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加强研发设计及生产工艺 让高压油管破裂现象不复存在

在高压油管正常使用的过程中,突发破裂事故的情况可谓是屡见不鲜,一旦高压油管出现破裂现象,轻者会影响整个柴油机机组的正常运行,重者造成柴油机着火,进而引发爆炸,后果不堪设想,为避免上述安全隐患,加强高压油管的设计与制造质量便显得尤为重要。本期话题诚邀我司专业技术人员就高压油管设计与生产的主要难点以及相应解决对策作以简要分析与探讨,期望能够为推进油管生产质量水平的提升提供一些技术指导。

 

随着船用柴油机强化指标持续増加,柴油机喷油压力大幅提高,相应高压油管承压也大幅增加


➤高压油管设计与生产难点

随着船用柴油机强化指标持续増加,柴油机喷油压力大幅提高,相应高压油管承压也大幅增加,导致高压油管内壁产生较大应力,且应力分布沿壁厚方向极不均匀。在较高工作压力作用下,油管内壁承受了很高的应力,有可能发生屈服或者塑性变形,而外壁应力可能仍然很低。另一方面由于高压油管大多通过冷弯弯曲成形,油管内表面产生大量的微裂纹,在柴油机高频工作时,微裂纹将不可避免扩展,极易形成破坏源,尤其是高压油管如果工作在非弹性范围内,油管易发生疲劳破坏,使用寿命将大大受到影响。

➤采取的基本对策

为了提高高压油管使用寿命,采取的设计与生产工艺对策有以下几种:

1.采用高强度材料

典型的设计例子有瓦锡兰公司设计的HEX 60C智能化柴油机,其高压油管材料采用42CMo4

或SM440,等效于国内的42CMQA合金钢材料,材料的抗拉强度和屈服强度提高,但材料塑性、韧性下降,会带来新的不安全因素;另一方面也会导致成本上升,经济性下降。

2.增加高压油管壁厚

随着柴油机喷油压力的提高,无限制増加高压油管壁厚,会使得管壁压力分布更不均匀;材料消耗增加;外径尺寸过大,使得在柴油机上设计布置和安装维修困难。另一方面高压油管壁厚过大,材料加工制造困难,且难以获得无缺陷的、质地均匀的材料;生产制造过程中产生的微小内部缺陷,往往会大幅降低材料的疲劳强度。油管内径不变,κ值(油管外径肭径)从2增加到4,油管材料重量増加4倍,油管能承受的工作压力只增加25%。油管内径不变,κ从4增加到8,油管材料重量增加3.2倍,油管能承受的工作压力只增加5%。当K大于5时,采用増加油管壁厚提高油管承压能力的效果甚微。为此低速柴油机高压油管壁厚选取时一般κ值取2.3~3.3。【具体可参考《保高压油管“长寿”的有效路径——正确安装》的相关内容】

 

综上所述,为更有效地提高高压油管的使用寿命,避免出现破裂现象,也为更好地保障整个柴油机机组的长久安全运行,还望相关研发企业定要加强对油管设计与生产工艺的研究力度,以更好地推进油管性能的提升。

 

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