輪機(jī)維護(hù)與修理講義項(xiàng)目一船舶柴油機(jī)燃燒室部件維修維修任務(wù)一氣缸蓋的維修學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解氣缸蓋常見(jiàn)的失效形式、部位。2、重點(diǎn)掌握氣缸蓋裂紋的部位、產(chǎn)生的原因及其修理二、學(xué)習(xí)任務(wù)本項(xiàng)目的主要任務(wù)是掌握氣缸蓋的常見(jiàn)破壞形式及檢修方法。三、背景知識(shí)氣缸蓋是柴油機(jī)的固定件和燃燒室的組成部分。氣缸蓋上安裝著噴油器、起動(dòng)空氣閥、安全閥和示功閥等。筒狀活塞式柴油機(jī)缸蓋上還裝有進(jìn)、排氣閥,二沖程直流掃氣式柴油機(jī)氣缸蓋上裝有排氣閥。此外,氣缸蓋內(nèi)部有各種氣道和冷卻水空間。船用柴油機(jī)氣缸蓋的結(jié)構(gòu)形式繁多,隨機(jī)型而異,但共同特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、孔道較多、壁厚不均。氣缸蓋的工作條件極其惡劣。氣缸蓋底面為觸火面,直接與高溫、高壓燃?xì)饨佑|,承受較高的周期變化的機(jī)械負(fù)荷與熱負(fù)荷、燃?xì)飧g與沖刷,產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力與熱應(yīng)力。冷卻面承受機(jī)械應(yīng)力與腐蝕。氣缸蓋螺栓預(yù)緊力使氣缸蓋受到壓應(yīng)力,在截面變化處還會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中。氣缸蓋常見(jiàn)的損壞形式有底面和冷卻面的裂紋、腐蝕,氣閥座面和導(dǎo)套的磨損等。1、氣缸蓋的裂紋（1）部位氣缸蓋底面裂紋一般產(chǎn)生在底面閥孔的邊緣過(guò)渡圓角處和孔之間,即有應(yīng)力集中之處。具體裂紋部位將隨機(jī)型、結(jié)構(gòu)和材料不同而異。1）氣缸蓋底面裂紋Sulzer老式型柴油機(jī)RD、RND氣缸蓋裂紋大多發(fā)生在中央小缸蓋底面上噴油器孔、起動(dòng)閥孔和安全閥孔四周的過(guò)渡圓角處,且沿徑向擴(kuò)展；在大缸蓋底面上產(chǎn)生圓周向裂紋,如圖1-1-1所示。新式氣缸蓋多為鉆孔冷卻,冷卻效果好,一般較少產(chǎn)生裂紋。圖1-1-1氣缸蓋底面裂紋a)RD型柴油機(jī)小缸蓋底面裂紋；b)6ESDZ76/160型柴油機(jī)氣缸蓋裂紋1、安全閥孔；2、噴油器孔；3、啟動(dòng)閥孔；4、裂紋船用四沖程柴油機(jī)氣缸蓋底面積小但孔多,氣缸蓋的強(qiáng)度被嚴(yán)重削弱。所以在進(jìn)、排氣間孔和噴油器孔等孔之間、閥座面上容易產(chǎn)生徑向裂紋,且大多自中央噴油器孔向其它閥孔擴(kuò)展。2）氣缸蓋冷卻側(cè)裂紋由于下半部缸蓋冷卻水側(cè)有環(huán)形冷卻水道，裂紋多發(fā)生在冷卻水道的環(huán)形筋根部有應(yīng)力集中處，裂紋沿圓周方向向深度(即向觸火面)擴(kuò)展，乃至裂穿。如圖1-1-2所示。圖1-1-2MAN型柴油機(jī)氣缸蓋裂紋B&W型柴油機(jī)氣缸蓋，是由耐熱合金鋼制成的整體式結(jié)構(gòu)，其下部呈錐形，可插入氣缸套上部的喇叭口中，兩者裝配后使氣缸蓋冷卻水腔位置下移，增強(qiáng)了燃燒室的冷卻效果，改善了機(jī)件的受熱狀況，從而防止了裂紋發(fā)生。當(dāng)緊固力過(guò)大時(shí)，缸蓋受彎曲應(yīng)力較大，故在抗彎截面較小的部位容易產(chǎn)生裂紋。此外，還會(huì)在冷卻水腔的底部和閥孔上產(chǎn)生裂紋。如圖1-1-3所示。圖1-1-3B&W型柴油機(jī)氣缸蓋裂紋（2）氣缸蓋裂紋產(chǎn)生的原因氣缸蓋裂紋產(chǎn)生的根本原因是熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力。缸蓋底面高溫區(qū)的溫度可達(dá)400～480℃，在熱膨脹變形受到限制時(shí)，產(chǎn)生高的壓應(yīng)力。鑄鐵材料溫度超過(guò)350℃，抗蠕變性能下降，團(tuán)蠕變發(fā)生塑性變形，導(dǎo)致壓應(yīng)力逐漸下降。停車(chē)后，受熱面溫度未降到室溫，壓應(yīng)力就完全消失。降到室溫，表面出現(xiàn)了拉應(yīng)力。柴油機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行、停車(chē)、經(jīng)過(guò)若干次加熱和冷卻，拉應(yīng)力邊漸增加，最終出現(xiàn)裂紋。就是這種低頻熱應(yīng)力引起的疲勞破壞。柴油機(jī)的爆發(fā)壓力作用在氣缸蓋底面．使底而產(chǎn)生了彎曲變形，觸火面受壓，水腔面受拉。柴油機(jī)每一個(gè)工作循環(huán)一次，這種應(yīng)力就循環(huán)作用一次，因此，應(yīng)力變化的頻率高。這種高頻的機(jī)械應(yīng)力不斷地作用，使水腔面上、圓角根部存在應(yīng)力集小；或原始鑄造缺陷，就可能產(chǎn)生裂紋，并逐漸擴(kuò)展。此外，水波面局部區(qū)域的冷卻水往往處于沸騰狀態(tài)，產(chǎn)生的SO4和CL等酸離子會(huì)使電位不同的晶粒間產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。同時(shí)因水中溶解有一定數(shù)量的氧，會(huì)使金屬氧化，水溫越高腐蝕越強(qiáng)烈。高頻交變應(yīng)力和腐蝕同時(shí)作用，將引起金屬材料的疲勞強(qiáng)度顯著下降，造成疲勞腐蝕破壞。水蒸氣與金屬作用產(chǎn)生的金屬氧化物與氫，當(dāng)氫滲透到裂紋尖端周?chē)鷷r(shí)，會(huì)使金屬材料脆化，造成應(yīng)力腐蝕。除了上述熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力、疲勞腐蝕及府力腐蝕之外，因設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)不合理、安裝不當(dāng)、鑄造缺陷、材料缺陷、操作管理不當(dāng)?shù)榷紩?huì)引起缸蓋產(chǎn)生裂紋。1）設(shè)汁、結(jié)構(gòu)上的原因氣缸蓋底面氣閥孔周?chē)越?jīng)常產(chǎn)生裂紋，是由于該處的結(jié)構(gòu)使金屬有較大的表面積，在受熱時(shí)膨脹速度和冷卻時(shí)收縮速度都較大。例如：柴油機(jī)在停車(chē)時(shí)，氣缸蓋溫度分布變化劇烈，熱量由冷卻水和進(jìn)、排氣道迅速散發(fā)，所以底面中央部分，尤其是氣閥孔處收縮快，產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，鑄鐵的抗拉強(qiáng)度低，故此處極易產(chǎn)生裂紋；噴油孔加工呈尖角，如圖1-1-4所示，造成應(yīng)力集中，更助長(zhǎng)了裂紋的生成。當(dāng)將孔口尖角改成圓角過(guò)渡后，如圖中虛線所示，減小應(yīng)力集中，對(duì)消除裂紋起到一定的效果。圖1-1-4氣缸蓋噴油器孔口修圓1、裂紋；2、噴油器孔6ESDZ76/160型柴油機(jī)氣缸蓋如圖1-1-5所示，經(jīng)常在下蓋環(huán)形支承筋處產(chǎn)生裂紋。其原因是：上緊缸蓋螺栓后，上缸蓋產(chǎn)生上拱變形。當(dāng)缸蓋四圈支承筋(M、N、P、Q)事先做成在一個(gè)平面上時(shí)，由于上緊后的拱曲變形，使得只有M筋處在壓緊狀態(tài)，而內(nèi)層的N、P、Q結(jié)合面存在間隙處不受力。柴油機(jī)工作爆發(fā)壓力時(shí)，下缸蓋產(chǎn)生向上彎曲不受限制，正好在水腔面產(chǎn)生拉應(yīng)力，加上支承筋圓角處應(yīng)力集中，就產(chǎn)生了裂紋。改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)為，將四圈支承筋做成階梯，中間高、邊緣低，各相差0.20mm。上緊后，即使上蓋上拱變形，但M、N、P、Q4個(gè)結(jié)合面上也不會(huì)出現(xiàn)間隙。柴油機(jī)爆發(fā)壓力時(shí)下蓋向上彎曲變形，就受到上蓋的限制、使拉應(yīng)力值減小，從而達(dá)到了防止裂紋產(chǎn)生的目的。圖1-1-56ESDZ76/160型柴油機(jī)上、下缸蓋組合示意圖1、上缸蓋；2、上拱變形后的缸蓋；3、氣缸蓋螺栓；4、下缸蓋；5、裂紋；6、氣缸蓋墊片；7、水套；8、氣缸套；9、氣缸體正確的設(shè)計(jì)冷卻水道有利于減少在氣缸蓋上產(chǎn)生裂紋：為了保證氣缸蓋燃燒室向的溫度不超過(guò)350℃，水腔面的溫度不宜超過(guò)120℃-160℃，否則，冷卻水就可能沸騰，使傳熱效率大大下降、從而使冷卻面溫度上升。如此惡性循環(huán)，最后促使受熱面溫度高到不可收拾的地步。因此，必須增加氣缸蓋局部高溫區(qū)的冷卻水量，如：噴油器、進(jìn)、排氣閥壁應(yīng)得到充分地冷卻。例如：135型柴油機(jī)缸蓋原設(shè)計(jì)中布置有一個(gè)平行底面的定向噴管．以強(qiáng)制冷卻高溫區(qū)，當(dāng)柴油機(jī)強(qiáng)載程度提高以后，此種結(jié)構(gòu)又不適應(yīng)了，將水道改為垂直于底面的定向水流后，冷卻效果更佳。2）材料、工藝上的原因鑄鐵表面的任何缺陷都會(huì)使疲勞強(qiáng)度下降。疲勞源與鑄造產(chǎn)生的微小裂紋、氧化物、夾雜物以及熱處理產(chǎn)生的脫碳有關(guān)?？梢詫?duì)下缸蓋水腔面進(jìn)行噴丸強(qiáng)化處理．產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，降低表面粗糙度，減少和消除表面鑄造缺陷，從而提高其疲勞強(qiáng)度。在鑄鐵中添加少量的鉻、鉬、鎳等合金元素可以提高鑄鐵的強(qiáng)度，并使其在一定溫度及應(yīng)力下的蠕變緩和。3）裝配質(zhì)量的影響氣缸蓋螺栓擰緊程度如果不均勻，或使用中發(fā)現(xiàn)氣缸蓋平面漏氣，面采用擰緊該處螺母來(lái)解決，就會(huì)造成氣缸蓋結(jié)構(gòu)受力不均勻或預(yù)緊過(guò)度等問(wèn)題，容易產(chǎn)生裂紋。由于噴油器安裝不正，往往會(huì)引起氣缸蓋底面局部過(guò)度變形，這就大大地增加了噴油器孔處所受的拉應(yīng)力，使之容易產(chǎn)生裂紋。4）操作管理上的原因柴油機(jī)冷車(chē)啟動(dòng)或啟動(dòng)后加速太快，致使氣缸蓋底面與水腔面溫差過(guò)大，熱應(yīng)力增大引起裂紋。故應(yīng)該在暖機(jī)后再啟動(dòng)，啟動(dòng)后待油、水溫度升高后方可加速。頻繁啟動(dòng)、停車(chē)和長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，均會(huì)使機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力增加，引起裂紋；冷卻水量不足或中斷，停車(chē)時(shí)過(guò)早中斷循環(huán)冷卻水，都會(huì)導(dǎo)致機(jī)件過(guò)熱；長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后，對(duì)冷卻水不進(jìn)行投藥處理或處理不當(dāng)使冷卻水腔積垢嚴(yán)重，影響傳熱效果，使局部過(guò)熱等都會(huì)引起裂紋。