Технология судоремонта

Для поршней ВОД, изготавливаемых из деформируемых алюминиевых сплавов, ведущими износами оказываются прогорание донышка поршня, закоксовывание двух верхних канавок под поршневые кольца и износ этих канавок с увеличением торцевого зазора между канавкой и кольцом. Практически срок службы канавок под поршневые кольца для этих поршней составляет одну - две навигации, в то время как по другим изнашиваемым элементам сроки службы до ремонта значительно выше. Прогорание донышка поршня является браковочным признаком. Износ канавок и других конструктивных элементов при дефектации обнаруживают микрометрическими измерениями и при износах, больше допускаемых по техническим условиям, поршень ремонтируют. Обычно, и особенно для поршней МОД с наддувом или без наддува, этот ремонт сводят к обработке канавок, тронка поршня и отверстия под поршневой палец по системе ремонтных размеров на ближайший ремонтный размер. Причем так же, как и при изготовлении новых поршней, основная характерная особенность технологического процесса состоит в использовании искусственной установочной базы для установки на станке детали, обеспечивающей соблюдение принципа постоянства баз при механической обработке.

Поскольку после ремонта поршни должны удовлетворять условию взаимозаменяемости, то к качеству восстановления геометрических характеристик всех конструктивных элементов предъявляются высокие технические требования. Особенно жестко эти требования регламентируются для отверстия под поршневой палец. Для удовлетворения этих требований поршни растачивают на алмазно-расточных станках. Из методов восстановления поршней наращиванием металла на практике находят применение наплавка и анодное оксидирование канавок под кольца поршней из алюминиевых деформируемых и литейных сплавов. Восстановление наплавкой предусматривает полное заполнение металлом двух верхних (а иногда и всех) канавок под поршневые кольца и последующую механическую обработку относительно искусственной установочной базы. Наиболее эффективна в этих случаях плазменная наплавка порошковой проволокой, легированной хромом и другими износостойкими материалами. Такой процесс используют для повышения долговечности канавок поршней не только при восстановлении, но и в машиностроительном производстве при изготовлении новых деталей путем наплавки более износостойкого металла на предварительных этапах технологического процесса с последующей чистовой механической обработкой.

Анодное оксидирование (анодирование) как при изготовлении новых, так и при восстановлении изношенных поршней из алюминиевых сплавов в первую очередь преследует цель повышения износостойкости канавок для поршневых колец, поскольку оксидная пленка имеет твердость до НВ 600. Однако благодаря тому, что при анодировании на поверхности детали образуются пленки толщиной до 0,2 мм, этот процесс может обеспечивать и восстановление размеров торцовых поверхностей перемычек между канавками под поршневые кольца. Для поверхностного упрочнения и повышения точности отверстий под поршневой палец иногда их обрабатывают импульсными раскатками, обеспечивающими многократное дискретное деформирование металла в холодном состоянии за счет соответствующего профилирования оправки роликовой раскатки.

Ремонт шатунов

Шатуны судовых дизелей представляют собой конструкции, состоящие из стержня шатуна и крышки нижней половины вкладыша шатунного подшипника. В ряде случаев, особенно у МОД большой мощности, стержни шатунов выполняют разъемной конструкции в виде кривошипной головки и собственно стержня шатуна. Этим разнообразием конструктивного исполнения и количества контактных поверхностей, подвижных и неподвижных соединений подшипников шатунов, нижней головки и крышки шатунных вкладышей определяются разновидности износов шатунов.

Шатуны в эксплуатации находятся под действием динамических нагрузок, что способствует развитию усталостного разрушения. К ведущим износам шатунов относят:

- искажения геометрической формы и размеров подшипников кривошипной и поршневой головок шатуна, плоскостей поверхности разъема лапы шатуна с кривошипной головкой;

- ослабление и искажение формы баз головки шатуна;

- нарушение взаимного расположения осей подшипников шатунов и баз поршневой и кривошипной головок в результате неравномерного изнашивания и искривления стержня шатуна;

- усталостные трещины на стержне шатуна.

При дефектации искажения и изменения размеров подшипников выявляют микрометрическими измерениями фактической некруглости и нецилиндричности с точностью до 0,01 мм.

Нарушения плоскостности поверхностей разъемов лапы шатуна и его кривошипной головки, образующиеся в результате наклепа, проверяют на контрольной плите на краску.

Искривления стержня шатуна оценивают по непараллельности и перекосу осей подшипников. Эти отклонения от заданного взаимного расположения либо универсальным способом на контрольной плите либо с помощью специального приспособления. В обоих случаях при настройке на измерения фактическую ось нижнего (шатунного) вкладыша подшипника материализуют с помощью комплекта конусных втулок и контрольного валика.

Конусные контрольные втулки применяют для компенсации износов шатунных подшипников, которые для каждого шатуна могут заметно отличаться друг от друга. При измерениях универсальным способом шатун в сборе с комплектом втулок и валиком устанавливают в призматические опоры на контрольной плите. Измеряют непараллельность осей и перекос этих же осей. И то, и другое отклонение оценивают в мм / 100 мм, как угловую погрешность, по разности показаний индикаторов в двух положениях. Измерения в специальных приспособлениях позволяют за одну установку определить непараллельность по показаниям индикаторов. Настраивают приспособления для измерений с помощью специального калибра. При настройке добиваются попарно одинаковых показаний индикаторов.

Усталостные трещины на стержнях шатунов ВОД выявляют магнитопорошковым методом. Хорошие результаты при такой дефектоскопии получают благодаря тому, что все поверхности стержней шатунов ВОД при изготовлении полируют для предотвращения концентраторов напряжений при эксплуатации. Контролируют стержни шатунов дефектоскопами с использованием циркулярного и комбинированного в приложенном поле способов намагничивания. Выбор этих способов намагничивания объясняется общими характерными закономерностями ориентации возможных трещин в шатунах. Первый из указанных способов намагничивания применяют для выявления трещин в головках шатунов, а второй - непосредственно в стержне. На дефектоскопию шатуны направляют в сборе с крышкой, но без вкладышей подшипников. Перед магнитопорошковым контролем детали очищаютот смазочного материала, нагара и цветов побежалости. Трещины на шатунах являются недопустимыми дефектами, поэтому шатуны в случае обнаружения трещин выбраковывают. В заключении магнитопорошкового контроля шатуны, как и обычно, размагничивают в камере для размагничивания или на дефектоскопе.

