JT/T 283-2026 船用内燃机涡轮增压器修理技术规范

JT/T 283—2026

目次

前言 Ⅲ

1 范围 1

2 规范性引用文件 1

3 术语和定义 1

4 总体要求 2

5 零部件修理要求 4

6 试验、封装及记录 18

参考文献 20

Ⅰ

前言

起草

结构

本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则第 1 部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定。

本文件代替 JT/T 283—1995《船用柴油机涡轮增压器修理技术要求》,与 JT/T 283—1995 相比 , 除调整和编辑性改动外 ,主要技术变化如下 :

—更改了标准的适用范围( 见第 1 章 ,1995 年版的第 1 章) ;

—增加了“轴流式涡轮增压器”“径流式涡轮增压器”“压气叶轮”“导风轮”“ 喷嘴环”“ 扩压器 ” “ 整体式铸造叶片”“镶嵌式叶片”“滚动轴承”“ 滑动轴承”“ 叶轮罩壳”“ 涡轮喷嘴环罩”的术语和定义( 见第 3 章) ;

—增加了增压器维修所涉及的主要零部件及维修标准的总体要求( 见第 4 章) ;

—更改了增压器结构示意图( 见图 1 和图 2 ,1995 年版的图 1 和图 2) ;

—更改了轴端跳动的测量要求 ,按吸油方式进行区分( 见 5. 1 . 1 ,1995 年版的 3 . 1 . 1) ;

—更改了转子轴弯曲的修复要求( 见 5. 1 . 2 ,1995 年版的 3 . 1 . 2) ;

—更改了转子轴碰伤修理的要求( 见 5. 1 . 3 ,1995 年版的 3 . 1 . 3、3 . 1 . 4) ;

—增加了外支撑式转子轴不同部位的修理工艺要求( 见 5. 1 . 4) ;

—更改了浮动轴承与滑动轴承转子轴轴承位修复要求( 见 5. 1 . 7 ,1995 年版的 3 . 1 . 6) ;

—增加了轴流式涡轮叶片的修理要求( 见 5. 2 . 1 . 1、5. 2 . 1 . 2) ;

—更改了焊接叶片折断、严重碰弯或者损坏程度严重时的修理要求(见 5. 2. 1. 1 ,1995 年版的 3. 2. 5) ;

—更改了叶片碰伤的修理要求( 见 5. 2 . 1 . 3 ,1995 年版的 3 . 2 . 1) ;

—更改了叶片碰弯的修理要求( 见 5. 2 . 1 . 5 ,1995 年版的 3 . 2 . 3) ;

—更改了更换叶片后轴向窜动的要求( 见 5. 2 . 1 . 8 ,1995 年版的 3 . 2 . 12) ;

—增加了喷嘴环罩和涡轮叶片的磨损极限( 容允磨损)要求( 见 5. 2 . 2 . 1、5. 2 . 2 . 2) ;

—增加了喷嘴环罩的修理要求( 见 5 . 2 . 2 . 3) ;

—更改了喷嘴环罩变形的判定与修理要求( 见 5. 2 . 2 . 4 ,1995 年版的 3 . 14 . 3) ;

—删除了涡轮叶片磨损的相关描述( 见 1995 年版的 3 . 2 . 10、3 . 2 . 11) ;

—删除了装配式涡轮盘的相关描述( 见 1995 年版的 3 . 3 . 2) ;

—更改了径流式涡轮叶片擦伤的判定与修理要求( 见 5. 4 . 2 ,1995 年版的 3 . 4 . 3) ;

—增加了径流式涡轮罩壳气蚀的修理要求( 见 5 . 4 . 3) ;

—更改了径流式涡轮罩壳刮擦的修理要求( 见 5. 4 . 4 ,1995 年版的 3 . 14 . 2) ;

—增加了压气叶轮和导风轮的 X 值检查、压气机叶轮硬度检查要求( 见 5. 5. 1、5. 5. 7) ;

—更改了叶轮叶缘擦伤的判定要求( 见 5. 5. 3 ,1995 年版的 3 . 5. 3) ;

—增加了叶轮罩壳气蚀的修理要求( 见 5 . 5. 4) ;

—更改了压气机叶轮罩壳刮擦的判定与修理要求( 见 5. 5. 5 ,1995 年版的 3 . 8 . 7、3 . 13 . 2) ;

—增加了压气叶轮的裂纹判定要求( 见 5 . 5. 6) ;

—删除了压气叶轮的表面腐蚀的判定及修理要求( 见 1995 年版的 3 . 5. 4) ;

—更改了喷嘴环出口面积公差的判定要求( 见 5. 6. 1 . 1 ,1995 年版的 3 . 6. 1) ;

—更改了喷嘴环叶片变形的整形要求( 见 5. 6. 1 . 1 ,1995 年版的 3 . 6. 5) ;

—更改了喷嘴环叶片表面击伤的判定与修理要求( 见 5. 6. 1 . 2 ,1995 年版的 3 . 6. 2) ;

—更改了喷嘴环叶片吹蚀的判定与修理标准( 见 5. 6. 1 . 3 ,1995 年版的 3 . 6. 11) ;

Ⅲ

—增加了带涂层喷嘴环叶片涂层损坏的判定与修理要求(见 5. 6. 1 . 4) ;

—更改了轴流式喷嘴环裂纹判定与修复要求(见 5. 6. 2 . 1、5. 6. 2 . 2 ,1995 年版的 3 . 6. 7、3 . 6. 8) ;

—删除了原铸入式喷嘴环叶片表面裂纹的判定与修理要求(见 1995 年版的 3 . 6. 8) ;

—增加了径流式喷嘴环裂纹的判定与修理要求(见 5. 6. 3 . 1) ;

—删除了原铸入式喷嘴环叶片交界处裂纹的判定与修理要求(见 1995 年版的 3 . 6. 10) ;

—更改了壳体水压试验的要求(见 5. 8 . 1、5. 8 . 2 ,1995 年版的 3 . 8 . 1) ;

—删除了径流式涡轮增压器压气机端蜗壳变形的要求(见 1995 年版的 3 . 8 . 6) ;

—增加了径流式涡轮增压器涡壳裂纹的要求(见 5 . 8 . 6) ;