（3）裂紋的檢查氣缸蓋裂紋通常在下列各種檢驗(yàn)中可以被發(fā)現(xiàn)：1）根據(jù)中國(guó)船級(jí)社（CCS）的規(guī)范：營(yíng)運(yùn)船舶每5年進(jìn)行一次保持船級(jí)的特別檢驗(yàn)，其中對(duì)柴油機(jī)氣缸蓋及其閥件等進(jìn)行打開(kāi)檢驗(yàn)；2）按照主、副柴油機(jī)說(shuō)明書(shū)維修保養(yǎng)大綱的要求檢驗(yàn)氣缸及其閥件等；3）新造、修理的氣缸蓋或懷疑有裂紋的氣缸蓋采用觀察法粗檢，采用無(wú)損探傷如滲透探傷、磁粉探傷、超聲波探傷和水壓試驗(yàn)法等進(jìn)行精檢，判斷氣缸蓋上有無(wú)裂紋。另外，航行中可根據(jù)下列現(xiàn)象判斷燃燒室組成零件有無(wú)穿透性裂紋1）柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中，可根據(jù)冷卻水壓力波動(dòng)和膨脹水柜中水的波動(dòng)或氣泡來(lái)判斷缸蓋是否發(fā)生了穿透性的裂紋。當(dāng)缸蓋有穿透性裂紋時(shí)，燃燒室中的高壓燃?xì)鈺?huì)沿著裂縫進(jìn)入冷卻水腔，使冷卻水系統(tǒng)的壓力波動(dòng)，當(dāng)系統(tǒng)放氣后上述現(xiàn)象仍然出現(xiàn)，說(shuō)明缸蓋確有裂紋產(chǎn)生。若冷卻水溫升高，淡水消耗量增加及掃氣箱有水流出等現(xiàn)象，亦可證明缸蓋或缸套有裂紋存在。2）膨脹水柜的通氣管有氣泡，冷卻水中有油漬，打開(kāi)各缸示功閥有無(wú)水汽或水珠，排氣是否冒白煙或燃燒不良則可確診該缸產(chǎn)生了裂紋。3）曲軸箱（或循環(huán)油柜）中滑油量不正常增多或潤(rùn)滑油水分明顯增加，或滑油迅速乳化變質(zhì)，均表明由于燃燒室組成零件有穿透性裂紋使冷卻水大量漏入。4）吊缸檢修時(shí)，輪機(jī)員應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)觀察各個(gè)零件，如發(fā)現(xiàn)活塞、氣缸套或氣缸蓋工作表面有銹痕，或活塞頂部積水等，說(shuō)明燃燒室組成零件有穿透性裂紋。2、氣閥座面的損傷（1）氣閥座面的磨損氣閥座面磨損主要表現(xiàn)在氣閥座面上拉毛的傷痕，磨損嚴(yán)重時(shí)，會(huì)導(dǎo)致氣閥座嚴(yán)重下陷。這是由于氣閥座受到氣閥的沖擊，使工作表面塑性變形而產(chǎn)生的。此外，由于爆發(fā)壓力將迫使氣缸蓋底部及氣閥產(chǎn)生彈性變形，引起氣閥與氣閥座之間很微小滑動(dòng)，因而引起微動(dòng)磨損。燃燒的產(chǎn)物、硬的顆粒、金屬屑及其它雜質(zhì)落到氣閥座面上，起磨料的作用，引起磨粒磨損。燃料中含有釩、硫等，高溫時(shí)引起釩腐蝕，低溫時(shí)引起硫酸腐蝕，因而使氣閥座引起腐蝕磨損。氣閥座與氣閥受沖擊載荷，因接觸疲勞產(chǎn)生表面疲勞磨損。因此，氣閥與氣閥座之間存在著上述幾種磨損形式的綜合作用。在非增壓柴油機(jī)上，由于進(jìn)氣閥工作條件較排氣閥好，所以進(jìn)氣閥座面的磨損較小。但是在增壓柴油機(jī)上，情況則相反，即進(jìn)氣閥座面的磨損較排氣閥座面大。因?yàn)樵鰤翰裼蜋C(jī)的進(jìn)氣壓力較高，使得潤(rùn)滑油無(wú)法從導(dǎo)管中進(jìn)入座面，潤(rùn)滑條件差，導(dǎo)致磨損增大。排氣閥座靠殘留在廢氣中的滑油、灰末與煙粒組成一層很薄的非金屬層，使得氣閥工作面不發(fā)生金屬的直接接觸，因而磨損減輕。（2）氣閥座面的燒傷燒傷發(fā)生在排氣閥座面上，其主要原因是氣閥座扭曲變形和積炭，以致使氣閥與氣閥座接觸面暴露于高溫燃?xì)庵幸馃龘p。當(dāng)氣閥磨損過(guò)大、裂開(kāi)，氣閥桿與導(dǎo)管間隙太小及氣閥盤(pán)翹起等也能引起氣閥座的燒損。燃料與滑油不完全燃燒生成的炭粒，堆積在氣閥與氣閥座的接觸面上，在氣閥的沖擊作用下，它便不穩(wěn)定而碎裂，部分脫離．從而使燃?xì)饨?jīng)常流過(guò)其間。時(shí)間一長(zhǎng)，就在此處發(fā)生吹蝕，甚至在氣閥座面上會(huì)形成若干條溝，燒損使其表面產(chǎn)生麻點(diǎn)及凹坑。（3）氣閥座的裂紋氣閥座在高溫下受強(qiáng)烈的沖擊載荷，常常使氣閥座產(chǎn)生裂紋。由于排氣閥座的工作條件差，因此排氣閥座開(kāi)裂的現(xiàn)象更多一些。上述缺陷都嚴(yán)重地破壞了氣閥與氣閥座的密封性。出于漏氣，導(dǎo)致柴油機(jī)備缸功率不均勻，啟動(dòng)困難，甚至不發(fā)火。同時(shí)火焰還會(huì)從不密封的部分穿出，引起局部過(guò)熱，進(jìn)一步損壞氣閥座。四、操作指導(dǎo)1、氣缸蓋裂紋的修理氣缸蓋發(fā)生了穿透性的裂紋或裂紋的程度沖重，則應(yīng)換新。當(dāng)裂紋不太嚴(yán)重時(shí)，或?yàn)榱藨?yīng)急，可采用下述方法修理；（1）波浪鍵——螺釘密封扣合法此方法的特點(diǎn)是保證丁連接強(qiáng)度，并有良好的密封性，用它修理氣缸蓋底面裂紋，較其他方法可靠，能滿(mǎn)足使用要求。對(duì)于非燃燒室的工作面也常采用；燃燒室面，扣合時(shí)應(yīng)加磷酸一氧化銅無(wú)機(jī)粘結(jié)劑。（2）焊補(bǔ)鑄鐵或鑄鋼氣缸蓋都可用加熱(緩慢加熱到150～400℃)或不加熱的辦法焊補(bǔ)。加熱焊補(bǔ)容易保證質(zhì)量．特別是在冬天．不僅應(yīng)預(yù)熱后焊補(bǔ)，而且焊補(bǔ)之后還應(yīng)該保溫，位其緩冷。氣缸蓋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如果加熱不均，可能反而引起新的裂紋。焊補(bǔ)前應(yīng)先在裂紋的兩端各鉆一止裂孔，并沿裂紋開(kāi)U型坡口，坡口底端應(yīng)成圓弧形、因?yàn)榧饨遣灰缀竿福液附討?yīng)力會(huì)使裂紋擴(kuò)展。對(duì)于鑄鐵缸蓋，用鎳基鑄鐵焊條，而鑄鋼氣缸蓋則可用耐熱鋼焊條。用氧-乙炔焰對(duì)焊補(bǔ)局位進(jìn)行較大面積烘烤，預(yù)熱缸蓋。焊補(bǔ)時(shí)每次焊補(bǔ)長(zhǎng)度不得超過(guò)30～40M，并趁紅熱狀態(tài)用小錘快速輕輕敲擊整個(gè)焊道，以防止裂紋產(chǎn)生。錘擊后立即用氧-乙炔焰對(duì)焊縫加熱回火，回火時(shí)焊縫表面呈暗紅色即可。采用在坡口中加焊藥的細(xì)絲CO2保護(hù)冷焊，焊補(bǔ)鑄鐵缸蓋裂紋的效果較好。焊藥以鋁粉為佳，用鈦粉也可以。焊絲為H08Mn2Si，直徑0.8mm。焊補(bǔ)法是目前常用的一種修理方法。（3）螺釘密封法從裂紋的一端開(kāi)始順著裂縫，每相隔16d(d為螺釘孔直徑)鉆一攻一個(gè)外徑M6-M8的螺釘孔，直至裂紋的另一端，擰入頭部涂有白漆的紫銅螺釘，然后切斷。再在每?jī)蓚€(gè)螺釘?shù)闹虚g鉆一攻同樣大小的螺釘孔，再擰入螺釘。將全部螺釘頭部銼平，使之高出裂紋所在平面1～1.5mm，用小錘捻縫。本法是較為簡(jiǎn)便的臨時(shí)應(yīng)急措施。（4）鑲套主要用于氣缸蓋進(jìn)、排氣閥孔或噴油器孔內(nèi)裂紋而發(fā)生滲漏的修理，亦可用于毛坯制造缺陷而產(chǎn)生的縮松、氣孔等引起滲漏的修復(fù)。襯套材料一般為青銅或不銹鋼。其外圓面與鏜大后的孔徑配合為H7/r6。襯套端面與氣缸蓋座孔之間用柴銅墊圈密封，以免冷卻水滲漏入燃燒室，如圖1-1-6所示。圖1-1-6氣缸蓋裂紋的鑲套修理1-襯套；2-紫銅墊；3-裂紋（5）無(wú)機(jī)粘結(jié)劑膠合法對(duì)于氣缸蓋底面裂紋，可采用磷酸-氧化銅無(wú)機(jī)粘結(jié)劑進(jìn)行修補(bǔ)。修補(bǔ)前將表面污垢清除干凈．然后用有機(jī)溶劑清洗，砂紙打磨，烘烤去表面水汽。膠補(bǔ)，再烘烤，可加快固化速度，提高修補(bǔ)質(zhì)量，使之可在500℃高溫下長(zhǎng)期工作。（6）復(fù)板修理法用復(fù)板修理時(shí)，應(yīng)先將裂紋兩端鉆止裂孔、再將復(fù)板蓋在裂紋上，最后用螺釘緊固。這種方法適合用于氣缸蓋外部裂紋的修復(fù)，如圖1-1-7所示。圖1-1-7氣缸蓋裂紋的復(fù)板修理1、止裂孔；2、緊固螺釘；3、氣缸蓋；4、復(fù)板；5、裂紋2、氣缸蓋氣閥座面的修理氣缸蓋上的進(jìn)、排氣閥長(zhǎng)期工作使閥座面產(chǎn)生磨損、燒蝕、凹痕和裂紋等，破壞了閥與閥座的密封性，并影響柴油機(jī)的工作性能。氣閥損壞進(jìn)行修復(fù)是一項(xiàng)經(jīng)常性的工作。如何修理，主要取決于損傷形式及其嚴(yán)重程度。（1）手工研磨用于損傷不嚴(yán)重，凹痕很小時(shí)。其方法是：將缸蓋倒置，利用已經(jīng)光整過(guò)的氣閥盤(pán)錐面，與氣閥座面互相研磨，研磨時(shí)兩者之間涂上—層研磨劑。研磨好后，應(yīng)作密封性檢查。（2）用氣閥絞刀修正氣閥座面，再互研此法用于凹痕較嚴(yán)重，變形或磨損較大時(shí)。氣閥絞刀有導(dǎo)向心桿、插在氣閥導(dǎo)管孔內(nèi)作定位用，保證絞出的錐面與導(dǎo)管孔有較好的同鈾度。如圖1-1-8所示。圖1-1-8絞閥座示意圖1、絞刀；2、閥座；3、氣缸蓋；4、心桿；5、墊塊（3）堆焊鑄鋼氣缸蓋的氣閥應(yīng)而磨損或經(jīng)過(guò)多次修理下凹較大時(shí)，可采用堆焊修復(fù)，焊后應(yīng)保溫．緩冷，再進(jìn)行機(jī)加工，互研，密封檢查。（4）鑲套修理當(dāng)氣閥座面損壞嚴(yán)重，如凹痕已超過(guò)2㎜以上，或有裂紋時(shí)，可在氣缸蓋上鑲套或更換座圈。鑲套的實(shí)質(zhì)就是附加一個(gè)零件，以恢復(fù)氣閥座的尺寸。座圈與座孔采用過(guò)盈配合，過(guò)盈量在0.1～0.2㎜范圍內(nèi)。用增大過(guò)盈量來(lái)防止座圈松脫是不正確的，因?yàn)樽ぷ鳒囟缺雀咨w高，承受壓應(yīng)力，如材料強(qiáng)度不夠或斷面尺寸太小，致使壓應(yīng)力超過(guò)材料屈服極限時(shí)，座圈在孔中將松弛。座圈材料可采HT250的細(xì)晶?；诣T鐵制成。有的排氣閥座圈襯套用中碳硅鉻鋼制成如4Cr10Si2Mo。進(jìn)氣閥座圈襯套用中碳鎳鉻鋼制成，如40CrNi、40Cr、35CrMo等。也有采用合金鑄鐵的。對(duì)于大功率強(qiáng)載柴油機(jī)，還應(yīng)在座圈錐面上覆以耐熱合金層。氣缸蓋除了上述損傷形式外，還有氣缸蓋與缸套接合平面常因機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力而變形，通常用平板，色油檢查，研磨修復(fù)，氣缸蓋的冷卻水腔面的水垢及鐵銹會(huì)影響傳熱效果，一般厚度達(dá)2㎜便應(yīng)清除。缸蓋底面燒損，首先應(yīng)做水壓試驗(yàn)，如果情況良好、則可清除表面污物、銹蝕物等。然后堆焊、退火、機(jī)械加工達(dá)到恢復(fù)尺寸。通常鋼質(zhì)氣缸蓋可堆焊修理燒損，而鑄鐵氣缸蓋燒損嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)該換新。五、拓展知識(shí)---零件修復(fù)的意義和原則1.船機(jī)零件修復(fù)的意義船舶機(jī)械運(yùn)行一段時(shí)間后，船體零件不可避免地會(huì)產(chǎn)生損傷，大部分是磨損，嚴(yán)重時(shí)會(huì)明顯改變零件的原有尺寸、幾何形狀、表面層的機(jī)械物理性能及配合特征。針對(duì)零件磨損、裂紋與腐蝕等損壞的修理，不僅延長(zhǎng)了零部件的使用壽命，而且節(jié)約了經(jīng)費(fèi)和時(shí)間提高了營(yíng)運(yùn)效益。