Ремонт шатунов предполагает восстановление точности баз по форме, размерам и взаимному расположению осей подшипников шатунов механической обработкой. Базы под вкладыши шатунных подшипников и втулки поршневой головки шатуна восстанавливают растачиванием на ремонтный размер с точностью до 7-9 квалитета и микрорельефом, соответствующим параметрам Ra 2,5-1,25 мкм. При замене втулок головного подшипника с предельными износами старую втулку выпрессовывают, а на ее место устанавливают с натягом новую бронзовую втулку. Лучшие результаты при запрессовке достигают за счет предварительного охлаждения втулки до температуры 350 К в твердой углекислоте или жидком азоте.

Рабочие поверхности головного и шатунного подшипников после ремонта (замены) растачивают одновременно на алмазно-расточных станках, станках повышенной точности. При растачивании обрабатываемую деталь (шатун) закрепляют на суппорте станка. Осевую подачу обеспечивают гидравлическим приводом.

За счет точной настройки жесткости таких станков получают не только требуемые результаты по микрорельефу (до Ra 0,32-0,63 мкм), квалитетам точности размеров, но и по взаимному расположению баз подшипников шатунов.

Подшипники шатунов на универсальных горизонтально-расточных станках обрабатывают раздельно в такой последовательности, при которой сначала обеспечивают межцентровые расстояния в заданных пределах, а затем окончательно растачивают подшипники на номинальный или ремонтный размеры.

Антифрикционный слой подшипников перезаливают и растачивают в сборе с крышкой по типовой технологии.

Отверстия под шатунные болты при ремонте развертывают на ремонтные размеры.

Шатунные болты - очень ответственные детали СЭУ. Отрыв их приводит к крупной аварии. Во время работы двигателя шатунные болты испытывают растяжение от силы инерции поршня и стержня шатуна. Эта сила переменная, близкая к ударной. Болты могут испытывать ударные нагрузки и при заедании поршня.

Изготавливают шатунные болты из стали марок 40Х, 40ХН, 40ХНМА, 27СГ, 33ХС, в отдельных случаях - из стали 18Х2Н4ВА. Дефектацию этих деталей выполняют магнитными методами неразрушающего контроля. Обнаруженные трещины являются недопустимыми дефектами. Длину болта контролируют микрометрической скобой. Появление остаточного удлинения также является браковочным признаком. Поскольку шатунный болт испытывает переменные напряжения, он может порваться вследствие усталости металла. Поэтому в срок, указанный в нормативно-технической документации по эксплуатации двигателя, шатунные болты должны заменяться независимо от их состояния. Ремонту шатунные болты не подлежат.

Ремонт подшипников

Износы подшипников дизелей и реверс-редукторных передач определяются конструктивными особенностями, видами трения и нагружения этих деталей. Для подшипников коленчатых валов дизелей наиболее характерны усталостные разрушения, проявляющиеся особенно интенсивно в выкрашивании антифрикционного слоя у подшипников с баббитовой заливкой. При дефектации эти разрушения обнаруживают визуально. Даже незначительные выкрашивания антифрикционного слоя служат основанием для выбраковывания вкладышей и замене их новыми. При ремонте дизелей в специализированных цехах вкладыши шатунных и коренных подшипников заменяют новыми без дефектации.

Комплектуют вкладыши по размерам соответствующих шеек коленчатых валов из ремонтного фонда. На сборке вкладыши коренных подшипников после установки в постели фундаментной рамы пришабривают для обеспечения заданного качества прилегания шеек коленчатого вала к антифрикционному слою вкладыша.

Подшипники скольжения шатунов с разъемными стержнями и кривошипной головкой, имеющие заливку непосредственно втело этих деталей, при ремонте перезаливают с последующей механической обработкой. Технологический процесс перезаливки таких вкладышей состоит из выплавки или механического удаления старого баббита, очистки от грязи и окислов, обезжиривания, травления, лужения и заливки внутренней поверхности слоем нового антифрикционного сплава. Очистку от окислов поверхности, на которую наносят антифрикционный слой, производят в пескоструйной камере или травлением в 10%-м растворе серной или соляной кислоты. После очистки подшипники промывают в горячей воде и просушивают. Поверхность перед травлением обезжиривают и окончательно удаляют жировые отложения промывкой в 10%-м водном растворе щелочи едкого натра или калия. После травления детали промывают горячей водой и нейтрализуют кислоту в 5%-м растворе щелочи. Лужение восстанавливаемой поверхности включает в себя окончательное травление ее флюсом и нанесение полуды. Перед лужением кривошипную головку шатуна собирают с крышкой подшипника на технологических болтах. При необходимости в плоскости разъема этих деталей устанавливают набор прокладок расчетной толщины для обеспечения одинакового слоя заливки антифрикционного сплава по всем сечениям подшипника. Поверхности деталей, не подлежащие заливке, предохраняют специальной меловой пастой. В качестве флюсов при заливке используют жидкие растворы или порошки, основу которых составляют хлористый цинк и хлористый аммоний (нашатырь). Перед лужением подшипник подогревают до температуры 350-360 К, а затем опускают в ванну с флюсом. При полуде подшипник погружают в раствор припоя и выдерживают в нем в течение пяти минут. Качество полуды считают удовлетворительным тогда, когда полуда покрывает поверхность тонким слоем тускло серебристого оттенка.

Подшипники заливают антифрикционным сплавом вручную или механизированным способом. При ручной заливке подшипник устанавливают в специальное приспособление, обеспечивающее формирование равномерного слоя толщины заливки, и расплавленный антифрикционный металл мерным ковшом заливают в образовавшийся при сборке приспособления зазор.

