氣缸套高頻振動(dòng)是柴油發(fā)電機(jī)產(chǎn)生穴蝕的根本原因 導(dǎo)讀：發(fā)生穴蝕破壞的除了柴油發(fā)電機(jī)氣缸套零件外，還有軸瓦、噴油泵注塞、螺旋槳槳葉及離心泵葉輪等。機(jī)件穴蝕破壞問(wèn)題日益引起人們的關(guān)注，尤其是缸套穴蝕已是柴油發(fā)電機(jī)的重要問(wèn)題，引起國(guó)內(nèi)外的重視與研究。氣缸套穴蝕是柴油發(fā)電機(jī)普遍存在的嚴(yán)重問(wèn)題。隨著柴油發(fā)電機(jī)的功率增加、強(qiáng)載度提高和高速、輕型化，氣缸套穴蝕破壞就成為妨礙柴油發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的首要問(wèn)題，嚴(yán)重地影響柴油發(fā)電機(jī)的工作可靠性和氣缸套的使用壽命。 一般說(shuō)來(lái)，高速、輕型大功率柴油發(fā)電機(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。有的柴油發(fā)電機(jī)投入運(yùn)轉(zhuǎn)不久(僅幾十小時(shí))就會(huì)在氣缸套外圓表面上出現(xiàn)穴蝕小孔，甚至柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不足千小時(shí)缸套就因穴蝕穿孔而報(bào)廢，此時(shí)缸套內(nèi)表面尚未磨損。二沖程十字頭式低速柴油發(fā)電機(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，一般集中在柴油發(fā)電機(jī)的左右側(cè)方向，特別是承受側(cè)推力 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。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)部的各種電化學(xué)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)，液體汽化形成氣泡，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、氣泡被壓縮，泡內(nèi)氣體迅速液化而使氣泡潰滅，這時(shí)周圍液體急速?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) 柴油發(fā)電機(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。柴油發(fā)電機(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)生氣泡，瞬時(shí)高壓時(shí)氣泡潰滅，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。 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發(fā)電機(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。缸套穴蝕與柴油發(fā)電機(jī)的機(jī)型、結(jié)構(gòu)、爆發(fā)壓力、冷卻水腔和冷卻介質(zhì)、柴油發(fā)電機(jī)的工藝參數(shù)等有關(guān)。 1）缸套振動(dòng)。柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中氣缸套高頻振動(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配合間隙的大小。配合間隙大，活塞橫擺加速度大，沖擊前壁能量大，則缸套振動(dòng)增強(qiáng)。（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)缸套變形小，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的大小有關(guān)，缸壁厚度增加，支承跨距縮短，缸套剛度增大。氣缸套與氣缸體(機(jī)體)之間的配合間隙對(duì)缸套的剛度亦有影響。如果柴油發(fā)電機(jī)缸套與缸體鑄成一體，缸套剛度增大，可有效地防止穴蝕。（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。柴油發(fā)電機(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為14%D (D為氣缸套內(nèi)徑)或不小于10mm，各處均勻一致，水流暢通不形成死水區(qū)和渦流區(qū)，有利于降低缸套穴蝕。柴油發(fā)電機(jī)把冷卻水腔窄處由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)表明，鋼鐵和鋁等金屬材料在淡水溫度為50～60oC時(shí)穴蝕嚴(yán)重，隨著水溫的升高，穴蝕破壞減輕。從發(fā)揮柴油發(fā)電機(jī)的效能和降低腐蝕、穴蝕出發(fā)，冷卻水腔淡水溫度在80～90oC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其溫度升高而加速穴蝕。 4．防止缸套穴蝕的措施 除從材料和結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)來(lái)防止和降低缸套穴蝕外，對(duì)柴油發(fā)電機(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。 （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；例如柴油發(fā)電機(jī)氣缸套外表面安裝鋅帶并堅(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；例如乳化油緩蝕劑或被膜緩蝕劑，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)缸套外表面的沖擊作用，從而減輕穴蝕。 結(jié)論：在實(shí)踐中防止或減輕穴蝕的方法很多，選用時(shí)依具體機(jī)型、結(jié)構(gòu)和產(chǎn)生穴蝕的原因而定，以取得良好效果。