零部件的修復(fù)具有以下幾點(diǎn)意義：（1）可以減少機(jī)艙備件數(shù)量，從而減少閑置資金；（2）減少新零件的購(gòu)置或制造，不僅大幅度降低修船費(fèi)用，而且可縮短修船期；（3）促進(jìn)修復(fù)工藝的發(fā)展和修理技術(shù)水平的提高。2．船機(jī)零件修復(fù)的原則在零件修理過(guò)程中，應(yīng)合理選擇修理方法以保證修理質(zhì)量，降低維修成本，縮短修理時(shí)間。一般情況下，選擇修理方法總的原則是生產(chǎn)可行、工藝合理、經(jīng)濟(jì)合算。主要應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：（1）修理工藝對(duì)零件材料性質(zhì)的適應(yīng)性。例如用焊補(bǔ)方法修理不同材料的零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)焊件材料及焊后的強(qiáng)度要求選用不同焊條并采取相應(yīng)的工藝措施。（2）修理工藝所能達(dá)到的修理層厚度。不同的修理方法所能達(dá)到的修理層安全厚度范圍不一樣，應(yīng)根據(jù)修理件的要求正確選用修理方法。（3）零件修理后的強(qiáng)度指標(biāo)。修復(fù)層與零件機(jī)體的結(jié)合強(qiáng)度、修理層本身的抗拉強(qiáng)度、硬度、耐磨性，修復(fù)層對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響等強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)能滿(mǎn)足零件使用工況的要求。（4）修理過(guò)程對(duì)零件精度和表面性能的影響。不同的修理方法對(duì)零件的熱變形、表面層淬硬組織等影響不一，一般應(yīng)根據(jù)修復(fù)方法和零件的技術(shù)要求，對(duì)零件進(jìn)行修復(fù)前的欲熱及修復(fù)后進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚砗驼渭庸ぬ幚怼＃?）零件修理后的耐用度至少應(yīng)能維持一個(gè)修理間隔期。例如，中、小修范圍的零件經(jīng)修理后應(yīng)能使用到下一個(gè)中、小修期。二、船機(jī)零件修復(fù)工藝的選擇船舶進(jìn)廠修理時(shí)，針對(duì)零件損壞形式合理選擇修復(fù)工藝是提高修船質(zhì)量、降低修船費(fèi)用、加快修船速度和縮短修船時(shí)間的有效措施。選擇修復(fù)工藝時(shí)，應(yīng)根據(jù)零件修理的要求和修復(fù)工藝的特點(diǎn)全面考慮。選擇修復(fù)工藝的原則是：1．船機(jī)零件修復(fù)工藝的種類(lèi)船機(jī)零部件的修理方法按修理性質(zhì)來(lái)分有兩類(lèi)：1）改變零件的原始尺寸，恢復(fù)零件原有配合性質(zhì)；2）恢復(fù)零件的原始尺寸和原有配合性質(zhì)。目前我國(guó)各修船廠普遍使用的船機(jī)零部件修復(fù)工藝主要有如表1-1-1中所列2．各種損傷零件的修復(fù)工藝選擇1）磨損零件的修復(fù)零件磨損后，尺寸發(fā)生變化，如軸頸直徑變小，孔徑加大。同時(shí)幾何精度和位置精度降低，如圓度、圓柱度、平面度、平行度、垂直度和同軸度等的偏差增大，甚至超過(guò)了規(guī)范所允許的范圍。還有，零件的表層結(jié)構(gòu)、理化性能和機(jī)械性能也會(huì)產(chǎn)生一定的變化。當(dāng)磨擦的間隙超過(guò)規(guī)范時(shí)，就應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，也可以更換或修復(fù)其中的零件，使間隙符合規(guī)范。如軸承間隙過(guò)大，可以抽出墊片恢復(fù)原有間隙。當(dāng)磨擦副中某一個(gè)零件的幾何精度或位置精度降低到不符合規(guī)范要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行機(jī)械加工，使其達(dá)到規(guī)范的要求，而對(duì)磨擦副中的一個(gè)零件進(jìn)行修理或更換，使磨擦副恢復(fù)到原來(lái)的配合關(guān)系。如光車(chē)軸頸，軸瓦噴焊、重澆或換新；還有修整導(dǎo)板平面，重澆滑塊；或者是鏜缸、活塞環(huán)換新等。經(jīng)強(qiáng)度計(jì)算，如果需要恢復(fù)零件的強(qiáng)度和尺寸時(shí)，可以采用堆焊，噴焊和電鍍等修理方法。表1-1-1常用修復(fù)工藝修復(fù)工藝種類(lèi)方法適用范圍機(jī)械加工修復(fù)鏜缸、鑲套、局部更換修理尺寸法、尺寸選配法磨損、腐蝕變形修復(fù)冷校法、熱校法、加熱-機(jī)械校直法變形手工修復(fù)拂刮、修銼、研磨磨損、腐蝕粘接修復(fù)有機(jī)粘接、無(wú)機(jī)粘接腐蝕、裂紋、斷裂、金屬扣合工藝裂紋、斷裂熱噴涂噴涂、噴焊氧炔焰、等離子磨損、腐蝕電鍍有槽電鍍、電刷鍍鍍鉻、鍍鐵磨損焊補(bǔ)焊接、堆焊手工電弧焊、氣焊磨損、腐蝕、裂紋、斷裂機(jī)械損傷零件的修復(fù)（1）有裂紋或斷裂零件的修復(fù)可以用焊接、金屬扣合、局部更換等方法修復(fù)。對(duì)于不太影響強(qiáng)度的裂紋可以及粘結(jié)修復(fù)或螺釘密封。臨時(shí)的應(yīng)急修理可以用復(fù)板把緊或者鑲套。（如氣缸蓋閥孔中的裂紋）微小的裂紋可以用車(chē)削或手工刮削消除微小的裂紋，但對(duì)刮削形成的凹坑必須磨光，以免應(yīng)力集中。（2）對(duì)彎曲變形零件的修復(fù)可以采用冷、熱矯正或局部更換。對(duì)于氣閥變形，可以進(jìn)行機(jī)械加工和研磨等。（3）曲軸紅套松動(dòng)局部更換或重新紅套。（4）脫皮零件的修復(fù)用機(jī)械加工的方法去除舊的覆蓋層，重新進(jìn)行電鍍或熱噴涂等。（5）有凹槽零件的修復(fù)堆焊或噴焊以后再進(jìn)行機(jī)械加工。3）腐蝕零件的修復(fù)對(duì)于各種有腐蝕凹坑、孔洞、裂紋和腐蝕疲勞折斷等零件可以用堆焊、噴焊、粘結(jié)、電鍍和局部更換等方法修復(fù)。維修任務(wù)二氣缸套的維修一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、掌握氣缸套的常見(jiàn)失效形式及部位。2、掌握氣缸套磨損的檢測(cè)方法。3、學(xué)會(huì)氣缸套常見(jiàn)失效形式的修理。二、學(xué)習(xí)任務(wù)1、氣缸套內(nèi)圓表面磨損的測(cè)量2、氣缸套磨損、裂紋等故障的檢修方法。3、氣缸套拉缸的表現(xiàn)形式及預(yù)防措施。三、環(huán)境設(shè)備1、量缸表2、扣合健四、背景知識(shí)金屬與周?chē)橘|(zhì)發(fā)生化學(xué)作用、電化學(xué)作用或物理溶解而產(chǎn)生的變質(zhì)和破壞稱(chēng)為腐蝕。金屬腐蝕是在外部介質(zhì)作用下發(fā)生在金屬與介質(zhì)的相界面上的破壞。所以,金屬腐蝕破壞總是從零件表面開(kāi)始,然后向零件內(nèi)部擴(kuò)展或同時(shí)向四周蔓延。在船舶機(jī)械和設(shè)備中腐蝕破壞相當(dāng)嚴(yán)重。例如,船體鋼板和管路的腐蝕,柴油機(jī)氣缸蓋、氣缸套和活塞的冷卻水腔的電化學(xué)腐蝕,活塞頂部和排氣閥的高溫化學(xué)腐蝕,氣缸套外圓表面和螺旋槳槳葉上的穴蝕等。腐蝕的后果,輕者使零件的尺寸、幾何形狀改變,表面損壞；重者造成零件裂紋、穿孔和斷裂而報(bào)廢,機(jī)器不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。然而,腐蝕的惡果并非是一朝一夕形成,而是較長(zhǎng)時(shí)間作用的結(jié)果。學(xué)習(xí)和了解金屬腐蝕的意義和目的就在于增強(qiáng)防止金屬腐蝕的觀念,為延長(zhǎng)船舶機(jī)器和設(shè)備的使用壽命加強(qiáng)日常的維護(hù)保養(yǎng)工作。一、化學(xué)腐蝕1.化學(xué)腐蝕概念金屬與周?chē)橘|(zhì)(非電解質(zhì))直接發(fā)生化學(xué)作用引起的破壞稱(chēng)為化學(xué)腐蝕。在化學(xué)腐蝕過(guò)程中不產(chǎn)生電流?；瘜W(xué)腐蝕分為氣體腐蝕和有機(jī)介質(zhì)腐蝕。氣體腐蝕是指在干燥氣體中或高溫氣體中的腐蝕。金屬與介質(zhì)中的氧化劑直接作用就在金屬表面生成一層氧化物薄膜,即腐蝕產(chǎn)物。金屬能否繼續(xù)被氧化取決于氧化物薄膜的結(jié)構(gòu)和與基體的結(jié)合強(qiáng)度。碳鋼零件在560℃以下被氧化,生成Fe203或Fe304的結(jié)構(gòu)致密、與基體結(jié)合牢固的穩(wěn)定膜,可阻止原子的擴(kuò)散,從而保護(hù)金屬表面不再繼續(xù)被氧化。而在560℃以上時(shí),氧化生成FeO的結(jié)構(gòu)疏松、與基體結(jié)合不牢的膜,原子容易穿過(guò)膜使金屬繼續(xù)被氧化,達(dá)一定厚度后脫落。金屬的高溫氧化曾被視為典型的化學(xué)腐蝕。近代研究認(rèn)為:在高溫氣體中金屬最初的氧化屬于化學(xué)反應(yīng),但氧化膜的成長(zhǎng)過(guò)程則屬于電化學(xué)機(jī)理。因?yàn)榻饘俦砻娴慕橘|(zhì)已由氣相變?yōu)榧饶茈娮訉?dǎo)電又能離子導(dǎo)電的氧化膜。所以,金屬的高溫氧化不再是單純的化學(xué)腐蝕。金屬在有機(jī)介質(zhì)中的腐蝕,有機(jī)介質(zhì)為不導(dǎo)電的非電解質(zhì)介質(zhì)。例如,有機(jī)酸、鹵代化合物和含硫的化合物等。實(shí)際生產(chǎn)中純化學(xué)腐蝕的現(xiàn)象較少,例如鋁在四氯化碳、三氯甲烷或乙醇中；鎂或鈦在甲醇中；金屬鈉在氯化氫氣體中等的腐蝕都屬于化學(xué)腐蝕。但實(shí)際上這些介質(zhì)中都含有少量水分而使有機(jī)介質(zhì)不純,使化學(xué)腐蝕變?yōu)殡娀瘜W(xué)腐蝕。2.柴油機(jī)零件的化學(xué)腐蝕柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),燃燒室中的高溫高壓燃?xì)庵苯优c燃燒室組成零件一一氣缸蓋及其上的閥件、氣缸套和活塞組件接觸,燃?xì)庵心承┑腿埸c(diǎn)灰分熔化附著在零件金屬表面,在高溫下發(fā)生化學(xué)作用使零件表面受到破壞的化學(xué)腐蝕,稱(chēng)為高溫腐蝕或釩腐蝕。重油燃燒后產(chǎn)生灰分,灰分是一些氧化物、元機(jī)鹽或低共熔混合物。重油中含有釩、鈉、硫的化合物,燃燒后生成這些元素的氧化物或硫酸鹽,如V204、V205、Na20和Na2S04等以及低熔混合物?；曳种幸恍┪镔|(zhì)的熔點(diǎn)和軟化點(diǎn)如表1-2-1所示。表1-2-1灰分中-些物質(zhì)的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)物質(zhì)熔點(diǎn)(℃)物質(zhì)熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)(℃）CaS041450Na20·v205640Fe2031565Na20·v204·V205625NiO20902Na20·v205600Si021720V205·Na2S04550～580Na2S048805Na20·v204·11V205535V204197060%Na2S04+40%V205330V205675Na20·v204630高溫下鋼鐵零件上附著熔化或軟化的釩鈉化合物后,由于V205是酸性氧化物,直接與金屬接觸使其表面上的氧化膜被溶解,并使裸露的基體金屬不斷氧化而形成腐蝕麻點(diǎn)或凹坑。