Механизированную заливку подшипников осуществляют подачей расплавленного металла в зону заливки под давлением или на специальных станках для центробежной заливки. Заливка подшипников подачей расплавленного металла под давлением обеспечивает наиболее высокое качество антифрикционного слоя, но из-за технологических сложностей ее применяют только в крупно-серийном машиностроительном производстве.

Сущность центробежной заливки состоит в том, что подшипник закрепляют на планшайбе специального станка и приводят во вращение с такой частотой, которая при известных условиях охлаждения и размерах заливаемой поверхности обеспечивает наименьшую ликвацию сплава. Расплавленный металл подают в зону заливки в мерных объемах через специальное устройство. За счет действия центробежных сил металл наносится на внутреннюю поверхность, обеспечивая удовлетворительную адгезию. Для проведения микроструктурного и химического анализа антифрикционного сплава при заливке или перезаливке каждой партии подшипников в технологических процессах предусматривают регулярный отбор проб. Качество адгезии антифрикционного слоя к основе подшипника, а также наличие микротрещин, отслоений и тому подобных дефектов контролируют ультразвуковым методом. В практических условиях браковочные критерии устанавливают на основании опыта производства аналогичных изделий машиностроения.

При дефектации подшипников качения реверс-редукторных передач проверяют легкость вращения, шумовые характеристики, состояние наружных поверхностей на наличие коррозии, трещин, цветов побежалости и т.д Все виды трещин, усталостные выкрашивания, цвета побежалости, ослабления и нарушения заклепок сепараторов являются для подшипников качения браковочными признаками. Легкость вращения и шум подшипников определяют экспертно по эталонному подшипнику. Незначительные следы коррозии удаляют зачисткой с последующим полированием абразивными микропорошкамии пастами. Внутренние полости самих подшипников заполняют консистентной смазкой.

Равномерность покрытия (хромового до 0,1 мм и медного 0,003-0,015 мм) обеспечивают за счет того, что все гальванические операции и последующее шлифование производят без переустановки подшипников на подвесках.

Гальваническое наращивание колец подшипников хромированием состоит из анодного декапирования при плотности тока 30-40 А/дм2 и температуре раствора 323 К в течение 10-15 с, а также собственно хромирования при той же температуре в растворе хромового ангидрида с серной кислотой и плотности тока 50 А/дм2. После хромирования подшипник выдерживают в масляной ванне при температуре 400-405 К.

Ремонт топливной аппаратуры

Исключительно высокие требования к топливной аппаратуре по всем параметрам точности деталей и качеству сборки обусловливают необходимость организации специализированных участков по ремонту сборочных единиц топливных насосов, форсунок и т.п.

Основная особенность таких участков состоит в том, что топливная аппаратура при дефектации, ремонте и сборке требует тщательной мойки и очистки. Мойка и чистка деталей и форсунок сопряжены с большими трудностями из-за нагаров, окалины и закоксовывания сопловых отверстий в корпусах распылителей форсунок. Одним из наиболее эффективных способов очистки от закоксовывания сопловых отверстий является ультразвуковая очистка.

Сборку плунжерных пар распылителей форсунок в машиностроении и при ремонте производят по принципам селективного подбора. Следовательно, ремонт игл и корпусов распылителей форсунок сводится к индивидуальному подбору этих деталей из числа новых или отремонтированных.

Ремонт форсунок включает следующие основные технологические операции:

1) снятие нагара с распылителей форсунок и проверку качества распыливания топлива, а также давления начала впрыскивания до разборки;

2) разборку, промывку, дефектацию и ремонт деталей плунжерных пар;

3) сборку, регулировку давления начала впрыскивания и проверку качества распыливания топлива;

4) обкатку и проверку качества распыливания топлива после регулировки топливного насоса.

Нагар с распылителей форсунок снимают в ваннах со специальным раствором. При этом комплект форсунок дизелей погружают в раствор на глубину 20 мм, выдерживают форсунки в растворе 10-15 мин при температуре 343-363 К и окончательно промывают в бензине. Промывку деталей форсунок после разборки производят в авиационном бензине. Прецизионную пару (игла - корпус распылителя) промывают отдельно от других деталей и проверяют плавность перемещения иглы в корпусе распылителя. При дефектации особое внимание обращают на состояние прецизионной пары и в случае необходимости принимают решение о ее замене парой строго определенной сортировчной группы. Замену деталей одной форсунки деталями другой не допускают.

Необходимость ремонта распылителей форсунок обусловливается нарушением работоспособности плунжерной пары корпуса и иглы распылителя из-за увеличения зазора, зависания иглы, закоксовывания топливоподводящих отверстий, наклепа запорного конуса, потери упругости пружины и т.п.

Плотность распылителей форсунок проверяют путем гидроопрессовки со стендовой (эталонной) форсункой профильтрованной технологической жидкостью определенной кинематической вязкости. Перед опрессовкой распылителей контролируют герметичность технологического стенда и его работоспособность по двум эталонным парам распылителей.

Для этих целей ремонтные предприятия должны располагать двумя комплектами эталонных пар распылителей - контрольным и рабочим. При опрессовке качество прецизионной пары оценивают по времени падения давления, которое указывают в технических условиях на ремонт. При времени падения давления меньше допустимого распылитель заменяют новым, а при большем - производят притирку пары по рабочему конусу. Для доводки распылителей по диаметру сопряжения с иглой используют пасту из глинозема, которую наносят только на цилиндрическую часть иглы.

Частоту вращения шпинделя доводочного станка устанавливают в пределах 200-250 об/мин. После доводки и промывки сопряжения дизельным топливом проверяют плавность перемещения иглы в корпусе распылителя. При этом местные сопротивления, препятствующие перемещению иглы, не допускаются. Посадку иглы в корпусе распылителя полагают качественной в том случае, когда игла, выдвинутая на одну треть длины, под действием собственного веса свободно и плавно опускается на седло. После доводки поверхность иглы и корпуса распылителя должна иметь ровный блеск и соответствовать по микрорельефу Ra = 0,04 мкм. Притирку распылителей по рабочему конусу производят на аналогичных режимах с применением корундовых доводочных паст. Качество притирки контролируют по ширине притертого пояска, который для новых и отремонтированных распылителей составляет соответственно 0,4 и 0,8 мм. Доводку торца распылителя ведут на чугунной плите с нанесением на него тонкого слоя пасты из окиси хрома.

