Содержание к диссертации
Введение
1. Современное представление о кавитационных процессах в полостях охлаждения судовых ДВС
1.1. Теоретические и физические основы кавитационных процессов 10
1.2. Кавитационно-коррозионные разрушения в полостях охлаждения СДВС 30
1.3. Моделирование кавитационных процессов в полостях охлаждения 39
2. Методики расчёта и численное моделирование кавитационных разрушений цилиндровых втулок СДВС 45
2.1. Анализ и выбор методики расчета кавитационных процессов 45
2.1.1. Расчет предельных кавитационных разрушений цилиндровых втулок по методике ЦНИДИ 45
2.1.2. Расчетный метод определения потерь массы при кавитационном разрушении Аскарова М.А 48
2.1.3. Расчетный метод кавитационно-эрозионного разрушения кумулятивными микропотоками 50
2.1.4. Метод расчета кавитационно-эрозионного разрушения металлов в коррозионно-активных средах 56
2.2. Численное моделирование кавитационно-коррозионных процессов в полостях охлаждения 60
2.2.1. Расчёт частоты свободных колебаний цилиндровых втулок 60
2.2.2. Определение амплитуды колебаний втулок 63
2.2.3. Определение ускорения колебаний втулки 66
2.2.4. Определение потери веса втулок при кавитационном разрушении 66
2.2.5. Определение предельно допустимого времени работы втулок до замены по причине навигационных разрушений 68
3. Экспериментальные исследования 74
3.1. Экспериментальная установка 74
3.2. Условия проведения экспериментальных исследований 78
3.3. Методика проведения экспериментов 81
3.4. Планирование эксперимента 86
3.5. Влияние температуры и давления в полости охлаждения на разрушение образцов 97
4. Результаты экспериментальных исследований и анализ данных 98
4.1 Определение потери массы образцами 98
4.2. Определение микротвёрдости поверхности образцов 102
4.3. Определение твёрдости поверхности образцов 108
5. Разработка и реализация компьютерной программы 112
Заключение 120
Список использованных источников 123
Приложения
- Кавитационно-коррозионные разрушения в полостях охлаждения СДВС
- Расчет предельных кавитационных разрушений цилиндровых втулок по методике ЦНИДИ
- Условия проведения экспериментальных исследований
- Определение микротвёрдости поверхности образцов
Введение к работе
В силу сложившихся экономических условий контроль процессов эксплуатации СДВС на судах, осуществляющих морские перевозки, а также судах флота рыбной промышленности Каспийского бассейна, носит весьма формальный характер. Режимы эксплуатации не всегда соответствуют паспортным параметрам СДВС, качество и состав используемой охлаждающей воды во внутреннем контуре полости охлаждения не соответствуют эксплуатационным требованиям. В полостях охлаждения многих СДВС присутствуют значительные отложения механических примесей, накипи, продуктов коррозии, что свидетельствует об использовании забортной необработанной воды.
Эти обстоятельства изучены на более 20 главных СДВС транспортных судов смешанного плавания и рыбопромыслового флота Каспийского бассейна и показали, что в наибольшей степени кавитационно-коррозионному разрушению подвержены водоомываемые поверхности цилиндровых втулок. Так, например, интенсивность разрушений чугунных цилиндровых втулок СДВС типа NVD-48 значительна и они проявляются уже через 3-5 тыс. часов наработки с последующим непрерывным нарастанием до предельного
состояния к 12 -15 тыс. час. наработки. По износу зеркала цилиндровой втулки из серого чугуна СЧ25 предельное время работы на таких СДВС до 30 тыс. час, а по кавитационно-коррозионному разрушению охлаждаемой поверхности в 1,5-2 раза меньше. В тоже время такими СДВС оснащено более 80% судов Волго-Каспийского бассейна и отсутствие системы прогнозирования кавитационных процессов и контроля качества эксплуатации охлаждаемых полостей влечет экономические потери и становится одной из проблем безопасности плавания судов.
Возможность численного и экспериментального моделирования кавитационно-коррозионных процессов в полостях охлаждения позволяет решить проблемы эксплуатации СДВС с учетом существующих условий, что является в настоящее время актуальным.
Цели исследования: разработка системы моделирования кавитационно-коррозионных процессов в полостях охлаждения, научно обоснованного прогноза предельного времени работы цилиндровых втулок СДВС по параметрам кавитационных разрушений с учетом существующих условий эксплуатации.