如排氣閥盤(pán)面燒成孔洞。零件金屬溫度越高,腐蝕速度越快,后果越嚴(yán)重。柴油機(jī)燃用重油為發(fā)生高溫腐蝕提供了條件,但并非燃用重油就必然發(fā)生高溫腐蝕,還必須具備:(1)零件溫度在550℃以上,足以使釩、納化合物處于熔化狀態(tài)附著于零件表面；(2)灰分的成分影響腐蝕速度。當(dāng)灰分中V205/Na20≈3時(shí),軟化溫度由600℃降至400℃,灰分非常易熔,所以腐蝕速度急劇增加；當(dāng)V205/Na20在1左右時(shí),腐蝕速度最小,因?yàn)檐浕瘻囟雀?而零件溫度低則不會(huì)發(fā)生高溫腐蝕。3.防止化學(xué)腐蝕的措施根據(jù)化學(xué)腐蝕的機(jī)理,可在零件表面上覆蓋一層保護(hù)膜,如鍍錫、鍍鋅、發(fā)藍(lán)處理等。防止排氣閥等的高溫腐蝕,可選用含釩、鈉、硫少的燃油,控制其成分；加強(qiáng)燃燒室零件的冷卻,使零件溫度在550℃以下等。 此外,還應(yīng)注意零件材料的選擇,對(duì)腐蝕環(huán)境下工作的零件應(yīng)選用耐腐蝕性強(qiáng)的材料。二、電化學(xué)腐蝕金屬表面與離子導(dǎo)電的電解介質(zhì)溶液發(fā)生電化學(xué)作用產(chǎn)生的破壞稱(chēng)為電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕過(guò)程中產(chǎn)生電流。電化學(xué)腐蝕是自然界和生產(chǎn)中最普遍最常見(jiàn)的腐蝕,破壞作用也最顯著。金屬在大氣、濕空氣、海水、土壤及酸、堿、鹽溶液中都能發(fā)生電化學(xué)腐蝕。在船上,船體和船機(jī)發(fā)生電化學(xué)腐蝕的零件和部位也較多,也是一種主要的故障模式。電化學(xué)腐蝕亦分為全面腐蝕和局部腐蝕。1.電化學(xué)腐蝕原理零件表面發(fā)生電化學(xué)腐蝕必須同時(shí)具備兩個(gè)條件，一是表面有電解液沾附，二是表面有電位差。任何金屬都有雜質(zhì)或不同元素，不同元素的電位不同，因而它們之間產(chǎn)生電位差。零件表面有如鹽酸電解液時(shí),就形成陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū),同時(shí)產(chǎn)生原電池作用,如圖1-2-1所示。金屬離子由陰極區(qū)電離入溶液，和其中的氯離子結(jié)合，形成氯化鐵。氫離子到達(dá)陽(yáng)極區(qū)，形成氫氣放出，零件表面被破壞。圖1-2-1電化學(xué)腐蝕原理 在電化學(xué)腐蝕中,腐蝕電池起著重要的作用。根據(jù)構(gòu)成腐蝕電池的電極大小,可將腐蝕電池分為宏觀和微觀兩種。 1）宏觀腐蝕電池 宏觀腐蝕電池是肉眼可見(jiàn)電極構(gòu)成的宏觀大電池,它引起金屬零件或構(gòu)件的局部宏觀腐蝕破壞。 （1）異金屬接觸電池 兩種具有不同電位的金屬或合金相互接觸(直接接觸或用導(dǎo)線連接),并處于同一電解質(zhì)溶液中時(shí),便會(huì)使電位較低的金屬不斷遭到腐蝕,這種電池稱(chēng)為異金屬接觸電池。兩種金屬的電極電位差越大,腐蝕越嚴(yán)重。例如，裝有冷卻水的冷凝器的碳鋼殼體與黃銅管子構(gòu)成異金屬接觸電池。 （2）濃差電池同一金屬的不同部位與濃度(含氧量或食鹽量)或溫度不同的介質(zhì)接觸構(gòu)成的腐蝕電池,最常見(jiàn)的有氧濃差電池、鹽濃差電池和溫差電池等。這是一種普遍存在的,危害很大的腐蝕電池,也是造成局部腐蝕的重要原因。金屬與含氧量不同的介質(zhì)接觸,在氧濃度較低處金屬的電極電位較低為陽(yáng)極,在氧濃度較高處金屬的電極電位較高為陰極,從而構(gòu)成氧濃度差電池,陽(yáng)極區(qū)的金屬遭到腐蝕。例如鐵棒埋于土壤中,因土壤深度不同含氧量不同,故在鐵棒埋得最深部位的金屬腐蝕最嚴(yán)重。同樣如果一長(zhǎng)銅棒兩端分別插入稀、濃硫酸銅溶液中,則稀硫酸銅溶液中的棒端電極電位低為陽(yáng)極,而棒另一端電極電位高為陰極,陽(yáng)極棒端遭到腐蝕。浸于電解質(zhì)溶液中的金屬,其不同部位處于不同溫度時(shí)構(gòu)成的電池為溫差電池。例如換熱器的高溫端比低溫端腐蝕嚴(yán)重。2）微觀腐蝕電池微觀電池是指零件金屬表面由于電化學(xué)不均勻性構(gòu)成許多微小電極的電池,又稱(chēng)為微電池。零件金屬表面電化學(xué)不均勻性是由于金屬的微觀不均勻性引起,主要有以下幾點(diǎn)原因:(1)化學(xué)成分的不均勻性。工業(yè)上使用的金屬材料不同程度地含有雜質(zhì)、非金屬夾雜物或存在偏析,使金屬化學(xué)成分不均勻。金屬、雜質(zhì)、非金屬夾雜物的電極電位不同,當(dāng)與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)就構(gòu)成無(wú)數(shù)微小電池。(2)金屬組織不均勻性。同一金屬或合金中有不同的組織結(jié)構(gòu)和晶體缺陷,如位錯(cuò)、空位、畸變等,因而有不同的電極電位。晶粒內(nèi)部與晶界的電位不同,例如鋼中的鐵素體1與滲碳體2在有電解質(zhì)溶液時(shí)構(gòu)成無(wú)數(shù)的微電池如圖1-2-2a)所示。(3)物理性質(zhì)或狀態(tài)不均勻性。金屬材料進(jìn)行冷、熱加工后使金屬材料各部分的受力和變形不同,一般應(yīng)力較高和變形較大的部位電位較低成為陽(yáng)極容易被腐蝕,如圖1-2-2b）中變形部位。(4)金屬表面膜不完整性。金屬表面都有一層氧化膜,當(dāng)表面膜破裂、有孔而不完整時(shí),破裂處和有孔處的金屬電位較低成為陽(yáng)極。例如船體鋼板上的鐵銹與鐵銹脫落后裸露的鋼板構(gòu)成微電池,如圖1-2-2c)所示。 圖1-2-2微觀腐蝕電池鋼中鐵素體與滲碳體構(gòu)成微電池；b)鋼板彎曲變形構(gòu)成微電池；c)表面膜不完整構(gòu)成微電池2.船上常見(jiàn)的電化學(xué)腐蝕船上常發(fā)生的電化學(xué)腐蝕一般為局部腐蝕。主要有以下幾種：1）電偶腐蝕船上零件只要能構(gòu)成異金屬接觸電池就會(huì)發(fā)生電偶腐蝕,且較為普遍。例如螺旋槳與尾軸、離心泵的葉輪與軸等。2）氧濃差腐蝕金屬浸入含氧溶液中就形成氧電極。溶液含氧濃度越高,氧分壓就越大,氧電極的電位就越高,為陰極。例如柴油機(jī)氣缸套與氣缸體下部密封圈處的縫隙,因充氣不足或冷卻水停滯而使氧濃度低,此處的金屬為陽(yáng)極與附近氧濃度高處的金屬—陰極形成氧濃差電池,發(fā)生氧濃差腐蝕。3）選擇性腐蝕是由微觀電池引起的電化學(xué)腐蝕。例如黃銅制件的脫鋅、柴油機(jī)氣缸套外圓表面石墨化腐蝕(鐵素體被腐蝕,僅剩下石墨),都是選擇性腐蝕。4)應(yīng)力腐蝕工程上常用不銹鋼、黃銅、碳鋼等加工制件,都會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕。例如黃銅管的季裂。5)海水腐蝕海水是唯一含鹽濃度高的電解質(zhì)溶液,腐蝕性最強(qiáng)的天然腐蝕劑之一。海水由于含鹽高而成為腐蝕性介質(zhì),鹽分總量約為3.5%～3.7%,在世界大洋中海水的成分和總鹽度恒定,內(nèi)海則因地而異。海水中的鹽類(lèi)主要是氯化物(NaCl、MgCl2),其次是硫酸鹽（MgS04、CaS04)。由于海水能離解鹽類(lèi),所以海水是一種導(dǎo)電性很強(qiáng)的電解質(zhì)溶液。海水中的大量氯離子,能使零件金屬表面的氧化膜遭到破壞,因而海水對(duì)大多數(shù)金屬有很強(qiáng)的腐蝕作用。腐蝕可能是微觀電池作用,也可能是宏觀電池作用。鋼鐵在海水中的腐蝕速度為0.13mm/a。如果海水流速增加、海水溫度升高等還會(huì)加速海水腐蝕。船舶常年航行在海上,在海水與海洋大氣包圍之中,船體、甲板機(jī)械和與海水接觸的零部件等受到嚴(yán)重的腐蝕,如船體鋼板、螺旋槳、尾軸、舵及甲板機(jī)械——起貨機(jī)、起錨機(jī)、絞纜機(jī)等。此外,柴油機(jī)的空冷器、冷卻器、冷凝器、空氣壓縮機(jī)的機(jī)體、各種海水管等都要用海水冷卻。所以,海水腐蝕不容忽視。3.防止電化學(xué)腐蝕的措施根據(jù)電化學(xué)腐蝕原理可知,只要破壞產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕的條件之一就能有效地阻止腐蝕的發(fā)生,這是防止電化學(xué)腐蝕的基本原則。另外,由于電化學(xué)腐蝕破壞的形式較多,每種破壞形式都有其產(chǎn)生的具體原因和條件,所以防止腐蝕的方法也是多種多樣,根據(jù)不同情況選用不同方法。生產(chǎn)中主要有以下幾種:1)合理選材根據(jù)介質(zhì)和使用條件盡量選用相同材料或電位相近的材料或其它耐腐蝕的材料。2)陰極保護(hù)利用電化學(xué)腐蝕原理使被保護(hù)零件成為陰極則可防止腐蝕。一種方法是將被保護(hù)零件與外加直流電源的負(fù)極相連,用外加陰極電流使陰極電位向負(fù)的方向變化,即實(shí)施陰極極化阻止腐蝕過(guò)程的進(jìn)行。另一種方法是犧牲陽(yáng)極保護(hù)法,即在被保護(hù)零件上安裝電位更低的金屬使之成為陽(yáng)極,被保護(hù)零件成為陰極而不被腐蝕。例如,在船體鋼板上、氣缸套外表面上安裝鋅塊。3)陽(yáng)極保護(hù)將被保護(hù)零件與外加直流電源的正極相連,用外加電流使陽(yáng)極電位向正的方向變化,即實(shí)施陽(yáng)極極化使零件金屬腐蝕速度迅速降低并保持一定穩(wěn)定的低電位,使陽(yáng)極鈍化降低腐蝕。4)介質(zhì)處理除去介質(zhì)中促進(jìn)腐蝕的有害成分。例如,鍋爐給水的除氧處理；調(diào)節(jié)介質(zhì)的pH值和改變介質(zhì)的濕度；在介質(zhì)中添加阻止和減緩腐蝕的物質(zhì),例如常在柴油機(jī)冷卻水中添加鉻酸鹽、亞硝酸鹽等無(wú)機(jī)緩蝕劑,使在零件金屬表面上形成鈍化膜,抑制陽(yáng)極腐蝕。此外,還可在冷卻水中添加乳化防銹油。5）表面覆蓋保護(hù)膜 在零件表面上覆蓋一層金屬或非金屬保護(hù)膜,使與腐蝕介質(zhì)隔開(kāi)以防止腐蝕。如采用電鍍、電刷鍍、噴涂或磷化、氧化處理等工藝在零件表面上形成金屬膜或非金屬膜。6）加強(qiáng)維護(hù)和管理輪機(jī)員應(yīng)對(duì)船上容易發(fā)生腐蝕的零部件加強(qiáng)維護(hù)管理,防止或減少腐蝕。船舶動(dòng)力裝置中凡與海、淡水和濕空氣接觸的零件、構(gòu)件和管系均有發(fā)生電化學(xué)腐蝕的可能。故應(yīng):（1）定期進(jìn)行柴油機(jī)冷卻水處理；（2）適時(shí)更換船體鋼板上和缸套冷卻側(cè)上的防腐鋅塊；（3）選用低硫燃油,若燃用含硫高的燃油時(shí)采用與之匹配的堿性氣缸油；（4）加強(qiáng)柴油機(jī)和尾軸潤(rùn)滑油的定期檢驗(yàn)；（5）機(jī)件經(jīng)堿洗后,一定用清水徹底清洗和涂油保護(hù)。三、穴蝕穴蝕是水力機(jī)械或機(jī)件與液體相對(duì)高速運(yùn)動(dòng)時(shí)在機(jī)件表面上產(chǎn)生的一種破壞。穴蝕又稱(chēng)空泡腐蝕,或氣蝕。穴蝕也是一種局部腐蝕。