Подъем иглы распылителя контролируют и устанавливают в соответствии с техническими условиями на ремонт. При необходимости или подбирают новую иглу, или шлифуют рабочий конус старой. Регулировку давления начала впрыскивания и проверку качества распыливания после ремонта выполняют на специальных стендах с обкатанными топливными насосами.

Ремонт топливных насосов

Основной износ плунжерной пары топливного насоса - это нарушение плотности подвижного соединения. С целью предварительной оценки этого дефекта плунжерные пары после промывки в чистом бензине и дизельном топливе проверяют на плавность перемещения плунжера в корпусе. Результаты проверки считают удовлетворительными только в том случае, если плунжер насоса, выдвинутый из цилиндра на половину своей длины, плавно и без заеданий опускается в него под действием собственного веса при вертикальном положении цилиндра. Такую проверку выполняют для любых углов поворота цилиндра вокруг своей оси. Местные сопротивления, препятствующие свободному и плавному перемещению плунжера, устраняют дополнительной доводкой пары.

Окончательную пригодность плунжерной пары для дальнейшего использования контролируют опрессовыванием на специальной установке. При этом испытуемую пару с помощью технологической втулки закрепляют в корпусе установки так, чтобы плунжер своим сферическим концом опирался на нагрузочный рычаг Перед опрессовыванием проверяемую полость плунжерной пары заполняют от специальной емкости смесью дизельного топлива с маслом. Для этого несколькими рабочими ходами плунжера тщательно удаляют воздух и полость уплотняют прокладкой, притертой к торцу плунжерной втулки.

Давление при опрессовывании создают плунжером, который нагружается падающим грузом строго определенной массы через систему рычагов, а качество пары оценивают по времени падения груза из начального положения до момента его быстрого перемещения, которое регламентируется техническими условиями на ремонт. При получении неудовлетворительных результатов по плотности плунжерную пару перекомплектовывают и после доводки повторяют испытания. Доводку обычно производят механизированным способом на доводочной бабке при частоте вращения плунжера 2,5-4,0 с^-1.

Износы нагнетательного клапана топливного насоса сводятся к нарушению герметичности посадки его в седле клапана, проверку которой при дефектации выполняют на специальной установке сжатым воздухом при давлении 0,3-0,4 МПа. Качество уплотнения определяют по отсутствию пузырьков воздуха в сосуде с жидкостью, подсоединенном к проверяемому клапану. При наличии пузырьков в жидкости клапанную пару притирают пастами из окисей хрома и алюминия и повторно испытывают. Регулировку и окончательные испытания топливного насоса производят в сборе с всережимным регулятором.

Ремонт зубчатых передач

Основная особенность зубчатых передач приводов механизмов судовых дизелей состоит в том, что в большинстве случаев их изготавливают с поверхностно упрочненными зубьями (цементацией с поверхностной закалкой, азотированием и т.п.). Износы этих зубчатых передач относительно невелики. Чаще всего ремонтируют зубчатые колеса из-за износов базовых поверхностей, например отверстий под валы, оси и т.д. Отсюда вытекает главное отличие построения технологического процесса ремонта, которое состоит в выборе установочных баз при механической обработке. В качестве таких баз принимают начальную окружность зубчатого колеса. Для материализации начальной окружности используют специальные приемы использования вспомогательных баз в виде шариков (роликов). После выверки детали на станке собственно механическая обработка базовых поверхностей практически ничем не отличается от шлифования или тонкого растачивания. При сборке зубчатых передач контролируют боковой зазор и качество прилегания зубьев колеса и шестерни. Боковой зазор проверяют щупами, свинцовыми выжимками и индикаторами часового типа. При оценке бокового зазора с помощью выжимок свинцовую проволоку, диаметром несколько большим ожидаемого зазора, вращением колеса протягивают через зацепление. Фактическая толщина проволоки, измеренная микрометрическими приборами, соответствует действительному размеру бокового зазора.

Измерения зазоров индикаторными приборами часового типа позволяют получать наиболее точные результаты. При этих измерениях поворотом одного колеса относительно другого боковой зазор фиксируют по показаниям индикатора. При чрезмерно больших значениях боковых зазоров зубчатые пары выбраковывают.

Правильность зацепления зубьев в передаче (качество прилегания) контролируют проверкой зацепления по отпечатку краски. Для этого в собранной и отрегулированной по боковым зазорам передаче на зубья ведомой шестерни наносят тонкий слой краски и после проворачивания пары вокруг своей оси визуально определяют характер прилегания. Полученные результаты сравнивают с эталонными отпечатками. В конических передачах удовлетворительным считается такое расположение отпечатка, при котором по высоте зуба ведомой шестерни наиболее густое расположение краски находится у ножки зуба с постепенным ослаблением густоты к головке и полным отсутствием отпечатка на кромке головки. По длине зуба самый интенсивный отпечаток должен располагаться у узкого конуса со стороны вершины.

Повреждения зубьев в виде выкрашивания поверхностного слоя, трещины и тому подобных изъянов при дефектации обнаруживают визуально. Такие повреждения обычно появляются в результате усталостного разрушения и по техническим условиям на ремонт являются также браковочными дефектами.

Значения износов зубчатых передач всегда сопоставляют с техническими требованиями к ремонту базовых поверхностей, особенно по межцентровому расстоянию. Как при изготовлении, так и при ремонте для передач повышенной степени точности и плавности предельные отклонения межцентрового расстояния регламентируют в соответствии со стандартами или техническими условиями на ремонт.

Ремонт деталей механизма газораспределения

К основным деталям механизма газораспределения относятся: распределительный вал, кулачковые шайбы, клапаны. Распределительные валы и кулачковые шайбы изготавливают из цементируемых сталей марок 20, 25, 15ХА, 12ХН3А с последующей цементацией, закалкой и низким отпуском и из среднеуглеродистых сталей 35, 40, 45 с последующей индукционной закалкой.

