新型磁性濾器在輔機房試驗臺的應用

凌夕明

摘要：簡述船用主機在投油和試車過程中的現狀及遇到的濾器頻繁報警等問題，敘述了新型磁性濾器在主機廠輔機房試驗臺的重要性;本文詳細介紹了新型磁性濾器的工作原理、結構設計，并與傳統磁性濾器進行了對比;敘述了濾器樣機在輔機房試驗臺上運行情況和所產生的效果，對磁性濾器在輔機房試驗臺的應用方面研究應用具有積極的意義。

Abstract： This paper briefly describes the current status of the marine main engine during the oil flush-test run and the problems of filter alarms frequently， describes the importance of the new magnetic filter in the test-bed of auxiliary engine room. It also introduces the working principle， structure and design method of the new magnetic filter and compared with the traditional magnetic filter， describes the operation condition and effect of the filter prototype in the test-bed of auxiliary engine room and has a positive meaning of the magnetic filter applied research in the test-bed of auxiliary engine room.

關鍵詞：船用主機;輔機房試驗臺;磁性濾器;磁棒

Key words： marine main engine;test-bed of auxiliary engine room;magnetic filter;magnetic bar

1? 緒論

主機是船舶的核心設備，被稱之為船舶的心臟，其性能的好壞直接關系到船舶的正常航行。而主機中潤滑油的清潔度對主機性能起到了極其重要的作用，因此主機在裝配后需在主機廠輔機房進行投油和試車，把潤滑油中的雜質控制在標準范圍之內。

新型磁性濾器在主機投油和試車過程中起到非常關鍵的作用，主要用于去除滑油中鐵質金屬顆粒，尤其是去除整個系統中精濾器無法去除的微米級磁性污染物，避免了主機零部件的卡死或磨擦付的磨損，延長潤滑系統的使用壽命，增強潤滑系統的可靠性，減少精濾器濾芯的更換頻率，提高經濟效益。

2? 改造背景

主機廠輔機房是一個為柴油機提供服務的關系與設備的總稱[1]，其中的主滑油過濾系統（以滬東重機為例）主要包括泵前粗濾、半精濾器、精濾器組成，精度通常分別為200um，50um，10um。

以往在被試主機數量不多的情況下，這種工藝流程可以滿足主機廠正常投油工作，但隨著中國造船規模的井噴式地擴張，船用主機出現供不應求的局面[2]。除了三大主機廠滬東重機、大連船用柴油機廠、宜昌柴油機廠在原有基礎上擴大規模以外，江蘇安泰、合肥熔安等民營企業也加入到造機隊伍中。

隨著產量的提升，而現有試驗臺位受到場地限制無法增加等客觀條件的制約下，主機廠只能盡可能地增加臺位的使用頻率，隨之帶來濾器頻繁報警，清洗維護時間增加等一系列問題。問題出現的主要原因是主機頻繁試車，而主機在制造、裝配和試車的過程中產生了大量的雜質如灰塵、各種金屬磨粒、焊渣等，而其中鐵質金屬顆粒占到很大比例。

滑油系統中的泵前濾器和半精濾器主要攔截50um以上的較大顆粒，過濾精度較低，對于灰塵、焊渣等大的顆粒有一定的效果，但對于顆粒較小的鐵質金屬顆粒則效果不大，沒有磁性濾器的過濾，則直接流入到精濾器中。精濾器是進入主機最后一道濾器，其濾芯材質為高分子纖維，精度一般為10um，大量的鐵質顆粒被攔截在精濾器中容易造成濾器頻繁壓差報警，此時需打開濾器，更換新的濾芯，費時費力。更為重要的是，鐵質顆粒質地較硬，一但壓差過大而未及時更換濾芯，鐵質顆粒可能會穿破質地柔軟的濾芯，直接進入主機中，對主機造成危害。

針對此現象，主機廠提出增加一種大流量的磁性濾器的要求，用于吸附大量鐵質顆粒并能輕易將雜質去除，以減輕精濾器的負擔，延長精濾器的報警時間，提高整個系統的工作效率。為此在主滑油系統中專門增加了磁性濾器，具體見圖1輔機房試驗臺主滑油局部系統圖。