穴蝕的特征是機(jī)件金屬表面上聚集著小孔群,呈蜂窩狀或呈分散狀的孔穴。孔穴表面清潔無(wú)腐蝕產(chǎn)物附著,孔穴直徑一般在1mm以上。例如,柴油機(jī)氣缸套外表面上穴蝕小孔直徑為1mm～5mm,最大可達(dá)3Omm,孔深可達(dá)2mm～3mm,嚴(yán)重時(shí)穿透缸壁。船機(jī)零件發(fā)生穴蝕破壞的除柴油機(jī)氣缸套外,還有軸瓦、噴油泵柱塞、螺旋槳槳葉及離心泵葉輪等。機(jī)件穴蝕破壞日益引起人們的關(guān)注,尤其是缸套穴蝕已是船用發(fā)電柴油機(jī)的重要問(wèn)題,引起國(guó)內(nèi)外的重視與研究。1.柴油機(jī)氣缸套穴蝕氣缸套穴蝕是船用中、高速柴油機(jī)普遍存在的嚴(yán)重問(wèn)題。隨著柴油機(jī)的功率增加、強(qiáng)載度的提高和高速、輕型化,氣缸套穴蝕破壞就成為妨礙柴油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的首要問(wèn)題,嚴(yán)重地影響柴油機(jī)的工作可靠性和氣缸套的使用壽命。一般說(shuō)來(lái),船用中速和高速筒狀活塞式柴油機(jī),特別是高速、輕型大功率柴油機(jī),不論是開(kāi)式冷卻還是閉式冷卻,氣缸套都有不同程度的穴蝕。例如12V180、6150等高速柴油機(jī),6300、6250等中速柴油機(jī)。有的柴油機(jī)投入運(yùn)轉(zhuǎn)不久(僅幾十小時(shí)）在氣缸外圓表面就會(huì)出現(xiàn)穴蝕小孔,甚至柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不足千小時(shí)就因缸套穴蝕穿孔而報(bào)廢,此時(shí)缸套內(nèi)表面尚未磨損。而二沖程十字頭式低速柴油機(jī)氣缸套基本不發(fā)生穴蝕破壞。1）穴蝕部位缸套穴蝕發(fā)生在濕式氣缸套外圓表面上,一般集中在柴油機(jī)左右側(cè)方向,特別是承受側(cè)推力最大一側(cè)的偏上方；冷卻水進(jìn)口、水流轉(zhuǎn)向處和水腔狹窄處對(duì)應(yīng)的缸壁上；缸套下部密封圈附近缸壁。穴蝕小孔呈蜂窩狀或呈分散狀,如圖1-2-3所示。圖1-2-3氣缸套的穴蝕缸套冷卻水腔除缸套穴蝕外,不應(yīng)忽視氣缸套和氣缸體材料的差異和材料內(nèi)部的各種電位不均勻性導(dǎo)致的宏觀和微觀電化學(xué)腐蝕。這兩種腐蝕同時(shí)存在或交替進(jìn)行均會(huì)加重缸套的腐蝕。此外,冷卻水(海水或淡水)的水質(zhì)、含氣量、流速等均對(duì)穴蝕有影響。2）氣缸套穴蝕機(jī)理（1）一般穴蝕機(jī)理迄今為止,關(guān)于穴蝕機(jī)理的論述很多,其中較為普遍接受的一種理論認(rèn)為:機(jī)件發(fā)生穴蝕的先決條件是機(jī)件浸于液體中,并與液體有相對(duì)運(yùn)動(dòng),或機(jī)件在液體中受到某種能量的傳遞作用,形成液體中的局部瞬時(shí)高壓或瞬時(shí)高真空。在瞬時(shí)高真空區(qū),液體汽化形成汽泡,或溶于水中的空氣以空泡形式從液體中分離出來(lái)；在另一瞬間形成高壓時(shí),空泡、汽泡被壓縮,泡內(nèi)氣體迅速液化而使泡潰滅,這時(shí)周?chē)后w急速?zèng)_向潰滅處,產(chǎn)生極強(qiáng)的沖擊波作用在金屬表面。頻繁地沖擊,使機(jī)件表面金屬逐漸剝落。與此同時(shí),金屬表面還產(chǎn)生微觀電化學(xué)腐蝕,兩種腐蝕交替進(jìn)行共同作用致使機(jī)件穴蝕破壞。（2）氣缸套穴蝕機(jī)理柴油機(jī)氣缸套外圓表面與氣缸體(或機(jī)體)構(gòu)成冷卻水空間,在狹小的環(huán)形通道中流動(dòng)著淡水或海水。柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),由于缸套和活塞之間的間隙,活塞在側(cè)推力作用下不斷地沖撞著缸壁的左、右側(cè),使氣缸套產(chǎn)生高頻振動(dòng)。缸套高頻振動(dòng)和缸壁的彈性變形使冷卻水空間的容積交替地增大和減小,冷卻水相應(yīng)交替地膨脹與被壓縮。膨脹時(shí)受拉伸作用形成瞬時(shí)低壓,被壓縮時(shí)形成瞬時(shí)高壓。此外,冷卻水進(jìn)口和流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生渦漩使冷卻水通道內(nèi)壓力變化,也會(huì)形成瞬時(shí)高壓或低壓在瞬時(shí)低壓時(shí)產(chǎn)生空泡,瞬時(shí)高壓時(shí)空泡潰滅使缸套外圓表面頻繁受到?jīng)_擊和微觀電化學(xué)腐蝕作用而破壞?；铱阼T鐵氣缸套,在高達(dá)1GPa沖擊力作用下,缸套表面微小局部金屬發(fā)生塑性變形,不斷地作用使金屬疲勞而剝落。此外,缸套振動(dòng)能量的轉(zhuǎn)化、液體間摩擦和空泡破裂時(shí)產(chǎn)生大量的熱,缸套表面局部產(chǎn)生高溫使金屬達(dá)熔化狀態(tài),高壓作用下更易造成金屬破壞,剝落后形成針孔。沖擊波的繼續(xù)作用和電化學(xué)腐蝕使孔穴增大、增多。3）影響缸套穴蝕的因素生產(chǎn)中并非所有的筒狀活塞式柴油機(jī)氣缸套都發(fā)生穴蝕破壞,即使是發(fā)生穴蝕破壞其程度也各不相同。缸套穴蝕與柴油機(jī)的機(jī)型、結(jié)構(gòu)、爆發(fā)壓力、冷卻水腔和冷卻介質(zhì)、柴油機(jī)的工藝參數(shù)等有關(guān)。（1）缸套振動(dòng)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中缸套高頻振動(dòng)是產(chǎn)生穴蝕的根本原因,缸套振動(dòng)強(qiáng)度與以下各點(diǎn)有關(guān)。①活塞與氣缸套之間的配合間隙活塞在氣缸中運(yùn)動(dòng)時(shí),活塞對(duì)氣缸壁的沖擊能量的大小取決于活塞質(zhì)量和活塞在氣缸中橫擺時(shí)的速度。活塞質(zhì)量固定不變,但速度隨著活塞與缸套之間的配合間隙的增加而增大。所以,活塞對(duì)缸壁的沖擊能量取決于活塞與缸套的配合間隙。配合間隙大,活塞橫擺加速度大,沖擊缸壁能量大,則缸套振動(dòng)增強(qiáng)。例如,12V180G型高速柴油機(jī)的鑄鋁活塞頭部與氣缸套配合間隙為0.9mm,缸套穴蝕嚴(yán)重。當(dāng)改用線膨脹系數(shù)小的鍛鋁（LD3）活塞時(shí),配合間隙減小到0.7mm,穴蝕明顯減小。又如4105型高速柴油機(jī)采用鋁活塞時(shí),與缸套冷態(tài)配合間隙為0.52mm,缸套振動(dòng)加速度為58g(g一重力加速度),柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)30h,缸套外圓表面產(chǎn)生1mm深的穴蝕小孔。改為鑄鐵活塞時(shí)冷態(tài)間隙為0.15mm,缸套振動(dòng)加速度為23g,缸套振動(dòng)減弱。改變活塞材料雖然降低穴蝕,但會(huì)使活塞慣性力增加產(chǎn)生其它問(wèn)題。②缸套剛度缸套剛度直接影響缸套的振動(dòng)。剛度大,受活塞沖擊時(shí)變形小,振動(dòng)小,可有效地防止穴蝕。缸套剛度除與其材料有關(guān)外,還與缸套壁厚和縱向支承跨距有關(guān)。缸壁厚度增加,支承跨距縮短,缸套剛度增大。柴油機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)缸套壁厚δ與和缸徑D之比有一定選取范圍:高速柴油機(jī)δ/D=3.5%～6.8%中速柴油機(jī)δ/D=8%～10%③冷卻水腔結(jié)構(gòu)冷卻水腔通道太窄,水流速度增高,容易產(chǎn)生空泡。柴油機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)要求冷卻水腔內(nèi)水流速度應(yīng)小于2m/s,水腔寬度t=14%D或不小于1Omm,各處均勻一致,水流暢通不形成死水區(qū)和渦流區(qū),有利降低穴蝕。4115型柴油機(jī)把冷卻水腔最窄處由1.5mm增至7mm,大大降低缸套穴蝕。（2)冷卻水溫度與壓力冷卻水溫度過(guò)高將加速腐蝕的進(jìn)程,但也不宜長(zhǎng)期水溫過(guò)低。實(shí)驗(yàn)證明,鋼鐵和鋁等金屬材料在淡水溫度50℃～60℃時(shí)穴蝕嚴(yán)重,隨著水溫的升高,穴蝕破壞減輕。從發(fā)揮柴油機(jī)的效能和降低腐蝕和穴蝕出發(fā),冷卻水腔淡水溫度在80℃～90℃為好。冷卻水壓力高可以抑制空泡的形成,減少穴蝕的發(fā)生。但冷卻水壓力提高將使溫度升高而加速穴蝕。4）防止缸套穴蝕的措施除靠材質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)來(lái)防止和降低穴蝕外,對(duì)船用中、高速柴油機(jī)氣缸套穴蝕,還可采用以下措施:1)缸套外圓表面覆蓋保護(hù)層或強(qiáng)化層。采用鍍鉻、滲氮、噴陶瓷、涂環(huán)氧樹(shù)脂或涂尼龍等工藝使金屬表面與冷卻水隔開(kāi),或使缸套外圓表面強(qiáng)化,可有效地防止電化學(xué)腐蝕與穴蝕。例如l2V180柴油機(jī)缸套外表面鍍鉻,8300柴油機(jī)機(jī)體冷卻水腔表面涂環(huán)氧樹(shù)脂,防腐蝕和防穴蝕效果較好。2)在冷卻水腔內(nèi)安裝鋅塊實(shí)施陰極保護(hù)防止電化學(xué)腐蝕。例如6300、8300型柴油機(jī)氣缸套外表面安裝鋅塊并堅(jiān)持定期更換取得防止穴蝕的良好效果。3)在冷卻水中加入緩蝕劑。例如乳化油緩蝕劑,使在缸套外表面上形成一層較薄的連續(xù)保護(hù)膜,不僅可以防止電化學(xué)腐蝕,而且可以減弱空泡破裂時(shí)的沖擊波對(duì)缸套表面的沖擊作用,從而減輕穴蝕。 在實(shí)踐中防止或減輕穴蝕的方法很多,選用時(shí)必須依具體機(jī)型、結(jié)構(gòu)和產(chǎn)生穴蝕的原因而定,以取得良好預(yù)防效果。2.燃油系統(tǒng)零件的穴蝕柴油機(jī)燃油系統(tǒng)中的高壓油泵柱塞、出油閥、噴油器針閥和高壓油管均有穴蝕發(fā)生。燃油系統(tǒng)中因噴油需要產(chǎn)生瞬時(shí)高壓和瞬時(shí)低壓。噴油時(shí)系統(tǒng)中處于高壓供油,噴油終了會(huì)使系統(tǒng)內(nèi)油壓驟然降低。當(dāng)壓力低于該處溫度對(duì)應(yīng)的燃油蒸發(fā)壓力時(shí),燃油蒸發(fā)形成氣泡,由于周?chē)加蛪毫Ω呋蛴龅较乱粋€(gè)高的燃油壓力波時(shí),氣泡迅速潰滅產(chǎn)生巨大的沖擊波,從而使系統(tǒng)中的零件受到破壞。此外,隨著柴油機(jī)強(qiáng)載程度不斷提高,燃油噴射壓力和噴油率也相應(yīng)提高。高的噴射壓力容易引起二次噴射使柴油機(jī)性能下降,并造成系統(tǒng)的穴蝕。燃油系統(tǒng)中的穴蝕有以下兩種:1）波動(dòng)穴蝕 波動(dòng)穴蝕主要發(fā)生在高壓油管上。燃油系統(tǒng)中的高壓燃油流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生和傳播壓力波,特別是噴射終了時(shí)會(huì)使某些部位壓力變化很大,甚至產(chǎn)生負(fù)壓力波,導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生,高壓時(shí)又使氣泡潰滅產(chǎn)生穴蝕,稱(chēng)為波動(dòng)穴蝕。柴油機(jī)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)波動(dòng)穴蝕較為嚴(yán)重。