При эксплуатации распределительных валов выкрашиваются рабочие поверхности кулачковых шайб, искажается профиль шайб, возникают трещины на поверхностях самого вала, биение шеек относительно оси вала, происходит смятие шпоночных пазов и искривление оси вала.

Согласно техническим условиям трещины, выкрашивания на рабочих поверхностях кулачковых шайб и поверхностях вала не допускаются. Местная выработка рабочей поверхности кулачковых шайб (съемных) допускается не более 0,5 мм на площади 5 мм². Диаметры шеек вала должны быть в поле допуска h6. Биение шеек относительно оси вала должно быть не более 0,04 мм, шероховатость поверхности шеек - не более 0,63 мкм.

Износ шпоночных пазов недолжен превышать допуск. Выкрашивания цементированного слоя кулачковых шайб выявляют визуально, трещины на шайбах и валах - с помощью лупы и магнитнопорошковым методом контроля. Искажение профиля шайб определяют по шаблону. Отклонения размеров и форм поверхностей от проектных выявляют универсальными измерительными инструментами соответствующей точности. Биение шеек проверяется индикатором на поверочной плите или в центрах станка.

Наиболее сложная операция при ремонте распределительных валов - снятие кулачковых шайб, которые, как правило, при КР дизелей меняют. Обычно кулачковые шайбы снимают с помощью гидравлического пресса и набора стяжек или в специальном приспособлении с гидросъемником. При этом способе разборки часто появляются задиры. При индукционном способе кулачковые шайбы на распределительном валу за короткое время нагреваются в специальном индукторе током промышленной частоты до определенной температуры, затем их легко снимают. Время практически подбирают так, чтобы во время разборки теплота не распространялась в тело вала. Восстановление линейных размеров валов, а также форм поверхностей осуществляют обычными способами станочной обработки на ремонтные размеры или одним из способов применяемых при ремонте коленчатых валов.

Впускные и выпускные клапаны

Впускные клапаны изготавливают из стали марок 40, 45, 40ХН, 65ХН, 20ХНФА, 40Х10С2М. Выпускные клапаны изготавливают из жаропрочных и жаростойких сталей мартенситного и аустенитного классов марок 40Х9С2, 40Х10С2М, 20Х18Н9, 38ХМЮА, 03Х13Н17С2, 40Х14Н14В2М и др. Рабочие поверхности клапанов могут подвергаться азотированию, алитированию и наплавке твердыми сплавами.

При работе дизеля детали клапанного комплекта изнашиваются: под действием динамических нагрузок появляется наклеп на конической фаске тарелки клапана и прогорает уплотнительная фаска (у выпускного клапана), а в результате этого нарушается плотность между клапаном и седлом; вследствие износа цилиндрической части стержня клапана и отверстия в направляющей втулке увеличивается зазор между ними; в результате усталостных явлений уменьшается упругость пружины; нередко обгорают тарелки выпускных клапанов, появляются трещины в клапанах и пружинах, происходит зависание клапана и обрыв его тарелки. При увеличении зазора между направляющей втулкой и стержнем клапана более 0,02d (d - номинальный диаметр стержня) направляющую втулку в крышке цилиндра заменяют новой, а клапан или восстанавливают, или бракуют. При зазоре между стержнем клапана и втулкой более 0,02d нарушается уплотнение между клапаном и седлом вследствие смещения и перекоса оси клапана относительно оси направляющей втулки и уплотнительной фаски из седла клапана в крышке. У выпускного клапана, кроме того, износ вызывает пропуски выпускных газов. Принято считать, что предельный износ тарелки клапана наступает при уменьшении высоты цилиндрического пояска ее более чем на 50% номинального размера у выпускных клапанов, а у впускных клапанов - при высоте пояска менее 2 мм.

Дефектацию клапанов выполняют визуально, капиллярными и магнитными методами неразрушающего контроля. При ремонте клапанов удаляют наклеп и выгорания на уплотнительной фаске тарелки, восстанавливают стержень клапана на номинальный размер, наращивая металл хромированием или гальваническим осталиванием, восстанавливают изношенную коническую фаску у тарелки наплавкой или напылением с последующим ее протачиванием, шлифованием и притиркой. Притирают клапаны ручным или механизированным способом. При механизированном способе притирку ведут с помощью специального приспособления или станка, приводимого в движение от пневматических или электрических машинок. Если на притираемой поверхности (рабочем поле клапана или гнезда) имеются глубокие забоины, риски, вмятины и другие дефекты, то до притирки производят станочную механическую обработку (проточку, расточку, шлифование). На поверхности в начале накладывают грубые, а затем тонкие сорта пасты. Притирку продолжают до тех пор, пока на рабочей поверхности тарелки и седла клапана не обозначатся ровные матовые круговые пояски шириной 2-5 мм (в зависимости от размера клапана). Плотности притирки проверяют сначала (в процессе притирки) «на карандаш», а затем керосином или гидравлическим испытанием (в зависимости от требований Регистра или технических требований чертежа). Проба «на карандаш» делается так. На матовый поясок гнезда клапана наносят мягким карандашом поперечные риски на расстоянии 5-10 мм по всей окружности пояска. Затем тарелку клапана опускают на гнездо и проворачивают на четверть оборота. Поднимают тарелку и осматривают гнездо. Если при этом карандашные риски оказываются стертыми, притирку оценивают как удовлетворительную. Это предварительная проверка. Для окончательной проверки в полость над клапаном наливают керосин или применяют гидравлическое испытание водой на давление 1,25р (где р - рабочее давление, при котором работает клапан). При обнаружении трещин клапаны бракуют. Пружины изготавливают из марганцовистых, кремнистых и других легированных сталей с высоким содержанием углерода (например, сталей марок 60Г, 50Г2, 60С2, 60С2Н2А, 50ХФА и др.)

Пружины клапанов не ремонтируют при обнаружении трещины или потере упругости и появления остаточной деформации более 5% от номинальной высоты пружины, в свободном состоянии последнюю бракуют и заменяют новой.