—更改了滚动轴承减振片的要求(见 5. 9 . 1 . 4-5. 9 . 1 . 7 ,1995 年版的 3 . 12) ;

—更改了轴承装配间隙的判定与修理要求(见 5. 9. 2. 1 ,5. 9. 2. 2 ,1995 年版的 3. 9. 2. 1、3. 9. 2. 2) ;

—更改了轴颈修复要求(见 5. 9 . 2 . 3 ,1995 年版的 3 . 9 . 2 . 4) ;

—删除了轴承侵蚀与腐蚀的要求(见 1995 年版的 3 . 9 . 2 . 5) ;

—增加了滑动轴承衬套底部磨损宽度的要求(见 5 . 9 . 2 . 4) ;

—增加了补充轴承表面划痕的要求(见 5 . 9 . 2 . 5) ;

—增加了滑动轴承背部定位孔磨损的要求(见 5 . 9 . 2 . 6) ;

—增加了浮动衬套的尺寸测量的要求(见 5 . 9 . 3 . 3) ;

—更改了推力轴承的装配间隙的要求(见 5. 9 . 4 . 1 ,1995 年版的 3 . 9 . 4 . 1) ;

—更改了推力片的要求(见 5. 9 . 4 . 3 ,1995 年版的 3 . 9 . 4 . 3) ;

—删除了推力轴承轴颈修复要求(见 1995 年版的 3 . 9 . 4 . 4) ;

—删除了推力轴承非正常磨损的要求(见 1995 年版的 3 . 9 . 4 . 5) ;

—增加了对轴承通用非正常情况的磨损要求(见 5. 9 . 5. 1) ;

—更改了密封环密封性检查的要求(见 5. 11 . 1 ,1995 年版的 3 . 11 . 1) ;

—更改了密封环开口间隙与装配间隙的要求(见 5. 11 . 2 ,1995 年版的 3 . 11 . 2) ;

—增加了对密封环使用后的状况及可回用性要求(见 5. 11 . 3) ;

—删除了压气机叶轮罩壳变形的判定与修理要求(见 1995 年版的 3 . 13 . 1) ;

—删除了径流式涡轮罩壳变形的判定与修理要求(见 1995 年版的 3 . 14 . 1) ;

—删除了轴流式涡轮罩壳刮擦的判定与修理要求(见 1995 年版的 3 . 14 . 4) ;

—更改了动平衡试验适用的标准与等级(见 6. 1 ,1995 年版的 4 . 1) ;

—更改了增压器修复后的试验要求(见 6. 3、6. 4、6. 5、6. 6、6. 7 ,1995 年版的 4 . 3)。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由全国内河船与水路运输标准化技术委员会(SAC/TC 130)提出并归口。

本文件起草单位 :奥赛能涡轮增压系统(重庆)有限公司、大同北方天力增压技术有限公司、中国船级社、交通运输部水运科学研究所、哈尔滨工程大学、辽宁省交通运输事务服务中心。

本文件主要起草人 :董伟、刘永刚、许红清、韩国强、谢天、杜珂、杨传雷、王贺春、朱爱国、刘大壮、黄怡菲、廖云良、陈刚、刘建纯。

本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为 :

—1983 年首次发布为 JT/T 4059—83 ;

—1995 年第一次修订为 JT/T 283—1995 ;

—本次为第二次修订。

Ⅳ

船用内燃机涡轮增压器修理技术规范

1 范围

本文件规定了船用内燃机涡轮增压器的修理总体要求、零部件修理要求和修复后的试验、封装及记录要求。

本文件适用于船舶径流式涡轮增压器和外支承轴承设计的轴流式涡轮增压器的修理。

2 规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中 ,注日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件 ,其最新版本( 包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 9239. 1—2006 机械振动恒态(刚性)转子平衡品质要求第 1 部分 :规范与平衡允差的检验

GB/T 25364. 1 涡轮增压器密封环第 1 部分 :技术条件

CB/T 3254. 2 船用柴油机台架试验第 2 部分 :试验方法

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3 . 1

轴流式涡轮增压器 axial turbocharger

内燃机排出的废气气流沿着转子轴的轴线方向流动( 即轴向)并推动涡轮旋转的增压器。

3 . 2

径流式涡轮增压器 radial turbocharger

内燃机排出的废气气流沿着转子轴的轴线垂直方向流动( 即径向)并推动涡轮旋转的增压器。

3 . 3

压气叶轮 compressor wheel

通过高速转动将空气高速吸入后提高气体流速及压力的机械部件。

注 :有整体式叶轮和分体式叶轮两种设计。

3 . 4

导风轮 inducer wheel

分体式叶轮中用于引导气体流动的机械部件。

3 . 5

喷嘴环 nozzle ring

位于涡轮前 ,用于将废气的压力能转化成动能 ,产生推动涡轮叶片的动力的机械部件。

注 :喷嘴环又称喷嘴 ,按照其制造工艺可分为整体铸造成型的铸造式喷嘴环、将叶片焊接到支撑环上的焊接式喷嘴

环以及叶片与支撑环拼装起来的组装式喷嘴环。

3 . 6

扩压器 diffuser

位于压气叶轮后面 ,用于压气机工作中将空气的动能转换成压力能的部件 ,分有叶扩压器与无叶扩

1

压器两大类。

3 . 7

整体式铸造叶片 integrated casting blade

通过整体铸造方式与涡轮盘连接在一起的涡轮叶片。

3 . 8

镶嵌式叶片 inserted blade

通过涡轮盘根部的榫槽位将涡轮叶片镶嵌进去并通过锁紧片进行固定的涡轮叶片。

3 . 9

滚动轴承 rolling bearing

通过滚柱或滚珠支承转子在上面滚动的轴承。

3 . 10

滑动轴承 sliding bearing

通过与接触面间油膜滑动的方式支承转子 ,使转子在特定的平面内滑行转动的轴承。注 :包括浮动轴承 ,推力轴承 ,推力环等。

3 . 11

叶轮罩壳 compressor wall insert

包裹在压气机叶轮外围 ,使之与压气机叶轮形成尽可能小的紧密配合 , 提高进气效率的罩壳型部件。

注 :包括可以与压气机壳体分离的分体式罩壳 ,也包括与压气机壳体不可分离的整体式罩壳。

3 . 12

涡轮喷嘴环罩 turbine shroud ring

包裹在涡轮叶片外围 ,使之与涡轮叶片形成尽可能小的紧密配合 ,提高废气推动涡轮效率的罩壳型部件。

注 :包括轴流式涡轮增压器的涡轮扩压器 ,喷嘴环罩及径流式涡轮增压器的排气法兰、涡轮罩壳等。

4 总体要求

4 . 1 船用内燃机典型外支承式轴流式涡轮增压器结构示意图见图 1 ,径流式涡轮增压器结构示意图见图 2。船用内燃机涡轮增压器修理零件包括 :

