Den økonomiske driften av moderne store dieselmotorer er avhengig av eksosgassturboladere, som kan øke kraften til dieselmotorer med omtrent 30%. For å møte etterspørselen etter turboladere i høyeffekts dieselmotorer, har MAN-selskapet benyttet de siste utviklingsprestasjoner og produksjonsteknologi, basert på sin erfaring med uavhengig produksjon av dieselmotorer og turboladere, for å utvikle TCA-serien med turboladere som er egnet for dieselmotorer med effekt fra 5400 til 30000 kW.
Et redningsskip er utstyrt med to MAN6L48/60CR dieselmotorer med elektronisk drivstoffinnsprøytning, med en effekt på 7200kW × 2, og hver hovedmotor er utstyrt med én TCA55-42W turbolader. Maksimal hastighet på turboladerrotoren under kortvarig drift er 19800r/min, og maksimalhastigheten til rotoren under kontinuerlig drift er 19400r/min. Maksimalt ladetrykk kan nå 4 bar, og maksimal tillatt inntakstemperatur til eksosturbinen er 600 grader.
En dag mens skipet seilte normalt, viste den høyre hovedmotorovervåkingscomputeren på maskinrommets kontrollpanel plutselig en alarm om "lavt turbinskivekjølelufttrykk" og utløste en forespørsel om å redusere belastningen på høyre hovedmotor. Vakthavende ingeniør varslet umiddelbart broen om denne situasjonen, og høyre hovedmotor må reduseres til under 50 % belastning for drift. Etter å ha mottatt varselet tok sjåføren umiddelbart en lastreduksjonsoperasjon på høyre hovedmotor. I dette øyeblikket trykker ingeniøren på tilbakestillingsknappen for mute-alarm på høyre hovedovervåkingsdatamaskin på kontrollpanelet, og alarmen for lavt luftkjøletrykk til turboladerens turbindisk forsvinner.
Deretter ble bruksanvisningen for hovedmotorens turbolader konsultert. Håndboken forutsetter at den maksimale belastningen på hovedmotorens turbolader-turbinskive ikke kan overstige 70 % uten luftkjøling (produsenten setter kjøletrykket til turboladerens turbinskive tilsvarende turboladerens hastighet i overvåkingsdataprogrammet. Når kjøletrykket avviket er større enn innstilt verdi ± 50mbar, vil alarmen utløses etter en forsinkelse på 60 sekunder, forutsatt at turboladerens hastighet er Større enn eller lik 11600r/min, og turboladerens turbinskive kjøletrykkovervåking vil tre i kraft). Håndboken ga imidlertid ikke spesifikt årsaken til alarmen for lavt kjølelufttrykk for turboladerens turbinskive.
Kjølesystemet til turboladerens turbinskive er vist i diagrammet.
Fra diagrammet kan det ses at turboladerens turbinskivekjølesystem hovedsakelig består av turbinskivens kjøleluftinntaksrør 2 (8), kjølerørets trykksensor 4, kjøletrykksensorens inntaksrør 3 og vertskontrollsystemet 5.
Hovedårsakene til det lave luftkjøletrykket til turboladerskiven i hovedmotoren er som følger: (1) Trykksensoren til kjølerøret er skadet, noe som resulterer i falske alarmer; (2) Inntaksrøret til kjølerørets trykksensor lekket luft, noe som førte til at trykksensoren følte lavt trykk; (3) Kjølerørlekkasje forårsaker lavt kjøletrykkalarm.
Etter at skipet la til kai, utførte motorveilederen først en kalibreringstest på kjølerørstrykksensorene til venstre og høyre hovedmotorforsterker. Testverdiene til venstre og høyre trykksensor var de samme, og trykksensorfeilen ble utelukket. Deretter ble det foretatt en inspeksjon på inntaksrøret til kjølerørsføleren til høyre hovedmotor, og det ble funnet at rørledningen var normal uten luftlekkasje.