Задачи исследования. Для реализации поставленной цели определены задачи исследования:
анализ существующих кавитационно-коррозионных разрушений цилиндровых втулок и условий эксплуатации охлаждающих полостей СДВС;
анализ и выбор методики расчёта кавитационно-коррозионного разрушения с учетом параметров и состава охлаждающей воды;
разработать программное обеспечение численного моделирования кавитационного разрушения чугунных и стальных цилиндровых втулок по предельному времени износа в течение жизненного цикла и на текущий период эксплуатации;
провести численное моделирование навигационного разрушения цилиндровых втулок наиболее распространённых СДВС флота Каспийского бассейна, с учётом параметров и состава охлаждающей воды;
разработать испытательный стенд и методику экспериментального исследования кавитационных процессов при имитационных параметрах вибрации образцов и охлаждающей воды при воздействии магнитострикционного преобразователя;
провести планирование полного факторного эксперимента с оценкой влияния на кавитационные разрушения образцов температуры охлаждающей жидкости и давления в полости охлаждения;
провести визуальные наблюдения и цифровую съемку кавитационных процессов и разрушения стенки образцов в модельной установке на разных режимах испытаний образцов металлов;
выполнить контроль микротвердости стенки образцов металлов на разных режимах их испытаний;
разработать систему прогнозирования предельного времени работы цилиндровых втулок по параметрам кавитационно-коррозионного разрушения их водоомываемой поверхности.
Методы исследования. Методологической базой моделирования кавитационных процессов приняты методы и методики учёных и исследователей: Н.Н. Иванченко, А.А. Скуридина, М.М. Абачараева, М.С. Стечишина, А.П. Пимошенко, В.А. Акуличева, Л.И. Погодаева, В.П. Родионова, Б.Г. Щебланова, А.П. Шишкина, Ю.А. Гривина, Г.И. Кувшинова, П.П. Прохоренко, Н.Н. Кондратьева, В.В. Яковлева и др.
Для организации и качественной достоверности экспериментальных исследований использован метод планирования эксперимента. Получено уравнение регрессии, на основе которого определено влияние температуры и
давления в полостях охлаждения цилиндров СДВС на навигационные процессы.
Моделирование навигационных разрушений проводилось на экспериментальном стенде с использованием магнитострикционных методов создания вибрации образцов для имитации кавитационных разрушений в соответствии с требованиями ГОСТ 30480-97 «Обеспечение износостойкости изделий. Методы испытаний на износостойкость. Общие требования».
При наблюдении процессов зарождения кавитационных каверн и последующего разрушения твёрдой стенки на разных режимах испытаний металлических образцов использованы методы цифровой фото- и видеосъёмки. Научная новизна.
разработана универсальная методика численного моделирования кавитационно-коррозионного разрушения и определения предельного времени работы цилиндровых втулок СДВС с учетом условий их эксплуатации;
впервые выполнены модельные испытания образцов из серого чугуна СЧ25, стали СтЗ, алюминиевого сплава АЛ9 на новом экспериментальном стенде, имитирующем реальные кавитационные процессы в полостях охлаждения;
экспериментальным путем получены данные об изменениях
механических свойств поверхности образцов материалов по параметру микротвёрдости при разных режимах кавитационно-коррозионных разрушений поверхности;
разработан новый алгоритм и компьютерная программа численного моделирования кавитационно-коррозионных разрушений цилиндровых втулок СДВС в течение всего жизненного цикла и на текущий период эксплуатации;
проведено численное моделирование кавитационно-коррозионного разрушения цилиндровых втулок СДВС типа NVD-48 разных модификаций.
Практическая ценность работы. Разработана компьютерная программа, которая обеспечивает накопление данных о параметрах детали, условиях эксплуатации и параметрах в полости охлаждения, осуществляет расчет предельного времени возможной работы цилиндровых втулок по кавитационному износу. Программа является частью информационной системы о техническом состоянии СДВС на основе СALS-технологии. Информационное сопровождение обеспечит судовладельцев, инспекции Регистра Судоходства России и судоремонтные предприятия возможностью безразборной оценки технического состояния цилиндровых втулок СДВС в любой момент времени их эксплуатации.
На основе численного моделирования получены практические данные влияния режима, условий эксплуатации и состава воды на предельное время работы по кавитационно-коррозионному износу поверхности цилиндровых втулок СДВС типа NVD-48 разных модификаций.
Личный вклад автора. Основные теоретические и экспериментальные результаты получены в период с 2000 по 2005 г. лично автором. Экспериментальные исследования механических свойств поверхностей образцов металлов проводились в лаборатории по изучению износов и испытаниям материалов ОАО АЦКБ при консультировании директором лаборатории к.т.н., доцентом Н.Н. Кондратьевым. Автор выражает ему свою благодарность.
Реализация результатов исследования. Результаты работы приняты к внедрению в Балтийской государственной морской академии рыбопромыслового флота (г.Калининград) в учебном процессе и научной работе студентов и аспирантов.
Данные исследований используются в учебном процессе АГТУ при подготовке морских инженеров и в научной работе студентов и аспирантов.