a) 主要零部件 :转子轴、涡轮叶轮、涡轮盘、涡轮叶片、导风轮/压气叶轮、喷嘴环、扩压器、壳体和轴承 ;

b) 易损件 :气封片、气封环、油封环、密封环、减振片、锁紧片 ;

c) 其他零件 :压气机叶轮罩壳、涡轮喷嘴环罩、滤清消声器。

4 . 2 更换零件时 ,应采用原增压器制造厂的配件或者采用技术性能与其相当的其他厂的配件。需要加工零件时 ,应按原产品图纸的规定。

2

标引序号说明 :

1— 吸气弯头 ; 5—废气排气壳 ; 9— 涡端油泵 ; 13—扩压器 ; 17— 消音器。

2—空气排气壳 ; 6— 涡轮叶片 ; 10— 涡端轴承 ; 14— 叶轮罩壳 ;

3—导风轮 ; 7— 喷嘴环 ; 11— 喷嘴环罩 ; 15—压端轴承 ;

4—压气叶轮 ; 8—废气进气壳 ; 12— 涡轮轴 ; 16—压端油泵 ;图 1 外支承式轴流式涡轮增压器结构示意图

1— 消声器 ; 4—废气排气壳 ; 7— 喷嘴环 ; 10—推力轴承 ; 2—压气机壳 ; 5— 涡轮叶轮 ; 8—轴承座 ; 11—扩压器 ;

3—轴承壳 ; 6— 涡轮壳 ; 9—径向轴承 ; 12—压气叶轮。图 2 径流式涡轮增压器结构示意图

3

5 零部件修理要求

5 . 1 转子轴

5 . 1 . 1 转子轴轴颈段的全跳动量应不超过 0 . 02 mm ,组装油泵零件后的转子轴在油泵安装后的位置的跳动量 B1 应不超过 :离心油泵 0 . 06 mm ,齿轮油泵 0 . 03 mm;在油泵安装前的位置的跳动量 B2 应不超过 :离心油泵 0 . 04 mm ,齿轮油泵 0 . 02 mm ( 根据增压器型号) ,见图 3、图 4。否则应重新安装调整 ,直到调整进范围。若是由于轴上油泵安装位置的尺寸偏差或跳动大引起的 ,则应按 5. 1 . 2 对轴进行修理。

B1 —离心油泵安装后的跳动量 ;

B2 —离心油泵安装前的跳动量。

图 3 离心油泵安装后与安装前的转子轴跳动量

B1 —齿轮油泵安装后的跳动量 ;

B2 —齿轮油泵安装前的跳动量。

图 4 齿轮油泵安装后与安装前的转子轴跳动量

5 . 1 . 2 整轴任意位置的跳动量如超过 0 . 02 mm ,说明该轴已发生了弯曲 ,应报废 ,不应修理、拉直及重复使用。对于压气叶轮与涡轮叶片位于两端轴承之间的外支承结构增压器 ,若只是磨损、腐蚀等造成的轴端跳动量过大 ,则可以通过热喷涂来修复整个轴端 ,包括轴承座、键槽、螺纹和油泵的安装位置。

5 . 1 . 3 外支承轴流式增压器当转子轴的轴颈段、叶轮段、供油段和密封段( 图 5)的碰伤深度在 0. 10 mm以内 ,伤痕数不多于 5 条 ,且其余轴段的碰伤深度在 0 . 30 mm 以内时 ,应去除毛刺、抛光圆顺。否则应

4

采用喷镀、电镀、喷涂及钨极惰性气体保护焊(TIG)或激光熔覆焊的焊接方法修复。

1—供油段 ; 3—密封段 ;

2—轴颈 ; 4— 叶轮段。

图 5 转子轴的轴颈段、叶轮段、供油段和密封段

5 . 1 . 4 外支承式轴流式涡轮增压器转子轴修复依照增压器型号而定 ,轴承位、叶轮抱箍位可根据冷喷涂工艺对其进行修复 ,螺纹及键槽的修复可使用热喷涂、钨极惰性气体保护焊( TIG)焊接方法 ,可喷涂部位见图 6。修复后的部位经表面探伤不应有裂纹 ,否则应重新修理。

1—热喷涂、TIG 焊接、激光熔覆 ; 3— 叶轮安装。

2—冷喷涂 ;

图 6 转子轴可喷涂部位

5 . 1 . 5 紧配合的轴段不应有磨损 ,其余轴段的直径磨损量超过 0 . 10 mm 时 ,应按 5. 1 . 4 的规定修复。

5 . 1 . 6 转子轴的任何部位不应有目视可见的裂纹存在。

5 . 1 . 7 径流式涡轮增压器应检查并测量转子轴轴承位 ,较小的表面刮伤应用抛光布消除。若轴承位表面粗糙度(Ra)经抛光后仍然大于 0 . 8 μm 或轴承位外径低于厂家允许的最小尺寸 ,则应更换转子轴。活塞环槽宽度如果已经磨损超过厂家允许的最大值并且厂家提供了维修支持 ,那么可对转子轴重新加工 ,用镶套的方式进行修理 ,否则应予更换转子轴。