2）流動(dòng)穴蝕 流動(dòng)穴蝕主要發(fā)生在高壓油泵柱塞螺旋槽附近和噴油器針閥截面變化處。燃油系統(tǒng)中,高壓燃油流經(jīng)通道截面變化處產(chǎn)生強(qiáng)烈節(jié)流,壓力下降并形成氣泡,隨后的壓力升高又使氣泡潰滅而發(fā)生穴蝕,稱(chēng)為流動(dòng)穴蝕。柴油機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)節(jié)流作用增大使穴蝕更加嚴(yán)重。 燃油系統(tǒng)中不適當(dāng)?shù)膲毫Σ▌?dòng)引起穴蝕,而壓力波動(dòng)主要由于卸載不當(dāng)引起。所以目前對(duì)此進(jìn)行大量的研究。例如采用緩沖型出油閥、等壓出油閥、控制節(jié)流和階梯型螺旋槽柱塞、雙錐形針閥等。此外,還對(duì)容易穴蝕部位采用保護(hù)性措施等。3.軸瓦和螺旋槳的穴蝕 高速大功率柴油機(jī)的銅鉛合金薄壁瓦上穴蝕破壞頻繁出現(xiàn)。主要發(fā)生在主軸瓦和曲柄銷(xiāo)軸瓦上油槽和油孔周?chē)?呈小孔群狀。 軸瓦穴蝕也是由于特定條件下流動(dòng)的潤(rùn)滑油產(chǎn)生氣泡和氣泡破滅所致。防止軸瓦穴蝕的措施,目前主要從軸瓦材料的選擇、軸瓦上油槽和油孔的位置及保證潤(rùn)滑油品質(zhì)等方面著手。 螺旋槳槳葉的穴蝕破壞是槳的一種較為嚴(yán)重的破壞形式。主要發(fā)生在槳葉葉背邊緣處,呈蜂窩狀孔穴,成片分布,嚴(yán)重時(shí)使槳葉邊緣爛穿。槳葉穴蝕亦是空泡作用的結(jié)果。當(dāng)螺旋槳在水中旋轉(zhuǎn)時(shí)水流從葉背流過(guò),水流速度增大而壓力下降,葉面的水流速度減小壓力增大。螺旋槳轉(zhuǎn)速越高,葉背處水流速度越快,壓力下降越大,當(dāng)達(dá)到該處水溫下汽化壓力時(shí)水汽化生成汽泡,隨后汽泡移至高壓區(qū)就會(huì)破滅,從而使葉背邊緣遭到破壞。一般采用在槳葉上涂環(huán)氧樹(shù)脂、改進(jìn)槳葉葉型和降低螺旋槳轉(zhuǎn)速等方法來(lái)防止或減輕槳葉穴蝕。氣缸套是柴油機(jī)的重要零件之—。它的內(nèi)圓工作表面的上部是柴油機(jī)燃燒室的組成部分之一，直接受到燃?xì)飧邷?、高壓及腐蝕的作用。同時(shí)，氣缸套的內(nèi)圓表面與活塞組件還存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，承受側(cè)推力和摩擦；氣缸套外圓表面與氣缸體組成冷卻水腔，受到穴蝕等腐蝕作用。所以氣缸套是在惡劣環(huán)境下工作的零件，是柴油機(jī)的易損零件之一。氣缸套的常見(jiàn)損傷形式有：內(nèi)圓工作表面的磨損、擦傷及拉缸；外圓面的穴蝕及裂紋等。1、氣缸套的磨損氣缸套內(nèi)圓表面會(huì)因磨損而產(chǎn)生圓度及圓柱度誤差、直徑增大、磨臺(tái)、擦傷與劃痕等，嚴(yán)重拉缸時(shí)表面還會(huì)產(chǎn)生金屬熔融粘著的現(xiàn)象。這些缺陷的存在會(huì)影響柴油機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，圓度誤差太大時(shí)活塞和氣缸套接觸不緊密造成漏氣；磨臺(tái)可能導(dǎo)致活塞環(huán)的折斷。（1）氣缸套內(nèi)圓表面磨損的檢查為了檢查氣缸套內(nèi)圓表面不均勻磨損情況，應(yīng)沿氣缸套縱向的幾個(gè)部位進(jìn)行測(cè)量，每個(gè)部位的測(cè)量應(yīng)在垂直于曲軸軸心線及平行于曲軸軸心線兩個(gè)方向上進(jìn)行。中、小型四沖程柴油機(jī)筒形活塞式柴油機(jī)如無(wú)測(cè)量用的定位樣板，又缺少說(shuō)明書(shū)等資料時(shí)，可參考以下4個(gè)位置進(jìn)行缸套磨損測(cè)量：1）當(dāng)活塞位于上止點(diǎn)時(shí)，第一道活塞環(huán)所對(duì)應(yīng)的缸壁位置；2）當(dāng)活塞位于行程中點(diǎn)時(shí)，第一道活塞環(huán)所對(duì)應(yīng)的缸壁位置；3）當(dāng)活塞位于行程中點(diǎn)時(shí)，末道刮油環(huán)所對(duì)應(yīng)的缸壁位置；4)當(dāng)活塞位于下止點(diǎn)時(shí)，末道刮油環(huán)所對(duì)應(yīng)的缸壁位置還可根據(jù)氣缸套磨損規(guī)律，應(yīng)在如圖1-2-4所示部位測(cè)量較為合理。其中部位I為活塞處于上止點(diǎn)時(shí)第一道活塞環(huán)所在的位置；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別為第一道活塞環(huán)行程的10％、50％及100％的位置、而部位Ⅴ為距氣缸套下端5～10mm的位置。以上僅是一般的規(guī)定、對(duì)不同結(jié)構(gòu)和不同類(lèi)型柴油機(jī)，可根據(jù)說(shuō)明書(shū)規(guī)定來(lái)測(cè)量。為了使測(cè)量工作方便、迅速以及每次測(cè)量都在問(wèn)—部位，從而減小測(cè)量誤差，便于測(cè)量數(shù)據(jù)的比較，可使用專(zhuān)用樣板在測(cè)量中定位。使用時(shí)將樣板掛在氣缸套的上端面上，樣板緊貼內(nèi)圓表面，如圖1-2-5所示。當(dāng)被測(cè)缸套的圓度或圓柱度超過(guò)或接近表中所列極限值時(shí)，則應(yīng)予以修理。圖1-2-4氣缸套磨損測(cè)量位置圖1-2-5B&W型柴油機(jī)氣缸測(cè)量位置a)測(cè)量位置b)測(cè)量樣板①活塞在上止點(diǎn)，第1環(huán)的中央；②活塞在上止點(diǎn)，第3環(huán)的中央；③活寒在上止點(diǎn)，第5環(huán)的中央；④活塞在上止點(diǎn)后450曲柄轉(zhuǎn)角處，第1環(huán)中央附近；⑤活塞在上止點(diǎn)以下1／3行程處，第1環(huán)中央附近；⑥活塞在注油孔附近；⑦活塞在掃氣口上部附近；⑧活塞在掃氣口中央；⑨活塞在掃氣口下部附近；⑩活塞在下止點(diǎn)第6環(huán)下部附近(用于確定氣缸直徑)。2、氣缸套的裂紋柴油機(jī)氣缸套裂紋損壞雖然比缸套過(guò)度磨損的數(shù)量少,但在大缸徑、強(qiáng)載的中、低速柴油機(jī)的氣缸套中是常見(jiàn)的損壞形式。氣缸套裂紋大多為熱疲勞和機(jī)械疲勞等破壞。引起疲勞裂紋的原因與缸套的結(jié)構(gòu)、材料、毛坯缺陷及維護(hù)管理等有關(guān)。在船上工作條件下往往維護(hù)保養(yǎng)不良管理不當(dāng)是產(chǎn)生裂紋的直接原因。一般來(lái)說(shuō),缸套裂紋總是發(fā)生在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、強(qiáng)度較差和有應(yīng)力集中的部位。常見(jiàn)的缸套裂紋部位主要有:（1）氣缸套冷卻側(cè)裂紋在氣缸套外表面上部支承凸緣的根部多發(fā)生周向裂紋,嚴(yán)重時(shí)擴(kuò)展伸入到缸套內(nèi)表面,即裂穿,甚至整個(gè)圓周上裂紋連通,造成支承凸緣以下部分缸套脫落的嚴(yán)重事故。例如國(guó)產(chǎn)9ESDZ43/82型柴油機(jī)、B&W型高增壓柴油機(jī)氣缸套均有此種損壞。產(chǎn)生裂紋的原因多為設(shè)計(jì)不合理,由于設(shè)計(jì)時(shí)支承力點(diǎn)布置不當(dāng)致使缸套受力后在支承凸緣的根部產(chǎn)生過(guò)大的彎曲應(yīng)力,加上凸緣根部圓角處的應(yīng)力集中,使缸套不可避免的產(chǎn)生裂紋。目前,通過(guò)改變支承力點(diǎn)位置或減小彎矩、增大凸緣根部圓角半徑和控制氣缸蓋螺栓預(yù)緊力等措施均使裂紋情況得到改善。柴油機(jī)氣缸套冷卻水側(cè)因流道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不良使冷卻水流速過(guò)高,局部過(guò)度冷卻引起過(guò)大的熱應(yīng)力,再加上流道圓根處的應(yīng)力集中使缸套冷卻側(cè)上部產(chǎn)生裂紋并向內(nèi)表面擴(kuò)展,造成植套上部縱向裂紋。此外,如果二沖程柴油機(jī)氣缸套有內(nèi)鑄冷卻水管,會(huì)產(chǎn)生縱向裂紋,甚至裂穿至內(nèi)表面。這是由于鑄造缸套時(shí)內(nèi)鑄冷卻水管與氣缸套之間熔合不良或因冷卻水壓力波動(dòng),也可能因冷卻水處理不佳發(fā)生腐蝕等導(dǎo)致。（2）氣缸套內(nèi)表面裂紋二沖程柴油機(jī)氣缸套內(nèi)表面上部縱向裂紋或龜裂嚴(yán)重時(shí)會(huì)擴(kuò)展到冷卻側(cè)。當(dāng)缸套冷卻水側(cè)結(jié)垢較厚或有死水區(qū)時(shí),會(huì)使缸套局部過(guò)熱產(chǎn)生裂紋或者是過(guò)大交變熱應(yīng)力引起的熱疲勞裂紋。裂紋始于缸套內(nèi)表面,經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后裂穿。另外,如果燃油粘度過(guò)高,噴射壓力較大,使燃油噴射距離加長(zhǎng),熾烈的火焰侵襲缸套內(nèi)表面造成局部過(guò)熱亦使缸套上部產(chǎn)生裂紋。氣缸套排氣口附近裂紋是由于排氣溫度過(guò)高,排氣口附近金屬過(guò)熱所致。拉缸使內(nèi)表面產(chǎn)生縱向裂紋,氣口處產(chǎn)生裂紋。3、拉缸在活塞環(huán)、氣缸套和活塞工作表面上，沿著活塞運(yùn)動(dòng)方向，出現(xiàn)條紋狀損傷，細(xì)看時(shí)能看出熔融的粗糙表面，大多數(shù)情況下伴有暗紅、發(fā)藍(lán)等顏色的損傷時(shí)，就可以判斷氣缸套產(chǎn)生了拉缸。拉缸是柴油機(jī)制造、修理試車(chē)及運(yùn)行中常易出現(xiàn)的事故，強(qiáng)載柴油機(jī)上這種情況尤其嚴(yán)重。拉缸時(shí)的磨損率很高，可達(dá)正常磨損率的幾十倍，甚至幾百倍。拉缸嚴(yán)重時(shí)，會(huì)產(chǎn)生咬缸，繼而造成嚴(yán)重的機(jī)損事故。拉缸多發(fā)生在磨合階段，但也有在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后發(fā)生的。如在運(yùn)行中出現(xiàn)下列情況，就可能出現(xiàn)拉缸．必須慢慢地停車(chē)檢查。1)運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音不正常，如發(fā)出“咄咄”、“答答”聲等。2)車(chē)速下降或自動(dòng)停車(chē)，曲柄箱或掃氣箱冒煙。3)排氣、冷卻水和潤(rùn)滑油溫顯苦提高。(1)拉缸的原因“拉缸”實(shí)質(zhì)上就是粘著磨損，氣缸套與活塞環(huán)之間出于油膜減薄或被破壞，在高壓力作用下，熾熱的摩擦引起材料的顯微熔化、粘著，并與其周?chē)|(zhì)點(diǎn)扯斷。輕微的拉缸很難與磨料磨損區(qū)別，只是磨損量大一點(diǎn)而已。再重一點(diǎn)，由于粘著磨損產(chǎn)生塑性變形，常常露出新的金屬表面，因此，磨損表面持別光亮；在磨損大的情況下，滑動(dòng)表面可以看到傷痕，開(kāi)始是幾條細(xì)紋，以后傷痕溝紋越來(lái)越多，而且越來(lái)越大，最后摩擦面熔融粘成粗糙的表面，出現(xiàn)咬缸，使柴油機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。