Тема 2. Ремонт паровых котлов и теплообменных аппаратов

Энергетические установки морских судов независимо от их назначения и типа применяемого главного двигателя должны обеспечивать потребителя паром в необходимом количестве и требуемом качестве. С этой целью на судах устанавливают парогенераторы.

По назначению парогенераторы могут входить в состав главных и вспомогательных установок.

Главные парогенераторы обеспечивают паром главный двигатель, а вспомогательные--применяются на теплоходах для подогрева топлива и масла и обеспечивают бытовые нужды экипажа судна.

Характерными дефектами судовых паровых котлов являются:

· коррозионные разрушения;

· эрозионный износ внутренних и наружных поверхностей;

· пропаривание и течь в соединениях;

· трещины и разрывы;

· остаточные деформации.

Дефектацию котлов выполняют после тщательной очистки. Используют химическую, ультразвуковую и ручную механизированную очистку.

Выявленные дефекты устраняют сваркой и наплавкой, поврежденных коррозией и эрозией , мест разрушений. Обнаруженные трещины заваривают по специально разработанной технологии, одобренной наблюдающим представителем классификационного общества. Изношенные отверстия в коллекторах после наплавки по внутреннему диаметру, обрабатывают разверткой, а по торцам зачищают заподлицо с основным металлом.

Пропаривание и течь труб в соединениях с коллекторами и трубными решетками устраняют вальцовкой.

Детали котла (коллекторы, трубные решетки) с измененной структурой и при обнаружении межкристаллитной коррозии заменяют. Для изготовления коллекторов применяют листовую углеродистую сталь марок 15К и 20К. Для котлов, работающих при высоких давлениях, применяют специальную катанную низколегированную сталь 22К или среднемарганцовистую сталь 24Г2. Вставки вваривают обратноступенчатым способом. При температуре окружающего воздуха ниже +5^?С предварительно подогревают места сварки до 150--200^?С газокислородными горелками. Это обеспечивает минимальные сварочные напряжения и незначительные деформации.

Качество ремонта проверяют внешним осмотром и гаммаграфированием или рентгенопросвечиванием сварных швов и последующими гидравлическими испытаниями.

Технологический процесс замены водогрейных труб состоит из следующих операций:

· удаление старых негодных труб;

· подготовки гнезд трубных решеток;

· установки новых труб на место;

· вальцовки труб в коллекторы;

· контроля качества вальцовки.

Водогрейные трубы изготавливают из сталей марок 15М, 20М И 12ХМ на трубогибочных станках по шаблонам, снятым с места, или выполненным согласно чертежу. Концы изогнутых труб отжигают, после чего подвергают гидравлическим испытаниям.

Установленные в отверстия трубных решеток коллекторов водогрейные трубы вальцуют специальной вальцовкой с ручным или механическим приводом, обеспечивающей развальцовку и разбортовку трубы с образованием колокольчика под углом 15^?. При вальцевании труб в коллекторах малого диаметра используют вальцовки с угловым приводом.

Каркас водотрубного котла, представляет собой металлическую конструкцию, и прикрепленная к нему обшивка в процессе эксплуатации подвергается обгоранию, коррозии и деформации. При ремонте отдельные дефектные части каркаса и обшивки правят или заменяют новыми, изготовленными из углеродистой профильной и листовой стали.

Кирпичная кладка котла--обмуровка и футеровка под действием резких колебаний температуры растрескивается, оплавляется и разрушается. При небольших повреждениях кладки (отдельные трещины, выкрошившиеся участки кирпича) дефектные места зачищают щеткой, смачивают водой и покрывают обмазкой, состоящей на 35% шамотного порошка, 35% песка, 15% огнеупорной глины и 15% графита в порошке. Толщина слоя обмазки допускается не более 15 мм. Обмуровку с более крупными повреждениями заменяют полностью, ее меняют также при ремонте каркаса и обшивки котла.

Для облицовки поверхности судовых котлов, подверженных непосредственному действию пламени, применяют огнеупорный шамотный кирпич с температурой плавления 1800^?С.

После окончания всех ремонтных работ до нанесения защитных покрытий и изоляции паровые котлы подвергают гидравлическому испытанию и паровой пробе в присутствии инспектора, ведущего надзор за ремонтом котла. Гидравлическое испытание проводят при условии полного заполнения котла водой и удаления воздуха. Для контроля давления при испытании используют поверенные манометры. Температура воды и окружающего воздуха должна быть не ниже +5^?С. Разность температур воды и окружающего воздуха должна исключать возможность отпотевания. При испытании давление не должно быстро повышаться.

Гидравлическое испытание проводят в следующем порядке:

· подъем давления до рабочего;

· предварительный осмотр при рабочем давлении;

· подъем давления до пробного с выдержкой. При этом насос должен быть отключен. Производится выдержка не менее 10 мин;

· понижение давления до рабочего и тщательный осмотр.

Если во время гидравлического испытания в котле будут услышаны стуки или замечены другие ненормальные явления, испытания прерывают и после выпуска воды котел осматривают для определения места и характера повреждения. После устранения дефекта испытание повторяют.

Котел признают исправным, если при осмотре не обнаружено течи, остаточных деформаций, разрывов швов и других признаков нарушения целостности каких-либо частей и соединений.

Паровую пробу котла производят в комплексе с арматурой, оборудованием, обслуживающими механизмами и трубопроводами при рабочем давлении. При этом необходимо убедится в исправности всех водоуказательных приборов (водомерных стекол, пробковых кранов, дистанционных указателей уровня воды и т.д.), а также в исправном действии верхнего и нижнего продувания котла. Проверяют состояние арматуры, действие приводов, отсутствие пропусков пара, воды и топлива в сальниках, фланцах и других соединениях.

Предохранительные клапаны проверяют в действии на срабатывание. Они должны быть отрегулированы на следующие давления открытия:

при рабочем давлении до 1 МПа выше на 5%;

при рабочем давлении свыше 1 МПа выше 3%.

Максимально допустимое давление при действии предохранительного клапана не должно превышать 10%.

Проверяют в действии ручные приводы подрыва предохранительных клапанов.

После окончания паровой пробы производят изоляцию котла по отдельной технологии.