5 . 2 轴流式涡轮增压器涡轮叶片

5 . 2 . 1 轴流式涡轮增压器涡轮叶片的修理和更换

5 . 2 . 1 . 1 涡轮叶片出现磨损、侵蚀、外物击伤等可进行焊接修理 ,仅钨极惰性气体保护焊( TIG)或等离子焊适用于焊接修理 ,焊材的选用应遵循厂家的建议 ,与涡轮叶片本体材料的性能尽可能接近。如果有以下任一情况 ,那么镶嵌式叶片应予更换该叶片 ,整体式铸造叶片应予更换整个叶片轴。

a) 叶片运行时间已经接近或超过厂家规定的叶片或叶片轴的使用寿命 ;

b) 当涡轮叶片出现裂纹时 ;

c) 涡轮叶片发生整体弯折甚至断裂的情况时。

5

5 . 2 . 1 . 2 涡轮叶片修理遵循下列要求 ,修理部位见图 7 :

a) 区域 1 若无裂纹通向拉紧丝孔 ,则区域 1 可修理;

b) 区域 2 若无裂纹通向拉紧丝孔 ,则叶片前缘损坏不宜修理;

c) 区域 3 为高应力区 ,不应修理;

d) 如遭受过热或超速的情况 ,涡轮叶片不应翻修 ;

e) 所有涡轮叶片修理前应由厂商检查 ,评估。

1—榫槽根部 ; 3— 叶片后缘 ;

2—拉紧丝孔 ; 4— 叶片前缘。

图 7 涡轮叶片修理部位

5 . 2 . 1 . 3 当涡轮叶片在顶部、叶片前缘、叶片后缘的位置( 图 7)发生碰伤产生缺口时 ,如果单片叶片所有缺口的总面积未超过单片叶片总面积的 1% ,且所有缺口都在涡轮叶片的区域 1 与区域 2 位置( 图 7)时 ,可以对缺口位置进行修光。经表面渗透探伤检查确保碰伤区域无裂纹。否则 ,应按 5. 2 . 1 . 1与 5. 2 . 1 . 2 的要求进行修理。

5 . 2 . 1 . 4 涡轮叶片内弧面、背弧面的碰伤深度为所在处叶片厚度的 10% 以内 ,每平方厘米面积上的碰伤点不超过 5 点 ,每点直径不大于 1 . 00 mm;其他部位碰伤深度不超过 1 . 00 mm ,伤痕长度小于 5 mm ,且每一叶片不超过 2 处时 ,可修光后继续使用。否则镶嵌式叶片应予更换该叶片 ,整体式铸造叶片应予更换整个叶片轴。

5 . 2 . 1 . 5 涡轮叶片在进气侧或出气侧边缘位置发生碰弯时且碰弯的部位不在图 7 中的区域 3 时 ,应将弯折部分打磨修整确保不会有碎片掉落 ,如修整后出现缺口应按 5. 2 . 1 . 3 处理。

5 . 2 . 1 . 6 涡轮叶片内弧面及背弧面的腐蚀深度不超过 0 . 20 mm ,腐蚀点不密集时 ,可修整 ,使腐蚀坑点与弧面圆滑过渡。否则镶嵌式叶片应予更换该叶片 ,整体式铸造叶片应予更换整个叶片轴。

5 . 2 . 1 . 7 更换镶嵌式叶片时 ,相应的锁紧片和拉筋也应换新。

5 . 2 . 1 . 8 镶嵌式叶片在更换叶片和拉筋时 ,其顶端沿圆周方向的摆动量应不超过原规定值( 即产品说明书或图纸规定的数值) ,沿轴向不应有任何窜动 ,否则应重新安装锁紧片。

5 . 2 . 2 涡轮喷嘴环罩和涡轮叶片磨损极限测定与处理

5 . 2 . 2 . 1 涡轮喷嘴环罩和涡轮叶片的磨损极限( 容允磨损)磨损量的测定应由对称偶数涡轮叶片的涡轮直径(Dr)[ 图 8a) ] ,或奇数不对称涡轮叶片一侧叶片叶顶到对侧相邻两片叶片叶顶的距离参考值

6

(KH)[ 图 8b) ]、涡轮喷嘴环罩的内部直径(AR)( 图 9)来决定。Dr、KH、AR 分别在圆周上按间隔 120 ° 取三点进行测量 ,按 AR - KH 或 AR - Dr 差值平均值计算取值。该平均值应不超过生产商给定的最大允许范围。

图 8 涡轮外径

图 9 涡轮喷嘴环罩和涡轮叶片的磨损极限

5 . 2 . 2 . 2 若不满足 5 . 2 . 2 . 1 ,则应认定磨损超出了允许极限 ,采取以下任一措施将磨损量恢复到公差范围内 :

a) 修理或更换涡轮叶片 ;

b) 更换涡轮喷嘴环罩 ;

c) 修理或更换涡轮叶片和涡轮喷嘴环罩。

5 . 2 . 2 . 3 涡轮喷嘴环罩如发生吹蚀可以采用焊接方式对吹蚀的气槽、气孔等部位进行修复。修复完成后需将 AR 加工至厂家的标准尺寸。修复部位应进行探伤检查 ,修复部位不应有裂纹存在。

5 . 2 . 2 . 4 涡轮喷嘴环罩如发生变形 ,其变形后的 AR 最小处与 KH 的差值如不低于生产商给定的最小允许范围时则可以继续使用。否则 ,可对表面进行打磨修理 ,使差值恢复到范围之内。如变形后的 AR最大处与 KH 的差值不大于生产商给定的最大允许范围时则可以继续使用。否则应予更换。

5 . 3 涡轮盘

涡轮盘的任何部位不应有渗透探伤后的可见表面裂纹 ,否则应更换整个叶片轴。

5 . 4 径流式涡轮叶轮

5 . 4 . 1 涡轮叶轮边缘部分( 图 10 中 2、3、4 处)以及两叶片间的底面上( 图 10 中 1 处)的碰伤深度若未超过 0 . 50 mm;且剩余区域均为叶片表面 ,其碰伤处的碰伤深度为所在位置叶片本体厚度的 15% 以内 ,所有叶片表面碰伤区域面积超过 1 cm2 的位置不超过 5 处时 ,则应去除毛刺 ,使伤痕边缘与叶片表面圆滑过渡后继续使用。否则应更换涡轮轴。

5 . 4 . 2 涡轮轮缘擦伤或卷边 ,应去除毛刺 ,使伤痕边缘与叶缘表面圆滑平整 ,修整后涡轮叶轮与涡轮罩壳的装配间隙 R 值( 图 11)应在增压器厂家规定的最大允许范围内。否则应予更换涡轮轴。R 可在圆周取 8 个对称点测量取平均值。

7

1—两叶片中间的底面 ; 3— 叶片出气侧边缘 ;

