Modern büyük dizel motorların ekonomik çalışması, dizel motorların gücünü yaklaşık %30 oranında artırabilen egzoz gazı turboşarjlarına dayanır. MAN şirketi, yüksek güçlü dizel motorlarda turboşarjlara olan talebi karşılamak için, dizel motorlar ve turboşarjların bağımsız üretimindeki deneyimine dayanarak en son geliştirme başarılarından ve üretim teknolojilerinden faydalanarak, dizel motorlara uygun TCA serisi turboşarjları geliştirdi. gücü 5400 ila 30000 kW arasında değişen dizel motorlar.
Bir kurtarma gemisi, 7200kW × 2 gücünde iki adet MAN6L48/60CR elektronik yakıt enjeksiyonlu dizel motorla donatılmıştır ve her ana motor bir adet TCA55-42W turboşarjla donatılmıştır. Kısa süreli çalışma sırasında turboşarj rotorunun maksimum hızı 19800 dev/dak'dır ve sürekli çalışma sırasında rotorun maksimum hızı 19400 dev/dak'dır. Maksimum takviye basıncı 4 bar'a ulaşabilir ve egzoz türbininin izin verilen maksimum emme sıcaklığı 600 derecedir.
Bir gün gemi normal seyir halindeyken, makine dairesi kontrol panelindeki sağ ana makine izleme bilgisayarı aniden "türbin diski soğutma hava basıncı düşük" alarmını verdi ve sağ ana motor üzerindeki yükün azaltılması talebini tetikledi. Görevli mühendis bu durumu derhal köprüüstüne bildirmiş olup, sağ ana motorun çalışması için %50 yükün altına düşürülmesi gerekmektedir. Bildirimin ardından sürücü, hemen sağ ana motorda yük azaltma işlemi gerçekleştirdi. Bu anda mühendis, kontrol panelinin sağ ana izleme bilgisayarında bulunan sessiz alarm sıfırlama düğmesine basar ve turboşarj türbin diskinin düşük hava soğutma basıncı alarmı kaybolur.
Daha sonra ana motor turboşarjının kullanım kılavuzuna başvuruldu. Kılavuz, ana motor turboşarjı türbin diskinin maksimum yükünün, herhangi bir takviye havası soğutması olmadan %70'i geçemeyeceğini şart koşuyordu (üretici, izleme bilgisayarı programında turboşarj hızına karşılık gelen turboşarj türbin diskinin soğutma basıncını ayarlar. Soğutma basıncı bir kez belirlendiğinde). sapma ayarlanan değer ± 50mbar'dan büyükse, turboşarj hızının 11600 dev/dak'ya eşit veya daha büyük olması ve turboşarj türbininin olması koşuluyla alarm 60 saniyelik bir gecikmeden sonra tetiklenecektir. disk soğutma basıncı izleme etkinleşecektir). Ancak kılavuz, turboşarj türbin diskine yönelik düşük soğutma hava basıncı alarmının nedenini özel olarak belirtmedi.
Turboşarj türbin diskinin soğutma sistemi şemada gösterilmiştir.
Diyagramdan, turboşarj türbin diski soğutma sisteminin esas olarak türbin diski soğutma havası emme borusu 2 (8), soğutma borusu basınç sensörü 4, soğutma basıncı sensörü emme borusu 3 ve ana bilgisayar kontrol sisteminden oluştuğu görülebilir. 5.
Ana motordaki turboşarj diskinin hava soğutma basıncının düşük olmasının ana nedenleri şunlardır: (1) Soğutma borusunun basınç sensörü hasar görmüş ve bu da yanlış alarmlara neden olmuştur; (2) Soğutma borusu basınç sensörünün emme borusundan hava sızdırarak basınç sensörünün düşük basınç hissetmesine neden oldu; (3) Soğutma borusu sızıntısı düşük soğutma basıncı alarmına neden olur.
Gemi yanaştıktan sonra, motor sorumlusu ilk olarak sol ve sağ ana motor güçlendiricilerin soğutma borusu basınç sensörleri üzerinde bir kalibrasyon testi gerçekleştirdi. Sol ve sağ basınç sensörlerinin test değerleri aynıydı ve basınç sensörü arızası dışlandı. Daha sonra sağ ana motorun soğutma borusu sensörünün emme borusunda inceleme yapıldı ve boru hattının herhangi bir hava kaçağı olmadan normal olduğu tespit edildi.
