论大功率柴油机气阀制造工艺及影响使

论大功率柴油机气阀制造工艺及影响使用寿命的因素何才田上海高斯通船舶配件有限公司总经理高斯通目录1.前言2.材料与工艺3.提高气阀使用寿命的途径4.结束语高斯通1.前言气阀是柴油机关键零件之一，运行环境极为恶劣，长期承受高温、高压、废气腐蚀、交变应力和频繁冲击等各种负荷，其质量和可靠性直接影响整台柴油机的运行可靠性随着船用柴油机各项技术指标的提高以及石油资源的日趋紧张，船用柴油机使用低价重油已成为普遍现象，使得气阀的使用环境进一步恶化，这对气阀，特别是排气阀的质量和可靠性提出了更高的要求，也对使用者正确有效地实施柴油机各种参数的调整和保养，尽可能地改善气阀使用环境提出了更高的要求结合本人多年对气阀的研究实践，在提高气阀制造工艺水平与改善使用环境方面谈一点看法，供大家参考高斯通马氏体耐热不锈钢奥氏体耐热不锈钢镍铬合金钢合理选用气阀材料及先进的生产工艺是质量保证的关键工艺2.材料和工艺高斯通韧性大幅度增加，大大提高气门性能，基本能满足目前所有中速柴油机使用要求硬度由原来HRC47左右提高到HRC55左右合金层晶粒度由原来的7-8级提高到11-12级马氏体耐热不锈钢4Cr10Si2Mo和4Cr9Si2等材料是比较适合的气阀母材，经济性好，耐高温和抗疲劳强度不如镍铬合金钢Ni80堆焊耐热合金的物理性能较差，再加上堆焊工艺落后，往往使气阀密封面产生很多缺陷真空熔焊加高温轧制硬化工艺从根本上解决了所有缺陷高斯通奥氏体耐热不锈钢目前国内在大功率中速柴油机上常用的主要有23-8N,21-12N,4Cr14Ni14W2Mo4等，密封面需要堆焊钴基或镍基合金奥氏体耐热不锈钢也是合适的气阀母材，耐高温和腐蚀性能优于马氏体耐热不锈钢材料焊接性能好钴基合金镍基合金任意选择密封面堆焊合金因各项合金成分接近Ni80,经过轧制硬化后，各项性能指标优于Ni80材料气阀。耐高温性能也优于钴基合金高斯通奥氏体耐热不锈钢增加所有二冲程柴油机大修间隔时间50%基于耐久堆焊合金，通过获得专利的焊接、轧制、和热处理硬化防止气阀密封面串漏和裂痕的产生，提高性能优于其它任何同类产品，已在二冲程柴油机上全面推广使用堆焊合金层在硬度上比Alloy50表面高20%，比Stellite表面堆焊或Ni80高50%，达到HV600MAN柴油机公司介绍DuraSpindle新型排气阀SNCrW也是奥氏体不锈钢，是MAN低速机气阀专用材料，堆焊轧制硬化工艺关键技术突破，密封面改用镍基合金堆焊高斯通镍铬合金钢镍铬合金钢NiMoNiC80是目前耐高温最好的材料之一，适用于各种高中低速柴油机。（优点：该高温环境下抗疲劳强度提高。缺点：绝对硬度值比较低、价格昂贵）较多中速使用重油柴油机为保证可靠性使用Ni80做阀盘材料，阀杆采用其它材料，杆身与阀盘通过摩擦焊接工艺结合（产生摩擦焊接可靠性问题，增加了摩擦焊接成本）新工艺气阀耐高温、耐磨等性能优于Ni80材料气阀。Ni80气阀制造成本高，质量也不占优势，渐渐被取代高斯通工艺使R处的表面粗糙度提高到Ra0.4，表面硬度从原来的HV260-300提高到HV450-500阀面堆焊和轧制硬化工艺阀盘底平面及颈部R处仿形压制工艺提高R处防积碳能力，增强气阀抗疲劳强度和机械性能，气阀运行更安全、可靠符合DuraSpindle排气阀性能，以SNCrW为母材、密封面为镍基合金，寿命长、低成本、适合批量生产经上海材料研究所材料检测中心检测和实际使用，各项指标优于国际同类产品我公司多项自行研发新工艺生产的气阀，已在用户全面装机使用，效果显著。上述自主创新工艺和相关设备被授予多项发明和实用新型专利。高斯通颈部滚压气阀使用试验-宁波海运（滚压VS未滚压）高斯通气阀与气阀座密封面角度的匹配排气阀和气阀座硬度的合理搭配气阀转阀器的及时检查和维护避免排气阀座的松动排气阀锥度与阀盘外圆过度圆角处理柴油机供油正时的正确控制重视润滑油质量对气阀的影响作用气阀间隙的正确调整3.