火處理，消除焊接區域應力集中。

3)采用低熱量堆焊，填滿缺陷部位。

4)焊接部位二次退火，消除應力、異常硬度，使表面硬度均勻。

5)曲軸現場加工、磨削、拋光，恢復原始尺寸。

6)測量曲軸尺寸及硬度。

7)零部件裝復，更換3道油封環，試航交付用戶。

2 現場修復

2.1 曲軸檢查測量

曲軸與軸向減震器3道油封環配合面的3道溝槽，從主機自由端看，第一道溝槽尺寸為寬15 mm，深5 mm；第二道溝槽尺寸為寬26 mm ，深10 mm；第三道溝槽尺寸為寬13 mm，深1 mm 。第一、三道槽處曲軸外徑為720 mm ，第二道槽處曲軸外徑為1 020 mm 。根據曲軸損傷部位的尺寸、位置，選擇焊接方式為機器焊。根據測量的曲軸加工部位尺寸及周邊空間位置，選定加工工具。選擇加工工具安裝位置，并設計、定制安裝工具。

2.2 曲軸退火及焊接

根據工藝方案，對曲軸損壞部位進行退火處理。以20 ℃/h的溫升頻率升高溫度到270 ℃，并保溫3 h，以消除焊接區域應力集中。

當曲軸退火部位降溫到150 ℃時，開始對損傷部位進行低熱量堆焊，填滿凹槽。堆焊結束后，對曲軸進行二次退火處理，以20 ℃/h的溫升頻率升高溫度到270 ℃，并保溫3 h，然后以20 ℃/h的溫降降溫到150 ℃，之后自然冷卻，以消除曲軸殘余應力、降低表面硬度，以利于后續機加工。

2.3 曲軸現場加工

將工具吊入機艙并安裝到加工位置，對刀具進

行安裝、定位、找中，然后對曲軸進行現場車削加工、打磨、拋光，使其恢復圖紙設計尺寸。

加工完成后，測量3道槽任意3點a、b、c尺寸、跳動量以及橢圓度，如表1所示。

表1 加工完成后3道槽尺寸、跳動量及橢圓度 mm

位置設計尺寸尺寸跳動量橢圓度第一道槽abcD7200-0.08719.95719.94719.940.040.03第二道槽abcD10200-0.11019.941019.921019.910.030.03第三道槽abcD7200-0.08719.95719.94719.930.030.03

3 試航及提交

經過1天試航，主機運行正常，測量軸向振動值如表2所示。

表2 試航中軸向振動值

由表2可以看出，軸向振動值標準范圍為0～2.25 mm，修理后軸向振動值在標準范圍內。較修理前的振動值改善明顯，主機可以全功率正常航行。

4 結束語

本文以滬東重機有限公司承接的誠信3輪主機曲軸現場修理為依托，完整闡述了合理利用現場焊接、加工技術，成功修復了損傷的曲軸，并通過試航提交船檢通過。該技術的成功應用不僅節約了修理時間，更為船東節省了修理成本，獲得了船東的好評。

保護地球 從你我做起

Against the abnormal abrasion of the main engine crank axle in 87 000 t bulk carrier,field inspection was done,with spot anneal ,low-temperature bead welding,the second anneal and field processing finished smoothly,which solved the problem perfectly and was approved by the ship surrey.

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臧春杰(1982-)，男，浙江慈溪人，工程師，大學本科，主要從事船用柴油機修理工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2017.02.010

2016-11-29