Kjølerørets inntaksrør er delt inn i to deler: den indre og ytre delen. Kjøleluftinntaksrøret til turbinskiven på yttersiden er lett å inspisere, godt tilkoblet, og har ingen mulighet for luftlekkasje. Deretter demonterte og inspiserte motorveilederen kjølerøret til turbinskiven i eksosinntakskammeret til høyre hovedmotorturbolader. Det ble funnet at det gjengede hylseleddet i den rette vinkelen på kjøleinnløpsrøret til turbinskiven i avgasskammeret hadde falt av og satt fast ved dyseringen sammen med den ødelagte kjølerørskjøten ved roten av kjølingen. rør.
Av sikkerhetsgrunner ble det også foretatt en inspeksjon av luftkjølerøret til venstre hovedmotor turbolader turbinskive, og det ble funnet at boltene til luftkjølehylsen i inntakskammeret til venstre hovedmotor turbolader turbin kun var løse og ikke skadet.
Når de ovennevnte feilene oppstår, har skipet vært ute av fabrikken i mindre enn 1 år, og venstre og høyre hovedmotor har gått i mer enn 1000 timer og er fortsatt under garanti. Skipsledelsen rapporterte umiddelbart situasjonen ovenfor til flåtevedlikeholdslederen og hovedmotortjenesteleverandøren. Etter å ha mottatt tilbakemeldingen, la hovedmotorprodusenten stor vekt og sendte relevante tjenesteleverandører for å bytte ut den høyre hovedmotorens inntakshylse og stramme den venstre hovedmotorens turbolader luftkjølehylse. Den løsrevne turbinskivens luftkjølerørkomponent ble blokkert av dyseringen og kom ikke inn i turboladerens eksosturbinrotorende, noe som ikke forårsaket alvorlige mekaniske ulykker.
Når diameteren på den løsnede delen er mindre enn åpningen til dyseringens luftutløpskanal, kommer den løsnede delen inn i turbinbladene, noe som kan forårsake skade på bladene eller til og med gjøre hele turboladeren ubrukelig, noe som resulterer i betydelige tap.
Gjengeforbindelser er utsatt for svikt ved høye temperaturer på grunn av feil materiale og montering, samt stressavslapping. Spenningsavspenningen av bolter ved høye temperaturer er et typisk avspenningsfenomen. Det midterste hjørnet av luftkjølerøret til turbinskiven på dette skipet er forbundet med en gjenget hylse. Så snart den tilkoblede gjengen løsner, vil vibrasjonen av den løstgjengede hylsen intensiveres under overføringen av hovedmotorvibrasjoner og gassstøtvibrasjoner. Trykkluften som sirkulerer inne i luftrøret avkjøles, mens utsiden av luftrøret utsettes for høytemperaturerosjon av eksosgassstrømmen, noe som forårsaker ikke bare termisk stress, men også pulserende stress på turbinskivens kjølerør.
Basert på skaden på luftkjølerøret til turboladerskiven, kan det utledes at årsaken til denne funksjonsfeilen er at luftkjølerøret til turboladerskiven til høyre hovedmotor først løsnet ved tilkoblingen av den midtre gjengede hylsen. Det løse kjølerøret fikk utmattingssvikt under gjentatt syklisk termisk stress og pulserende stress.
Etter at den ovennevnte feilen oppstår, sender utstyrsprodusenten en tjenesteleverandør for å skifte ut luftkjølerørsammenstillingen til turboladerskiven på høyre hovedmotor, og den løse gjengede hylsen til luftkjølerøret på venstre hovedmotorturbolader er gjenopprettet. strammet til. Utformingen av turboladerens luftkjølerør har alvorlige mangler og må forbedres før den kan brukes. Før produsenten foretok noen forbedringer på turboladeren, var den eneste løsningen å forkorte inspeksjonsintervallet for luftkjølerørene til turbinskiven, inspisere og stramme de tilkoblede gjengehylsene for å hindre at de løsner.
Det er to forbedringsplaner: (1) Redesign luftkjølerørene til turboladerens turbinskive, ved å bruke materialer med sterkere utmattingsmotstand og ta i bruk mer pålitelige tilkoblingsmetoder; (2) Fjern luftkjølerørene til turbinskiven og bytt ut turbinskiven som ikke krever kjøling.