提高气阀使用寿命的途径气缸盖冷却系统和流道的及时清洁高斯通气阀与气阀座密封面角度的匹配综合国内各大柴油机制造公司的产品，结合我公司长期生产和使用的结果证明：比较理想的配合角度应该在15’～30’之间图上所示为低速机配合角度，中速机与此相反高斯通排气阀锥面与阀盘外圆过度圆角处理提高耐高温抗冲击能力减少排气阻力，使排气更流畅有利于降低排气温度，减少积碳高斯通排气阀与排气阀座密封面硬度搭配因不同柴油机而不同排气阀和气阀座硬度的合理搭配•燃用轻油的，气阀硬度比气阀座高出HRC6-8°•高指标柴油机并燃用重油的，高出HRC10-15°•非堆焊合金排气阀座可适当提高密封面硬度，最好在HRC55°以上随着柴油机性能提高，燃油质量下降，柴油机制造企业针对气缸盖、排气阀座的冷却采取了措施，冷却效果较好，但排气阀冷却没有得到改善，排气阀与阀座硬度差距拉大建议：采用经过轧制硬化处理的气阀；选用同一厂家生的的气阀和阀座，配套使用高斯通柴油机供油正时的正确控制燃烧不充分，积碳严重，缸内温度升高，气阀密封面处于高温燃气冲刷当气阀超过正常工作温度时，每增加30°C，腐蚀的速率大约增加1倍经常检查和调整供油正时，保证它始终处于设计值，对于气阀的可靠运行至关重要供油正时偏离设计值会使柴油机燃烧状况恶化高斯通气缸盖冷却系统和流道的及时清洁根据传热学计算，1.5mm厚的积垢可以使气阀座导热率降低40%•柴油机各项性能指标的提高，几乎所有新设计的高性能柴油机冷却水都直接到达排气阀座，对排气阀座进行直接冷却使用时经常检查冷却水泵压力，气缸盖出水流量与温度、冷却水质，一旦发现冷却水系统被水垢堵塞，及时清洗，确保冷却水正常流动。根据柴油机保养规范，增添适量冷却系统添加剂因冷却流道位于气缸盖上，如果冷却水系统未及时清洁，就会逐渐生锈和结垢，妨碍热传导高斯通气阀转阀器的及时检查和维护转阀器的正常工作有助于气阀工作温度均匀且可清除气阀密封面上的积碳在柴油机维修间隔期和调整气阀间隙时，同事检查转发器和气阀的转动情况，消除影响转阀器正常工作的不利因素，清洗运动件，保持润滑通道和周边环境的整洁在柴油机运转时，经常注意观察转阀器的工作状态，一旦发现转阀器工作异常，及时停机，消除异常后再运行高斯通重视润滑油质量对气阀的影响作用按照柴油机保养要求，定期更换合格的润滑油和过滤器，使柴油机处于良好的润滑状态过多的杂质和沉淀物在气阀导管上聚集，阻塞润滑油通道，气阀导管加速磨损，气阀从气阀座上颠出，气阀杆因落座时挠曲而损坏或气阀座破裂过多氧化膜在气阀杆和气阀导管上造成气阀杆发涩过多酸造成的腐蚀作用，使气阀杆产生点蚀和气阀导管磨损过期未及时更换润滑油对气阀存在诸多不利影响可能损坏位置气阀从气阀座上颠出，使气阀杆挠曲，以致最后损坏脏油中沉积物阻塞通往气阀导管的润滑油高斯通避免排气阀座的松动冷却系统故障，温度不均匀，造成阀座变形，产生松动加工专用工具用强力螺丝拉入更换阀座时工艺不规范，多次更换阀座，造成阀座孔不断增大，尺寸配合不合适，形成松动液氮冷冻法采用可靠安装工艺高斯通气阀间隙的正确调整使气阀关闭过程过于粗暴，这样的降落动作最终使气阀断裂，气阀转动压盘和气阀弹簧座圈磨损，造成气阀过早损坏气阀间隙会使柴油机运行情况发生偏离在柴油机运转时，排气阀温度升高，排气阀伸长超过冷车时的间隙，气阀不能完全落座过大太小结论：经常检查并及时调整气阀间隙，避免气阀间隙过大或过小的情况发生高斯通4.结束语选择合适的材料和工艺以及在实际使用中加强各个环节的检查和调整，可以从根本上提高气阀性能和寿命重者柴油机重要运动部件损坏，进而造成重大损失大功率柴油机排气温度较高，腐蚀严重轻者柴油机性能急剧下降使用常规排气阀会造成磨损很快、烧损和翘曲甚至断裂等不正常现象高斯通提问时间高斯通谢谢!