2— 叶片进气侧边缘 ; 4— 叶轮外圆边缘。

图 10 涡轮叶轮边缘部分以及两叶片间的底面

R1 — 涡轮与涡轮罩壳的顶部间隙 ; R— 涡轮与涡轮罩壳的平均间隙。

R2 — 涡轮与涡轮罩壳的底部间隙 ;

图 11 涡轮叶轮与涡轮罩壳装配间隙

5 . 4 . 3 如果涡轮罩壳因气蚀导致 R 值超标 ,那么可采用电弧喷涂的方式对壳体进行修复后再加工至厂家标准尺寸。

5 . 4 . 4 当涡轮罩壳型面的擦伤或腐蚀深度超过 0 . 20 mm ,且面积大于型面总面积的 25% 时 ,应予更换。

5 . 4 . 5 当涡轮叶片弧面上的腐蚀位置不超过 3 处 ,且腐蚀位置分散 ,深度在 0. 20 mm 以内 ,每处直径不大于 10 mm 时 ;或当两叶片间的底面上腐蚀位置少于 6 处 ,且每处直径不大于 10 mm ,深度在 0. 50 mm 以内时 ,可去除毛刺 ,使腐蚀点边缘与叶片表面圆滑过渡后继续使用。否则应予更换涡轮轴。

5 . 4 . 6 涡轮叶片不应有渗透探伤后可见的表面裂纹。否则应予更换涡轮轴。

5 . 5 压气叶轮和导风轮

5 . 5 . 1 当压气叶轮或导风轮与叶轮罩壳发生碰擦时 ,应按 5. 5. 3 的要求对导风轮边缘的碰擦进行评估与修理;对压气叶轮的碰擦 ,应测量 X( 图 12) ,X 通常为不超过压气叶轮出口叶片设计高度的 3%。叶片变短的程度应在生产商给出的极限值范围内 ,否则应予更换压气叶轮。

5 . 5 . 2 当在叶轮边缘部分( 图 13 中 2、3、4 处)以及两叶片间的底面上( 图 13 中 1 处)的碰伤深度若未超过 0 . 50 mm ,且剩余区域均为叶片表面 ,其表面的碰伤深度为所在处叶片厚度的 15% 以内时 ,则应去除毛刺 ,使伤痕与叶片表面圆滑过渡后继续使用。否则应更换导风轮或压气叶轮。

5 . 5 . 3 叶轮轮缘发生擦伤或卷边 ,应去除毛刺 ,使伤痕边缘与叶缘表面圆滑平整。修理后叶轮与压气机叶轮罩壳的装配间隙 N 值应在增压器厂家规定的最大允许范围内。否则应予更换导风轮或压气叶轮。N 可在圆周取 8 个对称点测量取平均值( 图 14)。

8

1—导风轮 ; 2—压气叶轮 ; X—压气叶轮出口叶片的高度。

图 12 导风轮和压气叶轮

图 13 叶轮边缘部分以及两叶片间的底面

N1 — 叶轮与叶轮罩壳的顶部间隙 ; N— 叶轮与叶轮罩壳的平均间隙。

N2 — 叶轮与叶轮罩壳的底部间隙 ;

图 14 叶轮与叶轮罩壳间隙

5 . 5 . 4 如果因叶轮罩壳气蚀导致的 N 值超标 ,那么可采用电弧喷涂的方式对壳体进行修复后再加工至厂家标准尺寸。

5 . 5 . 5 当叶轮罩壳型面的擦伤深度在 0 . 20 mm 以内 ,其面积不大于型面总面积 25% 时 ,可修光 ,且修理后 N 值应在增压器厂家规定的最大允许范围内。否则应予更换。

5 . 5 . 6 压气叶轮总成的叶片表面渗透探伤检查不应有裂纹 ,否则应予更换。

9

5 . 5 . 7 对于铝合金锻造且通过加热方式拆装的压气叶轮 ,其叶轮轮毂上抱紧位的硬度应不低于 105 HB ,否则应予以更换 ;分体式叶轮对导风轮不做硬度要求。

5 . 6 喷嘴环

5 . 6 . 1 喷嘴环变形与损伤的修理

5 . 6 . 1 . 1 当喷嘴环叶片表面发生变形导致喷嘴环的出口面积与设计值的偏差范围超出 ± 2 . 5% 时 ,应进行整形 ,焊接式喷嘴环整形前应先进行预热。

5 . 6 . 1 . 2 喷嘴环叶片表面有击伤点但未击穿叶片时 ,可以修光 ,使其表面圆滑过渡 , 留下击伤点痕迹继续使用。严重击伤导致叶片本体被击穿或出气侧边缘产生缺口时 ,应予以更换。

5 . 6 . 1 . 3 若吹蚀导致喷嘴环叶片与内外圈连接部位出现槽口或叶片出气侧边缘出现缺口损伤时 ,则应予以更换。

5 . 6 . 1 . 4 喷嘴环叶片表面若有耐腐蚀涂层 ,且击打、吹蚀等造成耐腐蚀涂层发生损坏 ,剥落时 ,则喷嘴环应予以换新。

5 . 6 . 1 . 5 如果组装式喷嘴环叶片表面因碰伤变形使喷嘴的出口面积超过 5. 6. 1 . 1 的规定 ,或叶片表面的击伤与吹蚀达到 5. 6. 1 . 2 与 5. 6. 1 . 3 的更换条件时 ,那么可以更换该叶片而不用更换整个喷嘴环 ,新换叶片处的喉口尺寸应符合原规定值。

5 . 6 . 2 轴流式涡轮增压器喷嘴环裂纹处理

5 . 6 . 2 . 1 轴流式涡轮增压器铸造式喷嘴环可能在不同的部位出现裂纹( 图 15) ,但不应出现以下情况的裂纹 ,否则应予更换 :

a) 裂纹长度超出了厂家允许的最大值 ;

b) 两条平行裂纹各自长度都在允许范围内 ,但长度超过了两条裂纹间距的 2 倍 ;

c) 裂纹长度在允许范围内 ,但裂纹延展趋势可能导致裂纹交会形成碎片断裂飞出。

1— 叶片与外圈交界处 ; 6— 喷嘴环外圈 ; 11— 内圈靠近涡轮侧 ; 2— 叶片中间 ; 7—外圈靠近废气进气侧 ; 12—法兰 ;