Soğutma borusu giriş borusu iki kısma ayrılmıştır: iç ve dış kısımlar. Türbin diskinin dış tarafındaki soğutma havası emme borusunun incelenmesi kolaydır, iyi bağlanmıştır ve hava sızıntısı olasılığı yoktur. Daha sonra motor sorumlusu, sağ ana motor turboşarjının egzoz gazı giriş odasındaki türbin diskinin soğutma borusunu söküp inceledi. Egzoz gaz odasındaki türbin diskinin soğutma giriş borusunun dik açılı dirseğindeki dişli manşon bağlantısının, soğutma kökündeki kırık soğutma borusu bağlantısıyla birlikte düşerek nozul halkasına sıkıştığı tespit edildi. boru.
Güvenlik nedeniyle, sol ana motor turboşarjı türbin diskinin hava soğutma borusu üzerinde de bir inceleme yapıldı ve sol ana motor turboşarjı türbininin emme odasındaki hava soğutma manşonunun cıvatalarının sadece gevşek olduğu ve hasar görmemiş.
Yukarıda belirtilen arızalar meydana geldiğinde gemi fabrikadan çıkalı 1 yıldan az olmuş, sol ve sağ ana makinalar 1000 saatten fazla süredir çalışıyor ve garantisi devam ediyor demektir. Gemi yönetim personeli, yukarıdaki durumu derhal filo bakım amirine ve ana makine servis sağlayıcısına bildirdi. Geri bildirimleri aldıktan sonra, ana motor üreticisi büyük önem verdi ve ilgili servis sağlayıcılarını sağ ana motor emme manşonu grubunu değiştirmeleri ve sol ana motor turboşarjı hava soğutma manşonunu yeniden sıkmaları için gönderdi. Ayrılan türbin diski hava soğutma borusu bileşeni, nozül halkası tarafından tıkandı ve turboşarjın egzoz türbini rotor ucuna girmedi, bu da ciddi mekanik kazalara neden olmadı.
Ayrılan parçanın çapı, nozul halkasının hava çıkış kanalının açıklığından daha küçük olduğunda, ayrılan parça türbin kanatlarına girer, bu da kanatlara zarar verebilir ve hatta turboşarjın tamamını kullanılamaz hale getirerek önemli kayıplara neden olabilir.
Dişli bağlantılar, uygunsuz malzeme ve montajın yanı sıra gerilim gevşemesi nedeniyle yüksek sıcaklıklarda arızalanmaya eğilimlidir. Cıvataların yüksek sıcaklıklarda gerilme gevşemesi tipik bir gevşeme olgusudur. Bu gemideki türbin diskinin hava soğutma borusunun orta köşesi dişli bir manşonla bağlanmıştır. Bağlı diş gevşediğinde, gevşek dişli manşonun titreşimi, ana motor titreşiminin ve gaz darbe titreşiminin iletimi altında yoğunlaşacaktır. Trakeanın içinde dolaşan basınçlı hava soğutulurken, trakeanın dış kısmı yüksek sıcaklıktaki egzoz gazı akışı erozyonuna maruz kalır, bu da sadece termal strese değil aynı zamanda türbin diski soğutma tüpünde titreşimli strese de neden olur.
Turboşarj diskinin hava soğutma borusunun hasar görmesinden yola çıkarak bu arızanın nedeninin, sağ ana motorun turboşarj diskinin hava soğutma borusunun ilk olarak orta dişli manşon bağlantısında gevşemesi olduğu sonucuna varılabilir. Gevşek soğutma borusu, tekrarlanan döngüsel termal gerilim ve titreşimli gerilim altında yorulma arızasına maruz kaldı.
Yukarıda belirtilen arıza meydana geldikten sonra ekipman üreticisi, sağ ana motordaki turboşarj diskinin hava soğutma borusu komplesinin değiştirilmesi için bir servis sağlayıcı gönderir ve sol ana motor turboşarjındaki hava soğutma borusunun gevşek dişli manşonunu yeniden değiştirir. sıkıldı. Turboşarj hava soğutma borusunun tasarımında ciddi kusurlar vardır ve kullanılmadan önce iyileştirilmesi gerekmektedir. Üretici turboşarjda herhangi bir iyileştirme yapmadan önce tek çözüm, türbin diskinin hava soğutma borularının muayene aralığını kısaltmak, bağlantı dişli manşonlarını kontrol edip gevşemelerini önlemek için sıkmaktı.
İki iyileştirme planı vardır: (1) Daha güçlü yorulma direncine sahip malzemeler kullanarak ve daha güvenilir bağlantı yöntemleri benimseyerek, turboşarj türbin diskinin hava soğutma borularını yeniden tasarlayın; (2) Türbin diskinin hava soğutma borularını çıkarın ve soğutma gerektirmeyen türbin diskini değiştirin.