Теплообменные аппараты

Теплообменными аппаратами (или теплообменниками) называются устройства, в которых происходит передача тепла от одного, более нагретого вещества, другому, более холодному.

По принципу действия теплообменные аппараты (ТОА) делятся на поверхностные и смесительные.

Рассмотрим ремонт поверхностных ТОА. В них передача тепла от теплоносителя (охлаждаемой жидкости) происходит через твердые стенки труб. На судах применяют различные ТОА: нагреватели, охладители, подогреватели, конденсаторы и др.

Типовыми работами при ремонте теплообменных аппаратов являются:

· восстановление плотности соединений трубок с трубными досками;

· замена трубок и диафрагм;

· устранение неплотностей корпусов и крышек;

· установка новых протекторов.

В основном в ТОА трубки закрепляют вальцеванием. При наличии трещин в связи с обесцинковавнием деталей (растворение цинка с поверхности латунных деталей под воздействием морской воды) трубки, трубные решетки и диафрагмы заменяют. Материал трубок латунь марки ЛЦ38 или медь марки М3С.

Трубки поверхностей нагрева и охлаждения ТОА бывают как прямыми, так и изогнутыми. Заготовку прямых трубок выполняют по размерам с места. Изогнутые трубки гнут по шаблонам в холодном состоянии на трубогибочных станках. После изготовления трубки испытывают на прочность гидравлическим давлением согласно требованиям нормативной документации.

Коррозионные разрушения крышек ТОА, изготовленных из чугуна, восстанавливают эпоксидными компаундами. Изношенные протектора, установленные на крышках заменяют, после чего теплообменник в сборе подвергается испытанию на плотность. При удовлетворительных результатах испытаний ТОА окрашивают и изолируют.

Тема 3. Ремонт насосов

Судовые насосы предназначены для обеспечения нормальной работы главных машин и удовлетворения общесудовых нужд. При помощи насосов осуществляется перемещение жидкостей по трубопроводам внутри судна, прием их из-за борта на судно или удаление за борт. Все насосы можно классифицировать по следующим признакам:

по принципу действия и конструктивному исполнению--объемные, лопастные и струйные;

по назначению--общесудовые, специальные и насосы для обслуживания главных и вспомогательных механизмов энергетической установки;

по способу приведения в действие--автономные и неавтономные.

Из большого разнообразия насосов рассмотрим ремонт основных двух типов: поршневых насосов и центробежных.

К характерным дефектам поршневых насосов относятся:

· износ паровых и гидравлических цилиндров;

· износ поршней и поршневых колец;

· износ золотниковых зеркал и золотников;

· износ клапанов и клапанных решеток;

· износ штоков, подшипников и шарнирных соединений.

Ремонт цилиндров выполняют путем замены рабочих втулок или расточкой цилиндров. Паровые и гидравлические цилиндры прямодействующих насосов для обеспечения их соосности растачивают с одной установки на горизонтально-расточных станках. После расточки цилиндров изготавливают новые поршни и кольца увеличенного диаметра. Старые поршни могут наплавляться и обрабатываться на больший диаметр.

Золотниковые зеркала, золотники и клапанные решетки пришабривают или заменяют в зависимости от износа. Клапаны заменяют или протачивают по рабочим поверхностям с последующей пригонкой (притиркой, шабровкой) по посадочным местам.

Поршневые штоки протачивают и шлифуют.

Ремонт шарнирных соединений заключается в развертывании отверстий на ремонтный размер с заменой пальцев. Могут заменяться одновременно втулки и пальцы.

При значительном износе бронзовые подшипники заменяют или наплавляют и обрабатывают по первоначальным размерам; подшипники, имеющие заливку баббита, перезаливают.

У центробежных насосов характерными дефектами являются:

· эрозионное изнашивание кромок лопастей рабочих колес и корпусов;

· износ уплотнительных и защитных колец;

ослабление посадки рабочего колеса на валу;

· изнашивание рубашек вала;

· износ уплотнений насоса.

Разрушенные кромки лопастей рабочих колес восстанавливают наплавкой с последующей механической обработкой. При значительном износе рабочего колеса его заменяют. Увеличенные зазоры между уплотнительными и защитными кольцами восстанавливают путем их замены. Восстановление посадки рабочего колеса на валу выполняют наращиванием посадочного места вала путем напыления с помощью электрометаллизатора и последующей механической обработки вала.

Износ рубашек компенсируют их проточкой или заменой.

Изношенные уплотнения подлежат замене.

После выполненного ремонта и сборки насоса их подвергают гидравлическому испытанию и проверке в работе на испытательной станции. При этом проверяются основные параметры насоса--производительность и напор.

Тема 4. Шлюпочные и грузовые устройства

Характерным для шлюпочного устройства являются дефекты шлюпбалок - трещины, изгиб, истирание рабочих колес, коррозия, поломка. Трещину устраняют электросваркой. Погнутые балки исправляют кузнечным способом. В механизмах подъема и опускания шлюпок заменяют изношенные блоки, гаки и детали лебедок.

Перед ремонтом грузового устройства производят освидетельствование и дефектацию стрел, грузового гака, скобы, вертлюга, противовеса, цепи, талей и др. При небольшом изгибе стрел их правят с подогревом до 700…850°С и подвешиванием груза или с применением домкрата. Вмятины на стрелах устраняют вытягиванием металла болтами или струбцинами. После устранения изгиба поврежденное место укрепляют постановкой накладки. Во время ремонта грузового устройства растачивают отверстия упорного башмака и серьги с последующим изготовлением штырей большего диаметра; заменяют втулки и оси блоков и т.д. По окончании ремонта грузовые устройства подвергают испытанию в действии.

Тема 5. Ремонт закрытий грузовых трюмов

Люковые закрытия судов подлежат ежегодному освидетельствованию и испытанию на водонепроницаемость через каждые 4--5 лет. При необходимости перед испытанием выполняют дефектацию и ремонт. После 8 лет эксплуатации закрытия подвергаются ремонту с транспортировкой в цех судоремонтного предприятия. Перед съемкой секции закрытий маркируют краской с указанием номеров трюма и секций в составе закрытия данного люка.