3— 叶片朝涡轮侧前缘 ; 8—外圈中间 ; 13— 内圈靠近废气进气侧。

4— 叶片 ; 9—外圈靠近涡轮侧 ;

5— 叶片与内圈交界处 ; 10— 喷嘴环内圈 ;

图 15 铸造式喷嘴环叶片的表面裂纹位置示意

10

5 . 6 . 2 . 2 当铸造式喷嘴环的裂纹处于喷嘴环外圈上 ,且裂纹长度在厂家允许的最大范围之内时 ,应用焊接的方式进行修补及裂纹消除。焊材的选择应遵照厂家的要求。对于焊接式喷嘴环叶片焊接部位出现脱焊、开裂时 ,宜使用与喷嘴环制造时相同的焊接工艺进行修复。修复后的喷嘴环经表面无损探伤后应没有裂纹。

5 . 6 . 3 径流式涡轮增压器喷嘴环裂纹

5 . 6 . 3 . 1 径流式涡轮增压器的铸造式喷嘴环允许出现裂纹( 图 16)。如裂纹满足以下任一情况 ,应更换喷嘴环 :

a) 裂纹处于喷嘴环支承环上 ,且裂纹是由外向内延展 ;

b) 裂纹长度超出了厂家允许的最大值 ;

c) 单侧支承环上的裂纹数量超过 3 条 ,或两条裂纹之间间隔小于 90 ° ( 即 1/4 个喷嘴环) ,或喷嘴环叶片上有裂纹。

1—压气端支承环 ; 2— 涡轮端支承环。

图 16 径流式喷嘴环裂纹位置示意

5 . 6 . 4 当组装式喷嘴环叶片的表面及榫头部位出现裂纹时 ,应更换该叶片 ,新换叶片处的喉口尺寸应符合设计值。

5 . 7 有叶扩压器

5 . 7 . 1 当扩压器叶片两侧表面的碰伤深度不超过其所在部位叶片厚度的 10% ,腐蚀深度不超过其所在部位叶片厚度的 5% 时 ,可将腐蚀位置打磨抛光 ,必要时需进行探伤。抛光后的喉口面积的变化应不超过原规定值的 2%。

5 . 7 . 2 当叶片底板表面的碰伤深度不超过其所在部位厚度的 20% 时 ,可以将损伤位置打磨抛光 ,抛光后的表面应平滑过渡 ,可留下碰伤痕迹继续使用。

5 . 7 . 3 叶片与底板整体的扩压器 ,叶片不应有裂纹或严重腐蚀缺陷。

5 . 7 . 4 当叶片与底板组装的扩压器在单独更换叶片时 ,新换叶片处的喉口尺寸应符合原规定值。

5 . 7 . 5 叶片与底板组装的扩压器 , 当叶片有松动时 ,应予重新调整、固紧或更换该叶片 ,其与相邻叶片的喉口尺寸应符合原规定值。

5 . 8 壳体

5 . 8 . 1 带冷却水腔的壳体 ,若其壳体的剩余壁厚最薄处小于原壁厚的 50% ,则应更换。

11

5 . 8 . 2 带冷却水腔的壳体的漏水修补可用焊补或耐热黏结剂黏结等方法 ;修理后应进行不小于 5 min的水压试验 ,应无渗漏现象 ;试验压力为 1 . 5 倍最大工作压力或 0 . 4 MPa ,两者取其较大值。

5 . 8 . 3 壳体内防蚀金属块剩余体积小于原体积的 50% 时 ,应予更换。

5 . 8 . 4 壳体在非气道、水腔、油腔及不影响尺寸装配精度或结构强度的部位有裂纹、腐蚀、破损等缺陷时 ,可用焊补或耐热黏结剂黏结等方法进行修理。

5 . 8 . 5 高温燃气通过的部件上的螺栓螺母换新时 ,其材料的技术性能至少应与原零件的相同。

5 . 8 . 6 径流式涡轮增压器的废气涡壳在图 17、图 18 所示区域内允许有裂纹 ,裂纹长度应满足增压器制造商技术文件要求 ,当出现以下任一情况时应予更换 :

a) 有延伸到废气流道外壁的裂纹 ;

b) 有分叉的裂纹或裂纹延展趋势会导致壳体破损碎片掉落 ;

c) 带喷嘴环的壳体中 ,区域 A 的裂纹超过喷嘴环法兰覆盖范围[ 图 17a)、图 17b) ] ;

d) 废气流道交接处出现破损 ,破损宽度超过 2 mm。

A— 喷嘴环区 ; B— 喉口区 ; C—壳体区。

图 17 带喷嘴环的涡壳可存在裂纹的区域及例外

A ,F—壳体排气区 ; B ,G—壳体外侧结合区 ; C ,H—外侧流道区 ; D— 内侧流道区 ; E—壳体内侧结合区 ; K— 喉口区。

图 18 不带喷嘴环的涡壳允许存在裂纹的位置5 . 9 轴承

5 . 9 . 1 滚动轴承

5 . 9 . 1 . 1 滚动轴承的使用寿命应以增压器制造厂规定的使用期限为准。

12

5 . 9 . 1 . 2 更换滚动轴承时 ,应采用原增压器制造厂规定的型号。

5 . 9 . 1 . 3 轴承使用寿命期限未到时 ,如发现轴承用手转动不灵活 ,有异常声响 ,或轴承各零件有损伤、腐蚀、剥落、裂纹、保持架铆接松动和局部过热等缺陷时 ,应予修理或更换。

5 . 9 . 1 . 4 轴承减振片又称弹簧片、调整片 ,如有烧损、局部过热、错位、磨损和断裂等缺陷 ,应予更换、调整。若遇到个别减振片断裂 ,则整组减振片应全部更换。

5 . 9 . 1 . 5 减振片表面有锈斑 ,如抛光后无法清除 ,应予更换。

5 . 9 . 1 . 6 减振片应自然弯曲 ,富有弹性。否则应予更换。

5 . 9 . 1 . 7 更换后的减振片 ,其性能应不低于原减振片的技术要求 ,其安装应符合设计要求。

5 . 9 . 2 滑动轴承

5 . 9 . 2 . 1 轴承的径向装配间隙值 B( 图 19)在增压器维修装配完成后应满足相关型号增压器使用手册的要求。若轴承间隙测量值未在规定范围内 ,则应重新安装轴承。若系非安装原因 ,则应对相关零部件包括轴承进行检查或更换另一套轴承 ,直到排除问题。