同樣，活塞裙部和氣缸套工作表面也會(huì)因油膜遭到破壞而粘著。四沖程柴油機(jī)拉缸多出現(xiàn)在活塞位于上止點(diǎn)位置時(shí)第一道活塞環(huán)附近，而二沖程柴油機(jī)在排氣口附近易出現(xiàn)拉缸。引起拉缸的因素是多方面的，往往是幾個(gè)因素的綜合，但最根本的一點(diǎn)是油膜過(guò)薄。而油膜過(guò)薄的原因不外乎兩個(gè)方面：一是供油狀況不佳，難以形成足夠的油膜；二是竄氣或過(guò)大的局部壓力破壞了正常的油膜。在實(shí)際運(yùn)行中，引起拉缸的因素有：1)活塞環(huán)和氣缸套表面粗糙度及精度配合不當(dāng)；或不均勻磨料磨損處，兩者不能完全吻合，引起過(guò)大的局部接觸壓力。前者使柴油機(jī)在磨合期易引起拉缸，后者在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后易引起拉缸。2)導(dǎo)板間隙過(guò)大，活塞部件安裝不正，引起活塞和氣缸套過(guò)度磨損并產(chǎn)生過(guò)熱，使機(jī)件變形增加，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生變形不均勻現(xiàn)象，都能引起拉缸。例如，某輪主機(jī)(筒形活塞柴油機(jī))在修船后的試車(chē)中，第5缸和第1缸先后發(fā)生拉缸。從活塞和氣缸套間的間隙數(shù)據(jù)(見(jiàn)表1-2-2)中可以看出，間隙在前后方向上出現(xiàn)零值，說(shuō)明活塞運(yùn)動(dòng)裝置對(duì)中不良，以致產(chǎn)生拉缸。表1-2-2活塞和氣缸套間隙測(cè)量記錄(mm)缸號(hào)第1缸第5缸缸號(hào)第1缸第5缸測(cè)量部位前后前后測(cè)量部位前后前后上止點(diǎn)上0.510.840.460.91上止點(diǎn)上0.690.670.700.64下0.3300.310下0.200.150.2803)氣缸套、活塞組件裝配間隙過(guò)大或過(guò)?。g隙過(guò)大，不僅竄氣嚴(yán)重，破壞油膜，而且活塞在氣缸套內(nèi)擺動(dòng)大時(shí)，活塞環(huán)外圓工作面的上、下棱緣與氣缸壁接觸，使接觸壓力增大，容易破壞油膜。間隙過(guò)小，使活塞環(huán)出現(xiàn)所謂“機(jī)械粘著”，隨著活塞環(huán)的往復(fù)上、下運(yùn)動(dòng)，環(huán)和氣缸套壁之間可能山現(xiàn)過(guò)大的接觸壓力而粘著，使環(huán)脹死，甚至折斷。4)氣缸套變形。例如封水橡皮圈太粗，使氣缸套裝進(jìn)機(jī)體時(shí)過(guò)緊，引起氣缸套內(nèi)圓表面變形。5)活塞環(huán)折斷。6)操作管理不當(dāng)。例如活塞環(huán)彈力喪失后，未及時(shí)更換，引起竄氣破壞油膜，甚至環(huán)折斷而引起拉缸。五、操作指導(dǎo)1、氣缸套磨損的修理當(dāng)氣缸套磨損量不大,未超過(guò)說(shuō)明書(shū)或標(biāo)準(zhǔn),只是內(nèi)圓表面有輕微拉痕或擦傷時(shí),可在船上由輪機(jī)員自修:（1）輕微拉痕用粗粒度金剛砂磨石或砂紙打磨(與水平成200～300交叉打磨)形成交叉痕跡,拉痕也不必完全除去。（2）較大擦傷和缸套上部的磨臺(tái)可鏜缸消除；當(dāng)擦傷較輕(深度<0.5mm)時(shí)用油石、銼刀、風(fēng)砂輪等手工消除。氣缸套過(guò)度磨損或超過(guò)說(shuō)明書(shū)或標(biāo)準(zhǔn)時(shí),應(yīng)拆下缸套送廠修復(fù),主要方法有:（1）修理尺寸法首先在保證缸套壁厚強(qiáng)度的前提下鏜缸,消除內(nèi)圓表面幾何形狀誤差和表面拉痕、擦傷、磨臺(tái)等,然后依鏜缸后的直徑配制新的活塞組件,恢復(fù)氣缸套和活塞之間的配合間隙。（2）恢復(fù)尺寸法首先鏜缸消除幾何形狀誤差和表面損傷,根據(jù)缸套要求增加的厚度值選用鍍鉻、鍍鐵或鍍鉻加鍍鐵,也可以采用噴涂工藝,恢復(fù)氣缸套原有缸徑和氣缸套與活塞之間的配合間隙。氣缸套修復(fù)后裝機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)前必須進(jìn)行磨合運(yùn)轉(zhuǎn),按說(shuō)明書(shū)或視修理狀況進(jìn)行。2、缸套裂紋的修理裂紋是氣缸套最嚴(yán)重的損傷形式，在柴油機(jī)拆驗(yàn)時(shí)要特別注意檢查。如果已經(jīng)破裂一般情況下是換新缸套。氣缸套的裂紋可以采用波浪鍵扣合法進(jìn)行修復(fù)，在裂紋上裝上螺塞，以加強(qiáng)緊密性，亦可在螺塞上涂上粘結(jié)劑，加強(qiáng)水密性。在裂紋較短的情況下，經(jīng)驗(yàn)船部門(mén)的同意，可在裂紋兩端鉆孔、攻絲、擰入螺塞，以防止裂紋繼續(xù)擴(kuò)展，供臨時(shí)使用。但船舶進(jìn)廠修理時(shí)必須更換氣缸套或裝上波浪鍵。航行中缸套裂紋又無(wú)備件時(shí),可采用封缸措施實(shí)行減缸航行。3、防止拉缸的主要措施（1)保證零件的加工質(zhì)量和柴油機(jī)裝配質(zhì)量。（2)適宜的氣缸套和活塞環(huán)的材料及其良好的組合。根據(jù)試驗(yàn)，在氣缸套、潤(rùn)滑油、活塞環(huán)的各種組合中，活塞環(huán)的材料足一個(gè)主要因素。馬氏體球墨鑄鐵活塞環(huán)抗拉缸性能較好。在活塞環(huán)外圓表面上鍍覆一層5-10μm的錫、鉛、鋅等金屬可加快磨合；噴鉬則可明顯改善抗咬合性能；鍍鉻環(huán)的性能也不錯(cuò)。（3)使摩擦表面具有充分的保油性。如采用多孔鍍鉻或表面采用波紋切削或珩磨加工。某拖輪兩臺(tái)主機(jī)，其中一臺(tái)氣缸套采用了多孔鍍鉻，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，未出現(xiàn)過(guò)拉切，而另一臺(tái)未鍍鉻的柴油機(jī)則經(jīng)常因拉缸而更換活塞環(huán)、氣缸套，圖1-2-6為波紋切削缸套的潤(rùn)滑機(jī)能，波紋切削缸套在實(shí)際中也取得較好的效果。圖1-2-6波紋切削的氣缸套的潤(rùn)滑機(jī)能1-迷宮式密封效應(yīng)與漏氣減少；2-單位面積壓力高，跑合迅速良好；3-潤(rùn)滑油膜保持良好，氣缸套和活塞環(huán)的磨損??；4-氣缸套和活塞環(huán)之間保持充分潤(rùn)滑，不會(huì)引起燒傷；4)改進(jìn)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如筒形活塞環(huán)。這種環(huán)的外圓工作面加工成凸圓形，它不易劃破油膜，且形狀更利于油膜生成?，F(xiàn)在的研究表明，筒形中心有一定偏心時(shí)效果更好。5)進(jìn)行表面強(qiáng)化處理，一方面可以提高耐磨性，另一方面可提高抗咬合性。鍍鉻、離子氮化，以及噴鉬等表面處理均可減少拉缸。6)正確的管理與維護(hù)在航行中，柴油機(jī)一旦發(fā)生拉缸事故，輪機(jī)員應(yīng)沉著冷靜地分析情況，積極設(shè)法采取可行的應(yīng)急措施。根據(jù)拉缸程度、海況、海域或航道情況、柴油機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等按說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)或自行決定應(yīng)急措施。例如，當(dāng)拉缸尚不嚴(yán)重，海面情況不允許停車(chē)檢修或者距目的港（或任何港口）較近時(shí)，可采取簡(jiǎn)單的減缸航行措施；拉缸較為嚴(yán)重——發(fā)生咬缸或自動(dòng)停車(chē)時(shí)，雖距目的港較遠(yuǎn)，但海面平靜，則可停車(chē)吊缸修理；若無(wú)備件，可采用完全減缸航行。五、拓展知識(shí)-------金屬扣合工藝金屬扣合工藝法是利用高強(qiáng)度合金材料制成特殊的連接件把零件損壞處用機(jī)械方法連接起來(lái)，達(dá)到修復(fù)的目的。金屬扣合工藝往往與粘結(jié)方法結(jié)合起來(lái)使用，修復(fù)效果更佳。如缸蓋、機(jī)座、機(jī)架和氣缸體等的裂紋修理均可采用。尤其是鑄鐵件不易采用焊接法修復(fù)，采用扣合工藝更為合適。一、金屬扣合工藝的特點(diǎn)：1．修復(fù)工藝簡(jiǎn)單，成本低。修復(fù)工作一般不受場(chǎng)地限制，可就地施工。2．不破壞原有精度。修復(fù)是在常溫下進(jìn)行，不會(huì)引起機(jī)件變形。3．修復(fù)質(zhì)量可靠。修復(fù)后的機(jī)件具有足夠的強(qiáng)度和良好的密封性。二、金屬扣合工藝法的分類(lèi)1．波浪花鍵扣合法（強(qiáng)固扣合法）適用于有一般強(qiáng)度要求，且壁厚在8～45mm范圍的機(jī)件；2．波浪鍵—螺釘扣合密封法適用于不僅有強(qiáng)度要求，還有密封要求的機(jī)件；3．加強(qiáng)塊扣合法（強(qiáng)密扣合法）適用于承受大載荷，壁厚超過(guò)45mm的厚壁機(jī)件。三、扣合鍵的材料作為金屬扣合工藝的連接件，即扣合健的材料一般要求具有強(qiáng)度高、塑性和韌性好、冷加工硬化性能好的特點(diǎn)。材料冷加工塑性變形后強(qiáng)度大大提高，受熱零件用的扣合健材料膨脹系數(shù)應(yīng)略低于或與零件材料的膨脹系數(shù)相同。一般選用鎳鉻不銹鋼：1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti等，冷變形后強(qiáng)度可提高50%；也可選用普通低碳鋼10、15、20鋼等，冷變形后強(qiáng)度可提高10%—20%。高溫零件可選用含鎳量高并與零件材料膨脹系數(shù)相近的高溫鎳基合金：Ni36、Ni42等，此種材料膨脹系數(shù)與鑄鐵相近，或選用10、15、20鋼。四、金屬扣合工藝的應(yīng)用目前，金屬扣合工藝作為修理裂紋和斷裂的方法被廣泛應(yīng)用，尤其對(duì)于難焊補(bǔ)的鑄鋼件和鑄鐵零件，不允許有變形的零件，是一種最佳修理方法。例如船用主機(jī)、副柴油機(jī)的機(jī)座、機(jī)架、氣缸體、氣缸套和氣缸蓋，各種機(jī)械的殼體和螺旋槳的裂紋修復(fù)均可采用。近年來(lái)金屬扣合工藝與膠粘劑配合使用不僅增大連接強(qiáng)度，而且有利于提高密封性。波浪鍵扣合法這種方法適用于一般強(qiáng)度要求的機(jī)件的修復(fù)，機(jī)件厚度在8～45mm左右。其實(shí)質(zhì)是在垂直于機(jī)件裂紋或折斷面的方向上加工出具有一定形狀和尺寸的波形槽，把由特殊合金材料或10、15、20鋼制成的形狀和尺寸與波形槽相吻合的波浪鍵嵌入。在常溫下鉚擊波浪鍵，使其產(chǎn)生變形而充滿(mǎn)槽腔。借波浪鍵的凸緣與波形槽的凹洼互相扣合，將損壞的機(jī)件重新牢固地機(jī)械連接為一體，如圖1-2-7所示。為使裂紋兩端應(yīng)力能夠分散，可在裂紋兩端鉆止裂孔。圖1-2-7用波浪鍵修復(fù)裂紋1-機(jī)件；2-裂紋；3-波浪鍵；4-止裂孔圖1-2-8波浪鍵尺寸波浪鍵形狀和尺寸的確定波浪鍵的尺寸由凸緣部分d，頸部寬度b，凸緣間距l(xiāng)，鍵的厚度t組成，如圖1-2-8所示。波浪鍵的頸部寬度b是基本尺寸，它是根據(jù)被修復(fù)機(jī)件的大小，安裝的可能性和鉚擊是否方便等因素來(lái)確定。