提高柴油發(fā)電機(jī)接地系統(tǒng)重視是保證人員操作的關(guān)鍵因素 柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)不同的市電供電網(wǎng)絡(luò)，雖然柴油發(fā)電機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，但是其接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)范，再則山于許多柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)地接地設(shè)計(jì)并沒(méi)有完全由專業(yè)的供電管理部門的監(jiān)督管理，致使在實(shí)際的應(yīng)用中，使柴油發(fā)電機(jī)的接地系統(tǒng)正確設(shè)計(jì)往往被忽略。如何做好柴油發(fā)電機(jī)的系設(shè)計(jì)和施工，是值得我們注意的問(wèn)題，往往大家在實(shí)際工作中， 并沒(méi)有對(duì)此問(wèn)題予以高的重視。因?yàn)楦饔孟到y(tǒng)運(yùn)行的時(shí)間和機(jī)會(huì)都有限，所以由此而產(chǎn)生的問(wèn)題會(huì)少，但是我們也并不能因此而認(rèn)為已經(jīng)做得沒(méi)問(wèn)題了。如國(guó)接地系統(tǒng)處理不當(dāng)可能會(huì)造成設(shè)備的損壞和人員傷害的風(fēng)險(xiǎn)。如何保證提供的供電服務(wù)是合格的電源，在各種狀況下不會(huì)對(duì)客戶造成威脅，其中接地系統(tǒng)的正確設(shè)計(jì)和施工是非常值得考慮的。接地系統(tǒng)的一個(gè)龐大的系統(tǒng)，我們這里不討論如何做接地網(wǎng)，這個(gè)一般是由大樓設(shè)計(jì)方負(fù)責(zé)完成的。如果你是一個(gè)小型電站的承包方，那么這一點(diǎn)也是你應(yīng)該考慮的。本文主要介紹發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)與接地網(wǎng)之問(wèn)的連接。接地其實(shí)分為系統(tǒng)接地和設(shè)各接地，設(shè)備接地就是把發(fā)電機(jī)的外殼、底座與接地網(wǎng)用軟電纜或柔性銅排與接地網(wǎng)進(jìn)行連接，確保外殼與地網(wǎng)之間等電位，在系統(tǒng)發(fā)生接地的時(shí)候不會(huì)對(duì)人身造成威脅，沒(méi)備的接地要可靠，而且 有多處進(jìn)行可靠連接。系統(tǒng)接地時(shí)指發(fā)電機(jī)組中性點(diǎn)與地網(wǎng)之間的連接。低壓發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的接地比較簡(jiǎn)單，GB14050將接地方式分為TN、TT、TI三種接地方式 TN系統(tǒng) 電源端有一個(gè)直接接地，電氣裝置的外露導(dǎo)電部分通過(guò)保護(hù)中性導(dǎo)體或保護(hù)導(dǎo)體連接到此接地點(diǎn)。根據(jù)中性導(dǎo)體和保護(hù)導(dǎo)體的組合情況，TN糸統(tǒng)的型式有以下三種： 1、在實(shí)際應(yīng)用中，市電提供的三相五線制的接線方式就是這種接法。 2、如果系統(tǒng)中采用的三相些線制接法，PEN合并在一起，則屬十此類解法。 3、TT系統(tǒng)電源端有一點(diǎn)直接接地，電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分直接接地，此接地點(diǎn)在電氣上獨(dú)立于電源的接地點(diǎn)。 TI系統(tǒng)電源端的帶電部分不接地或有一點(diǎn)通過(guò)阻抗接地，電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分直接接地。以上的接地系統(tǒng)方式也適用于低壓發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，但是由于存在發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和市電供電兩個(gè)系統(tǒng)，所以如何選擇作接地則成為一個(gè)認(rèn)真對(duì)待。如果市電供電系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的換采用了4極ATS，那么可以認(rèn)為這是兩個(gè)獨(dú)立電力系 統(tǒng)，其接地應(yīng)該各自單獨(dú)考慮，無(wú)論是采用三相四線還是三相五線的配電方式，發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)要與地網(wǎng)進(jìn)行還接。除非供電方式采用的TI系統(tǒng)。 當(dāng)市電供電系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的切報(bào)采用了3極ATS，一般這時(shí)發(fā)電機(jī)的接地由市電側(cè)提供，發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)在就地不要與地網(wǎng)進(jìn)行連接，其只能通過(guò)巾電側(cè)的N線接地，注意在市電設(shè)備檢修的時(shí)候不要斷開(kāi)市電N線與地網(wǎng)的連接，否則會(huì)造成各用電源系統(tǒng)在接地?cái)嚅_(kāi)的情況下運(yùn)行：許多安裝人員對(duì)于接地系統(tǒng)的重要性認(rèn)識(shí)不足，且不知道如何處理接地問(wèn)題。發(fā)電機(jī)廠家一般都提供發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)，有的中性點(diǎn)出廠時(shí)就與外殼連接，有的則沒(méi)有連接，出于懸空狀態(tài)，在發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的施工過(guò)程中一定要咨詢甲方的工程技術(shù)人員明確系統(tǒng)的接地方式，按照施工圖紙進(jìn)行接地處理。 如果發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)沒(méi)有接地和引出，則無(wú)法提供單相負(fù)荷的正確使用，誤將沒(méi)有N線的電源接入單相負(fù)載，則可能造成設(shè)備的損壞。在3極ATS的應(yīng)用中，如果市電己經(jīng)提供了系統(tǒng)接地，那么柴油發(fā)電機(jī)內(nèi)部的接地就要取消，否則會(huì)造成多點(diǎn)接地，會(huì)在發(fā)生相接地障時(shí)影響系統(tǒng)的接地保戶動(dòng)作。 本文簡(jiǎn)單介紹了低壓系統(tǒng)的接地，旨在幫助大家提高對(duì)實(shí)際工作中遇到的接地系統(tǒng)重視，如果有任何疑問(wèn)一定要與客戶進(jìn)行交流，不可在故意回避接地問(wèn)，因?yàn)橄到y(tǒng)接地是涉及系統(tǒng)運(yùn)行中涉及到設(shè)備可靠運(yùn)行和人員操作的關(guān)鍵因素。