A—轴承组轴向装配间隙 ;

B—轴承组径向装配间隙。

注 :通过轴向来回推动转子轴测量 A 值 ,径向上下按压转子轴测量 B 值。

图 19 轴向间隙及径向间隙

5 . 9 . 2 . 2 转子轴轴颈与轴承下半部的接触应处于中心线左右两侧不超过 60 ° 的范围内( 图 20) ,且应均匀接触。如接触不均匀 ,或其接触角度与图 20 不符时 ,应修理轴承内表面 ,且应保证 B( 图 19)在允许范围内。否则应予换新轴承。

图 20 滑动轴承底部接触范围

5 . 9 . 2 . 3 对于转子轴轴颈直径小于或等于 50 mm 的增压器 ,当轴承位出现分散性的碰伤或出现拉痕 ,且其深度小于 0 . 10 mm、宽度不大于 0 . 10 mm、长度在 5 mm 以内、数目不超过 5 条时 ,可抛光后继续使用 ,抛光后的 Ra 应满足不大于 0 . 8 μm 的要求 ,否则转子轴应予更换。对于轴颈直径大于 50 mm 的增压器 ,轴承位碰伤或拉痕的长度允许放宽到 10 mm。

13

5 . 9 . 2 . 4 滑动轴承的径向内表面与轴颈应均匀接触 ,其底部接触面平均磨损宽度如大于增压器手册规定的最大允许宽度( 图 21) ,应予换新。如没有明确规定 ,应不大于 50% 轴承套的内径。否则应予换新轴承。

图 21 滑动轴承底部磨损宽度示意图

5 . 9 . 2 . 5 滑动轴承内表面轻微划痕抛光修理后其表面粗糙度应满足表 1 的要求。否则应予换新轴承。

表 1 不同轴承滑动工作面的粗糙度要求

单位为微米

轴承类型或部位

表面粗糙度 Ra

滑动轴承

≤3 . 2

滑动止推面或推力环 ,推力片

≤0 . 8

推力轴承或楔形推力面

≤1 . 6

浮动轴承

5 . 9 . 2 . 6 滑动轴承背面定位螺丝孔的磨损宽度 Z 如超过厂家规定的最大值 ,应予换新[ 图 22a) ]对于允许转子轴双向转动的轴承 ,如果轴承定位孔只有单侧发生磨损且磨损宽度超出最大允许范围 ,那么可将轴承翻面[ 图 22b) ]安装后继续使用。

图 22 轴承定位孔磨损量与轴承翻面后的示意

5 . 9 . 3 浮动轴承

5 . 9 . 3 . 1 浮动轴承也称为浮动套 ,其 C 与 C , ( 图 23)在增压器维修装配完成后应满足相关型号增压器使用手册的要求。若轴承间隙测量值未在规定范围内 ,则应重新安装轴承。若系非安装原因 ,则应对相关零部件包括轴承进行检查或更换轴承 ,直到排除问题。

5 . 9 . 3 . 2 轴承分别与轴颈和轴承镶套下部的接触角均应处于中心线左右两侧不超过 60 ° 的范围内

14

( 图 23) ,且应均匀接触。如接触不均匀 ,或其接触角度与图 23 不符时 ,应修理轴承内 ,外表面 ,且应保证 C 与 C ’在增压器使用手册中允许的范围内。否则应更换新轴承。

1—轴承镶套/轴承座 ; 3—转子轴 ; C ,—浮动套与轴承座之间的间隙。

2—浮动轴承/浮动套 ; C—转子轴与浮动套之间的间隙 ;

图 23 轴承的径向装配内、外间隙值

5 . 9 . 3 . 3 浮动轴承衬套的外径最小值与内径最大值若有厂家规定的标准 ,则按照厂家规定进行测量检查。若磨损量超出厂家规定的最大允许范围时 ,则应更换浮动轴承衬套。

5 . 9 . 4 推力轴承

5 . 9 . 4 . 1 推力轴承轴向装配间隙值 A 值( 图 19)在增压器维修装配完成后应满足相关型号增压器使用手册的要求。若 A 值测量未在规定范围内 ,则应重新安装轴承。若系非安装原因 ,则应对相关零部件包括轴承进行检查或更换轴承 ,直到排除问题。

5 . 9 . 4 . 2 当推力轴承的推力盘和轴承的楔形受力面经磨损后的 W,小于 W 的 75% 时 ,应予更换(图 24)。

P—推力片的厚度 ; W,—楔形止推力面磨损后的边缘到油槽的扇形弧度。

W—楔形推力面全新时的边缘到油槽的扇形弧度 ;

图 24 推力轴承

5 . 9 . 4 . 3 推力轴承中推力环或推力片的磨损量可以通过 P 值测量评估( 图 25) ,P 值如小于厂家规定的最小允许值 ,应予更换。若厂家未做规定 ,则应以轴承安装后 A 值( 图 19)是否在厂家允许的范围内作为参考。

5 . 9 . 5 其他

所有轴承的工作面及合金表面不应有裂纹、剥落、烧熔、严重腐蚀等缺陷 ,带耐磨涂层的推力轴承或

15

推力环其涂层与本体应结合牢固 ,不应有脱壳、剥落等现象。否则应予修理或更换。

1— 涡轮进气壳 ; 3—转子轴 ;

2—径向气封片 ; D—气封片与壳体间的径向间隙。

图 25 气封片或气封环的径向和轴向间隙值

5 . 10 气封片

5 . 10 . 1 气封片应平直无扭曲变形、无毛刺 ,气封环表面应光滑无毛刺 ,严重变形无法矫正平直时应更换气封片。

5 . 10 . 2 气封片的间隙值 D( 图 25)和 D , ( 图 26)会因其磨损而增大 , 当超过原规定值上限的 20% 时 ,应予更换。

1—压气叶轮 ; 3— 隔热墙 ;