通常取b為3～6mm，其它尺寸可按下式確定：凸緣部分：d=（1.4～1.6）b凹緣部分：l=(2～2.2)b波浪鍵厚度：t=(1～1.2)b波浪鍵的凸緣個(gè)數(shù)一般取5、7、9，因?yàn)閷?dāng)中一個(gè)凸緣設(shè)在裂紋上較好。在位置允許的情況下，盡可能采取7或9個(gè)凸緣。為了改善機(jī)件受力情況，長(zhǎng)的和短的波浪鍵最好相間使用，如7個(gè)凸緣的波浪鍵和9個(gè)凸緣的波浪鍵間隔使用。波形槽的形狀、尺寸和間距機(jī)件上的波形槽的尺寸和形狀應(yīng)加工成與波浪鍵一樣，為使波浪鍵能夠嵌入，并且不希望有過(guò)大的鉚擊脹大量，要求槽與鍵的配合間隙為0.1mm，最大不超過(guò)0.2mm。槽的深度T依該處機(jī)件的厚度H而定，一般取T=（0.65～0.75）H，之所以不將槽開(kāi)穿而留有基底（厚度為S），是由于鉚擊波浪鍵時(shí)鍵的背后要有支承，如圖1-2-9所示。波形槽之間距W可按下式計(jì)算W=bT/H（σR/σb+1）式中σR——鉚擊后的抗拉強(qiáng)度，Mpa;σb—機(jī)件的抗拉強(qiáng)度，Mpa.一般取W為30～100mm。圖1-2-9波形槽波浪鍵的加工波浪鍵的毛坯經(jīng)鍛造加工成板狀，板厚等于凸緣尺寸d,板寬略大于波浪鍵的長(zhǎng)度，板長(zhǎng)根據(jù)準(zhǔn)備割成幾條波浪鍵而定，然后依波浪鍵厚度t大小切割顧條料。鍛造和機(jī)械加工后條料要進(jìn)行熱處理，使其塑性增加。對(duì)0Cr18Ni9、1Cr18Ni9等材料的熱處理規(guī)范是加熱到1100～1150oC，水淬。對(duì)10、15、20鋼等材料的熱處理規(guī)范可選用淬火→回火，淬火加熱溫度為Ac3+50～70oC，鹽浴，保溫時(shí)間為1min/mm；以15%NaOH水溶液為冷卻劑淬火；回火溫度為100～200oC，保溫時(shí)間為1h。波浪鍵的最后成形是模壓而成的，將條料放入壓模內(nèi)在壓力機(jī)上冷壓。壓制后一般不再加工，即允許其上下平面有壓制時(shí)的凸峰存在（主要在頸部?jī)蛇叄?，但在修?fù)重要機(jī)件時(shí)則要求刨平。波形槽的加工波形槽的加工方法可根據(jù)機(jī)件大小，拆裝是否方便等因素決定，在大多數(shù)情況下，由于機(jī)件大，拆裝不方便，波形槽的加工只能就地進(jìn)行。使用的工具有普通的風(fēng)鉆、風(fēng)槍?zhuān)约叭舾蓪?zhuān)用工具，如鉆模、鑿子、鉚擊頭等。圖1-2-10所示為加工波形槽用的鉆槽，其中7個(gè)凸緣的直徑為8mm。波形槽的加工順序是先在裂紋或折斷面處鉆一直徑為d（波浪鍵凸緣尺寸）的孔，深度為要求的波形槽深T，然后將鉆模放在上面并使之與裂紋垂直（既未來(lái)的波形槽位置）將直徑為d的定位銷(xiāo)插入。再依鉆模上的孔鉆第二個(gè)孔，鉆后插入第二個(gè)定位銷(xiāo)，使鉆模位置固定下來(lái)。再依次鉆其他孔?？足@好后，用鑿子開(kāi)出中間槽，使各孔連接起來(lái)成為波形槽。加工過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)檢查所加工的尺寸，使之與鍵有正確的配合間隙（0.1～0.2mm），否則鍵與槽配合不當(dāng)，可能引起裂紋增大。圖1-2-10加工波形槽用的鉆槽波浪鍵嵌入波形槽加工完畢后，應(yīng)用壓縮空氣吹凈槽內(nèi)殘留金屬末屑，并用丙酮清洗干凈，再涂粘結(jié)劑（一般用環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑，如果是在高溫下工作的機(jī)件，又有密封要求，則用無(wú)機(jī)粘結(jié)劑）。波浪鍵用丙酮清洗后，嵌入槽內(nèi)，用風(fēng)槍鉚擊。鉚擊時(shí)，先用凸圓鉚擊頭，如圖1-2-11a所示。鉚擊各凸緣中間部分，再用凹圓鉚擊頭鉚擊凸緣邊緣部分。最后以扁平鉚擊頭，如圖1-2-11b所示，鉚擊頸部。鉚擊順序是由鍵的兩端逐個(gè)向中間鉚，鉚擊力量應(yīng)逐漸由強(qiáng)至弱，否則可能使裂紋擴(kuò)大。第一塊波浪鍵鉚擊好后，依上述順序再鉚擊第二塊波浪鍵，第三塊波浪鍵，……，直至全部嵌鉚完畢。圖1-2-11波浪鍵扣合用的鉚擊頭圖1-2-12波浪鍵－螺釘密封法1-機(jī)件；2-波浪鍵；3-密封螺釘；4-原裂紋位置2．波浪鍵――螺釘扣合密封法該方法是以波浪鍵扣合為基礎(chǔ)，沿裂紋或折斷面按順序鉆孔、攻螺紋，將涂了環(huán)氧樹(shù)脂或無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的密封螺釘旋入，如圖1-2-12所示。這種修復(fù)工藝除了可使裂紋或折斷面有密封性外，保證了修復(fù)件具有了一定的強(qiáng)度，可增加機(jī)件的剛性。密封螺釘材料的選擇與波浪鍵選用材料相一致，但在不重要的地方可選用標(biāo)準(zhǔn)螺釘代替。螺釘直徑應(yīng)按兩波浪鍵之間裂紋的長(zhǎng)度來(lái)確定，通常選6～10mm左右，其旋入深度應(yīng)與波形槽的深度大致相等。螺釘密封法的工藝程序是：在每根波浪鍵的兩側(cè)先鉆孔和攻螺紋，鉆孔位置應(yīng)使密封螺釘與波浪鍵凸緣有0.5～1.5mm的重疊。用壓縮空氣吹凈螺紋孔內(nèi)的切屑后用丙酮清洗干凈。在孔內(nèi)填入粘結(jié)劑，將螺釘逐個(gè)旋入螺紋孔。密封螺釘之間應(yīng)有0.5～1.5mm的重疊。密封螺釘全部旋入后，用砂輪修平螺釘上平面。3．加強(qiáng)塊扣合法在工作中要承受高載荷，且壁厚超過(guò)45mm的機(jī)件，單用波浪鍵修復(fù)難以保證可靠的修理質(zhì)量，需用加強(qiáng)塊扣合法進(jìn)行修復(fù)。它是在垂直于裂紋或折斷面的方向上加工出矩形空穴，嵌入相應(yīng)尺寸和形狀的矩形高強(qiáng)度合金鋼加強(qiáng)塊。然后在加強(qiáng)塊與機(jī)件本體的結(jié)合線上加工出連續(xù)的圓銷(xiāo)孔（圓銷(xiāo)孔的中心在結(jié)合線上），在圓銷(xiāo)孔中逐個(gè)嵌塞并鉚擊用波浪鍵相同合金材料制成的短圓柱銷(xiāo)。圓柱銷(xiāo)的一半嵌在加強(qiáng)塊上，一半嵌在機(jī)件上，使矩形加強(qiáng)塊與機(jī)件本體牢固結(jié)合，使載荷能分布到更多的面積上和更遠(yuǎn)離裂紋或折斷面的地方，如圖1-2-13所示。必要時(shí)在加強(qiáng)塊的主要受力方向上再用波浪鍵對(duì)加強(qiáng)塊和機(jī)件進(jìn)行扣合，如圖1-2-14所示。采用加強(qiáng)塊扣合法必須對(duì)機(jī)件工作時(shí)承受的載荷大小、方向、性質(zhì)和安置加強(qiáng)塊的可能性進(jìn)行分析，才能確定加強(qiáng)塊的形狀、大小、數(shù)量和合適的材料。圖1-2-13矩形加強(qiáng)塊扣合1-機(jī)件；2-短圓柱銷(xiāo)；3-矩形加強(qiáng)塊；4-波浪鍵；5-裂紋圖1-2-14加強(qiáng)塊扣合時(shí)用波浪鍵加強(qiáng)1-工件；2-裂紋；3-短圓柱銷(xiāo)；4-矩形加強(qiáng)塊5-波浪鍵4．塑性變形修復(fù)法塑性變形修復(fù)法是利用金屬或合金的塑性，在一定外力作用下改變或恢復(fù)零件的原有幾何形狀和尺寸的修復(fù)方法。塑性變形修復(fù)法實(shí)質(zhì)上是一般壓力加工的方法，只不過(guò)壓力加工的對(duì)象不是零件毛坯，而是失效的零件。如磨損、變形的零件。1）修復(fù)磨損的零件利用塑性變形修復(fù)磨損的零件是將零件非工作部位的部分金屬轉(zhuǎn)移到零件磨損的工作部份上以恢復(fù)零件工作表面的原有尺寸。所以，此種方法不僅改變了零件的形狀、尺寸而且也改變了金屬的機(jī)械性能和組織結(jié)構(gòu)。對(duì)于含碳量低于0.3%的未經(jīng)熱處理和碳鋼零件或有色金屬（或合金）零件進(jìn)行塑性變形修復(fù)時(shí)可不加熱；對(duì)于含碳量大于0.3%的碳鋼或合金鋼零件，因其塑性低，變形阻力大而需要加熱后進(jìn)行塑性變形修復(fù)。常采用的方法主要有鐓粗法、擠壓法和擴(kuò)張法。2）修復(fù)變形零件零件在長(zhǎng)期使用中，由于受到彎曲、扭轉(zhuǎn)等作用產(chǎn)生變形，例如柴油機(jī)曲軸的彎曲變形，連桿的彎曲、扭轉(zhuǎn)和平面方向的彎曲變形見(jiàn)圖1-2-15件在長(zhǎng)期的使過(guò)程中，由于受到機(jī)械碰撞而引起變形，如船舶螺旋槳槳葉打在纜繩或礁石上而使槳葉彎曲變形。零件產(chǎn)生的變形只要得到校正仍然可以繼續(xù)使用。因此，生產(chǎn)中常采用冷校法、熱校法、加熱—機(jī)械校直法等進(jìn)行修復(fù)，根據(jù)零件的變形程度選用。修理前，對(duì)于零件的變形部位和程度應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)予以確定。圖1-2-15連桿變形冷校法對(duì)于材料塑性較高和尺寸較小的零件可以選用冷校法。冷校法是基于反變形原理，即使零件變形部位發(fā)生相反的變形。由于彈性變形使反變形減小，所以反變形應(yīng)較原變形適當(dāng)增大，達(dá)到變形消失，恢復(fù)零件原有形狀的目的。敲擊法用錘子敲擊零件變形使的背面，使發(fā)生反向變形。根據(jù)零件材料、形狀、尺寸及變形程度選用木槌、銅錘或鐵錘和錘擊力度。敲擊時(shí)，不可在一處多次敲擊，而應(yīng)移動(dòng)地敲擊，每處敲擊3～4次。此法校正變形穩(wěn)定，并且對(duì)于零件的疲勞強(qiáng)度影響不大。例如，小型曲軸的彎曲變形采用敲擊法進(jìn)行校直。用鐵錘敲擊曲柄臂內(nèi)側(cè)，使變形的曲軸軸線發(fā)生變化達(dá)到校直的目的，如圖1-2-16槳葉變形不大時(shí)亦可用此法校正。機(jī)械校直法（或稱(chēng)靜載荷法）在一般壓床或?qū)Ｓ脵C(jī)床上進(jìn)行校直，適用于彎曲變形不大的小型軸類(lèi)零件。例如小型曲軸校直，在曲軸兩端或彎曲部位附近的兩個(gè)主軸頸處支承曲軸，并將彎曲凸面朝上，用壓力機(jī)或千斤頂作用使之反向變形，且比原彎曲量大10～15倍，保持壓力1min～2min后卸載。如此施壓數(shù)次可使曲軸較直，如圖1-2-17正變形不大的螺旋槳槳葉。此法校直后的零件內(nèi)存殘余應(yīng)力，采用低溫退火也難以完全消除，會(huì)在以后的使用中再度彎曲變形。由于校直后軸上截面變化處（如過(guò)渡圓角）塑性變形較大，產(chǎn)生殘余應(yīng)力較大，降低了軸的疲勞強(qiáng)度。熱校法利用金屬材料的熱脹冷縮的特性校正變形零件。在軸的彎曲凸面進(jìn)行局部快速均勻加熱，因受熱膨脹，使軸的兩端向下彎曲，即軸的彎曲變形增大。當(dāng)冷卻時(shí)，受熱部分收縮產(chǎn)生相反方向彎曲變形，從而達(dá)到校正變形的目的。圖2-15所示出軸的熱校直。加熱校直曲軸時(shí)，采用氧—乙炔焰或噴燈，在最大彎曲變形的軸頸的1/6～1/3圓周上加熱，加熱溫度達(dá)250oC～550oC。自最大彎曲處向兩端減溫加熱。加熱后保溫緩冷達(dá)室溫時(shí)檢測(cè)彎曲變化。一般經(jīng)數(shù)次加熱才能校直。此法適用彎曲變形較大的零件，并且對(duì)操作水平和經(jīng)驗(yàn)要求高。 圖1-2-16敲擊法校直曲軸a’b’、c’d’－校直前主軸線位置；ab、cd-校直后主軸頸軸線位置圖1-2-17機(jī)械校直曲軸V形鐵；2-曲軸；3-壓力機(jī)4-銅片叵銅或鉛皮；5-百分表；6-平臺(tái)圖1-2-18加熱校直軸類(lèi)零件加