3? 工作原理

在滑油系統運行時，滑油經過磁性濾器，受強力磁棒的磁性作用，滑油中的鐵質金屬顆粒被吸附在磁棒上，大大降低滑油中的磁性金屬雜質含量，提高油液介質的清潔度。當需要清洗時，拆開濾器，取出磁棒清洗即可[3]。

4? 結構

新型磁性濾器主要由濾器蓋、磁棒、磁棒支架、殼體組成，具體見圖2所示。磁棒通過磁棒支架和壓簧固定在殼體內部，保證磁棒間距，確保磁場的穩定，磁棒的數量根據濾器額定流量來確定。

5? 設計

5.1 濾器流道設計

傳統磁性濾器結構較為簡單，如圖3所示，介質從濾器進口①進入濾器殼體內腔②，經過磁棒的吸附，從濾器出口③進入下級系統。在此種結構中，介質與磁棒是橫向側面接觸，接觸面較少，吸附效果較差。

新型磁性濾器對殼體流道進行優化，如圖4所示利用隔板將殼體分為污油腔⑤和凈油腔⑦，隔板上開有數量等同于磁棒的導向孔，導向孔下方焊接有導向管⑥，每根導向管均形成一個流道，磁棒則由磁棒支架固定在導向管內。工作時，介質分流到每個導向管內，由上而下穿過整個磁棒，分流的介質和磁棒內每塊磁鋼形成的磁場均進行充分接觸，大大提高了吸附效果。

5.2 磁棒設計

磁棒由若干個磁鋼和純鐵間隔串聯在一根通長的316L不銹鋼薄壁鋼管內，如圖5所示，由此在磁棒表面形成柱狀串列式靜磁場，磁鋼采用被稱為磁王的釹鐵硼材質，擁有很高的磁能積，最大能達到37MGOe。磁棒表面經過多次拋光，光潔度達到Ra0.6，高光潔度易于將磁棒上的雜質清除。

通過對磁棒性能指標進行試驗，試驗結果表明，自主研發的磁棒在磁能積、磁感應矯頑力、磁棒吸附能力等指標已經不亞于國外同類產品。

6? 運行情況

新型磁性濾器最先是在滬東重機輔機房試驗臺進行調試試驗運行，通過一段時間的使用情況來看，效果還是很明顯。

6.1 吸附效果

圖6為在滬東重機輔機房試驗臺現場拍攝的磁棒吸附效果照片，可以看出在磁棒表面密密麻麻地附著了大量鐵質微小顆粒。經過現場測量，一根長度約為300mm的磁棒上吸附的鐵質顆粒重量能達到200g。以DN250的磁性濾器為例，一臺濾器共39根磁棒，一個循環周期能吸附7公斤左右的鐵屑。

6.2 提高工作效率、減輕工人勞動強度

通過增加了磁性濾器，和之前相比較，安裝在磁性濾器后面的精濾器壓力降明顯降低，延長了濾芯更換周期，減輕了工人勞動強度。以至于輔機房二期改造精濾器的壓差報警值由原先的0.15MPa降到0.12MPa，從側面證明了磁性濾器起到了顯著的作用。

7? 結束語

從新型磁性濾器在滬東重機的試用情況來看，效果很明顯，大大提高了主機投油、試車效率，提高了經濟效益。在之后的如江蘇安泰、舟山中基日造、合肥熔安等公司的輔機房改造項目中，粗濾器→半精濾器→磁性濾器→精濾器這套成熟的工藝流程得到了廣泛的推廣應用。

參考文獻：

[1]謝峰.船用低速柴油機裝配試驗車間工藝設計探討[J].造船技術，2010（3）：4-6.

[2]方峰.船用柴油機的生產現狀與發展[J].江蘇船舶，2008（25）：17-20.

[3]王偉東.磁性濾油器的選用[J].礦山機械，1990：60-62.