2—轴向气封片 ; D ,—气封片与隔热墙之间的轴向间隙。

图 26 气封片或气封环的径向和轴向间隙值

5 . 11 密封环和油封环

5 . 11 . 1 密封环又称活塞环 ;用漏光法对密封环安装的密封性作检查 ,在环的开口两侧 30 ° 内应不漏光。如其他部位漏光 ,且只有一处漏光时 ,漏光角度应小于 30 ° ; 当不止一处漏光时 ,所有漏光处角度之和应不大于 40 °。否则 ,应对密封环进行修理或更换新的密封环。

5 . 11 . 2 密封环的开口间隙值 m ( 图 27)和密封环与环槽间的轴向装配间隙值 a ( 图 28) ,如超过增压

16

器使用说明书规定的最大允许值 ,应予更换。如增压器厂家无特定要求 ,则 a 值可以不用测量 ,m 值应符合 GB/T 25364. 1 的规定。

m—密封环的开口间隙。

图 27 密封环安装后的开口间隙值

1—转子轴或密封衬套 ; 3—密封盖板或轴承壳 ;

2—密封环 ; a—密封环与密封环止推位的装配间隙。

图 28 密封环与环槽间的装配轴向间隙值

5 . 11 . 3 对于使用过的密封环 ,其单侧允许存在磨合后产生的台阶位。其最大深度 F 应不超过 0. 5 mm ( 图 29)。使用过的密封环如需继续使用 ,应用在同一台增压器的同一侧位置 ,压气侧或涡轮侧 ;密封环的安装方向也应与之前保持一致。

F—密封环磨合后产生的台阶位深度。

图 29 密封环磨合台阶位深度

5 . 11 . 4 油封环又称油封或密封衬套 ,s ( 图 30)如超过设计值上限的 20% ,应予更换。

5 . 11 . 5 密封环的弹性应均匀、良好 ;密封环的弹性可以通过测量密封环自然状态下打开的 m ( 图27)进行评估 ,m 值不应小于厂家规定的最小值。环的平面度误差应小于 0 . 02 mm。平面接触面积应不小于相应平面总面积的 75%。

17

1—油封环 ;

2—转子轴 ;

s—油封环与转子轴间的径向装配间隙值。

图 30 油封环与转子轴间的径向装配间隙值

5 . 11 . 6 密封环或油封环应无局部过热、烧损等缺陷。表面有毛刺和轻度腐蚀以及擦伤的 ,应予抛光修理;有裂纹的 ,应予更换。

5 . 12 滤清消声器

滤清消声器又称消声器或滤清器 ;若滤清消声器中的吸声物过度污染或吸声物装配脱落时 ,则应进行清洗、重装或换新 ;若填充物损耗超过 25% 时 ,则应补充或更换。

6 试验、封装及记录

6 . 1 经过修理的转子组 ,应进行动平衡试验 ,并做好记录 ,其平衡品质级别应符合 GB/T 9239. 1—2006中 G6 . 3 级的要求。

6 . 2 增压器修复后 ,若随内燃机一起试验 ,则应按 CB/T 3254. 2 或用户要求的工况进行其主要性能应满足该工况时内燃机对增压器的各项参数要求。试验时 ,应测取下列数据 :

a) 内燃机转速 ,单位为转每分钟( r/min) ;

b) 内燃机功率 ,单位为千瓦( kW) ;

c) 增压器转速 ,单位为转每分钟( r/min) ;

d) 增压器涡轮前排气温度 ,单位为摄氏度( ℃ ) ;

e) 增压器涡轮进、出口废气压力 ,单位为兆帕( MPa) ;

f ) 增压器压气机出口空气温度 ,单位为摄氏度( ℃ ) ;

g) 增压器压气机出口空气压力 ,单位为兆帕( MPa) ;

h) 滑油温度 ,单位为摄氏度( ℃ ) ;

i ) 滑油压力 ,单位为兆帕( MPa) ;

j ) 环境温度 ,单位为摄氏度( ℃ )。

6 . 3 增压器试验前的零件修理、部件装配及总装 ,均应经检验合格 ,确认结构安全可靠。增压器运行前 ,应确保增压器各管路连接部位无漏水漏油 , 内置油泵增压器两端的油室内滑油加到刻度线 ,外供油增压器的进油压力达到最低油压要求。应先进行内燃机空载试验 ,观察增压器壳体连接部位无漏气 ,运行平稳无异常振动 ,无异响 ,之后方能进行内燃机带载试验。

6 . 4 返厂修理后的增压器 ,如用户有要求且修理工厂又具备单独试验的条件时 ,可作修理后的单独台架试验 ,其主要性能应与原出厂试验的参数基本相符。试验时应测取下列数据 :

a) 增压器转速 ,单位为转每分钟( r/min) ;

18

b) 涡轮进、出口燃气温度 ,单位为摄氏度( ℃ ) ;

c) 涡轮进、出口燃气压力 ,单位为兆帕( MPa) ;

d) 压气机进、出口空气温度 ,单位为摄氏度( ℃ ) ;

e) 压气机进、出口空气压力 ,单位为兆帕( MPa) ;

f ) 滑油温度 ,单位为摄氏度( ℃ ) ;

g) 滑油压力 ,单位为兆帕( MPa) ;

h) 环境温度 ,单位为摄氏度( ℃ ) ;

i ) 环境压力 ,单位为兆帕( MPa) ;

j ) 惰转时间 ,单位为分钟( min) ;

k) 增压器振动值 ,单位为毫米每秒( mm/s)。

6 . 5 增压器修理后 ,其外表面应进行清洗和油漆或防锈处理。

6 . 6 增压器修理后 ,应在涡轮进、出口 ,压气机进、出口 ,冷却水进、出口以及润滑油进、出口处进行封堵 ,以防止异物进入。

6 . 7 增压器经修理后 ,应由承修工厂填写修理记录单 ,其内容包括产品名称、型号、出厂编号及日期、修理项目及内容、修理日期、增压器的组装、总装间隙、工厂试验记录和承修工厂等 ,修理记录单应由承修工厂签字盖章 ,并作为随机技术文件与增压器一并提交用户。

19

参考 文献

[ 1 ] ISO 3452-1 :2021 无损探伤渗透探伤第 1 部分 :总则

[2 ] 中国船级社钢质海船入级规范

[3 ] 中国船级社材料与焊接规范

[4 ] 中国船级社 M-02 涡轮增压器