Наиболее часто встречаются следующие дефекты люковых закрытий:

· прогибы отдельных секций в сторону набора;

· перекосы;

· коррозионный износ металла в районе пазов под резиновое уплотнение;

· коррозионный износ верхнего настила по контуру и других элементов закрытия;

· остаточные деформации;

· повреждение уплотнительной резины.

Правка. В зависимости от характера и величины деформации секции закрытия правят холодным, тепловым или комбинированным методами. Наиболее производителен холодный метод. Его выполняют на гидравлических прессах. Секции укладывают на тумбы с деревянными подушками, а усилие пресса передают через деревянные прокладки, устанавливаемые в местах пересечения продольного и поперечного набора. Участки набора не поддающиеся правке на прессе ввиду потери устойчивости, правят с нагревом или заменяют. Отдельные бухтины металлического настила также правят с нагревом.

Замена поврежденных участков. Элементы, не поддающиеся правке или имеющие повышенный износ, подлежат замене, Чаше всего заменяют угольники и полосы в районе пазов под резиновое уплотнение, отдельные участки настила, а также торцевых и боковых стенок секций. При большой площади коррозионных повреждений рекомендуется применять узловой метод ремонта, при котором отдельные части секции заменяют узлами, изготовленными заранее. После окончания сварочных работ секции подлежат правке. При этом допускаются отклонения на размеры и остаточные деформации секций:

· по длине--до 10 мм;

· по ширине--3 мм;

· разность диагоналей--6 мм;

· продольный изгиб--5 мм;

· поперечный изгиб--2 мм.

Ремонт резинового уплотнения. Резиновые уплотнения заменяются полностью или частично в зависимости от характера повреждений. Стыки резинового шнура соединяют между собой методом горячей вулканизации на специализированном участке. Внутреннюю поверхность электровулканизатора посыпают тальком во избежание прилипания к нему резины или смазывают мыльным раствором и просушивают.

Стыки соединенных деталей обезжиривают и наносят на них раствор сырой резины. Детали соединяют, проложив между ними прокладку из сырой резины, и укладывают стык в нагретый до температуры 50--80^?С вулканизатор. Затем нагревают вулканизатор с резиной и выдерживают.

Температура нагрева и выдержки зависит от марки применяемой резины. После выключения электроподогрева делают выдержку 30--120 мин. Затем снимают крышку электровулканизатора и вынимают резиновое уплотнение|

Процесс вулканизации считается законченным не ранее, чем через 4 часа после выемки резины.

Вулканизацию отдельных участков резины можно выполнять непосредственно на судне. Для вулканизации, кроме указанного метода, применяется специальный клей «Стык-8Р». Для ремонта используется уплотнительная резина марок С-509, С-571 и 19519.

Наклейка резины в пазы секций. Перед наклейкой резины пазы очищаются от окалины и ржавчины пневматическим инструментом или пескоструйным способом, обезжириваются и сушатся. Для окраски пазов наносится грунт ЭФ-065 или эмаль ЭФ-1144 в два слоя. Каждый слой покрытия необходимо высушить в течение 24 часов. Старое прочнодержащееся покрытие в пазах можно не удалять. Поверхность пазов промывается пресной водой, обезжиривается уайт-спиритом и грунтуется два слоя эмалью ЭФ-1144.

Перед наклейкой резинового уплотнения наносится тонкий слой клея на дно, две трети высоты стенки паза и на поверхность резинового уплотнения. Затем просушивают его до полного высыхания, наносят второй слой клея и вновь просушивается «на отлип». Резиновое уплотнение укладывается в паз по всему контуру, расправляется и быстро обжимается струбцинами через прокладки, создавая давление порядка 0,2--0,3 кгс/см². В прижатом состоянии уплотнение выдерживается до приклеивания. Снимаются струбцины, контролируется качество внешним осмотром. Поверхность резины должна быть гладкой без гофр.

Для вклеивания в пазы люковых закрытий уплотнительных шнуров из резины марки С--509 применяется клей «Стык-8Р». С целью сокращения времени затвердевания клея рекомендуется вводить в его состав катализатор УП-696/2 в водном растворе в количестве 0,3% от массы основы. Время застывания клея с катализатором--30 мин, а время выдержки резины в прижатом состоянии составляет 1 сутки, если же катализатор не используется, выдержка составляет 5 суток.

Монтаж люковых закрытий

Секции люкового закрытия после ремонта устанавливают на предварительно отремонтированные и проверенные кромки комингсов люков. В положении «задраено» вертикальные стенки секций нижними кромками или поясками должны плотно прилегать к опорным частям комингса люка не менее чем в трех местах по коротким и в пяти местах--по длинным сторонам. Опирание концов стенок обязательно. Местные зазоры--не более 3 мм. Возле направляющих катков прилегание секций обязательно. Под местом «прилегания» имеется в виду касание секции комингса люка на длине не менее 150 мм.

Для надежного обеспечения водонепроницаемости закрытий необходимо, чтобы обжатие (вдавливание) резины в пазах при положении «задраено», т.е. при касании металла секций о комингс люка, соответствовало требованиям чертежа либо нормативной документации. Величина обжатия зависит от профиля резины и при уплотнении на ребро или пруток составляет в среднем от 5 до 12 мм. С целью неоходимой величины обжатия допускается приклеивать в пазы подкладки из листовой резины, уменьшать глубину пазов путем приварки в них металлических полос или увеличивать высоту уплотнительного ребра.

Испытание люковых закрытий после ремонта

Согласно отраслевому стандарту люковые закрытия испытываются на дождебрызго- и водонепроницаемость по периметру и межсекционным стыкам. Перед испытанием на дожденепроницаемость все секции закрытия должны полностью закрывать люк без обжатия задраивающими устройствами. Испытание проводится с помощью полива водой из шланга со скоростью перемещения вдоль стыков не более 2 м /мин. При этом струя направляется вертикально вверх, а вода падает на секции рассеянной, создавая имитацию интенсивного ливня. Во время испытания контролируется, не проникла ли вода внутрь трюма.

...