Результаты исследований переданы в ОАО «Каспрыбхолодфлот», ЗАО СРЗ им. В.И.Ленина г. Астрахани для использования в работах по оценке технического состояния СДВС и прогнозирования объемов ремонта двигателей судов Каспийского бассейна.
Апробация работы. Основные научные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры «Судовые энергетические установки» АГТУ; заседаниях Учёного совета института Морских технологий, энергетики и транспорта АГТУ; ежегодных научно-технических конференциях АГТУ (г.Астрахань 2000-2004г.); научно-технической конференции «Луканинские чтения. Проблемы развития автотранспортного комплекса» (МАДИ(ГТУ), 2003г.); пятой международной конференции и выставке по морским интеллектуальным технологиям «Моринтех-2003» (СПб. 2003); "Юбилейной XV Международной Интернет-конференции молодых ученых, аспирантов и студентов по современным проблемам машиноведения" (Институт машиноведения им. А.А.Благонравова РАН, 2003); научно-технической конференции «Проблемы динамики и прочности исполнительных механизмов и машин» (АГТУ, 2004); "XVI Международной Интернет-конференции молодых ученых, аспирантов и студентов по современным проблемам машиноведения" (Институт машиноведения им. А.А.Благонравова РАН, 2004).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ.
Структура и объём диссертационной работы. Диссертация состоит из ведения, 5 глав и заключения, изложена на 122 страницах основного текста; содержит 49 рисунков, 17 таблиц, перечень использованных источников из 102 наименований, 5 приложений.
Кавитационно-коррозионные разрушения в полостях охлаждения СДВС
Кавитационные разрушения омываемых охлаждающей жидкостью поверхностей СДВС остаются актуальной проблемой для изучения и разработки методов прогнозирования предельного времени безопасной работы деталей. При перекладке поршня из ВМТ в НМТ происходит его удар о цилиндровую втулку. Ударный импульс вызывает местные упругие деформации в виде радиальных и продольных колебаний изгиба [18]. Колебания втулки возбуждают звуковые и ультразвуковые колебания в кольцевом слое охлаждающей жидкости и попеременному её растяжению и сжатию, что в свою очередь приводит к появлению кавитационных процессов в полости охлаждения. При захлопывании кавитационных пузырьков вблизи твёрдой поверхности (блок цилиндров, цилиндровая втулка) образуются кумулятивные струи, которые с высокой энергией ударяют по ней с давлением 1000-1500 МПа (например, прочность чугуна рассчитана на 200-400 МПа) [18]. Если наибольшие напряжения на микроповерхности превышают предел текучести металла, то в поверхностных слоях возникает явление наклёпа, приводящее к образованию и развитию микротрещин. В результате, из-за повторяющихся ударов кумулятивных струй, частицы металла, ограниченные сеткой микротрещин выкрашиваются и выламываются. Одновременно с этим на поверхности металла происходят химические, электрохимические и тепловые процессы.
Изучение кавитационных разрушений цилиндровых втулок дизелей марки NVD 48, выполненных из серого чугуна СЧ25 с пластинчатым графитом имеют толщину стенки 18 мм — фирменные втулки и 30 мм — утолщенные втулки различного производства. На различных типах судов Каспийского бассейна используются 6 и 8 цилиндровые СДВС типа: NVD 48А, NVD 48A-U, NVD 48A-2U. Конструктивно цилиндровые втулки NVD 48A-2U отличаются от втулок NVD 48A, NVD 48A-U конфигурацией верхнего бурта и способом обжатия бурта при закреплении втулки в блоке.
Наблюдения на судоремонтных предприятиях показали, что из-за кавитационных разрушений цилиндровых втулок срок их службы сокращается в 1,5-2 раза, существенно снижается надёжность эксплуатации главных двигателей судов смешанного плавания, возрастает объём ремонтных работ двигателей и непроизводительные простои судов.
Проведено обследование 25 СДВС, 104 чугунных цилиндровых втулок, 102 стальных цилиндровых втулок, 17 моноблоков из алюминиевого сплава. Установлено, что наиболее опасные разрушения появляются на верхней части водоомываемой поверхности и под посадочным буртом втулки в плоскости качания шатуна со стороны удара поршня при перекладке его из ВМТ в НМТ. Главный двигатель 8NVD 48А с заводским номером 852421 на момент исследований находился на ремонте в судоремонтном заводе им. В.И.Ленина г. Астрахани.
На поверхности всех втулок наблюдались кавитационные разрушения. В табл. 1.2 видно, что минимальное время работы цилиндровой втулки 8 цилиндра составляет 2522 часа, при этом глубина максимальных кавитационных разрушений составляет 6 мм, а максимальная наработка цилиндровой втулки 1 цилиндра - 15561 час, с глубиной кавитационных разрушений до 16 мм.
Главный двигатель 8NVD 48A-U с заводским номером 851751, на период исследований он находился в ремонте на судоремонтном заводе им. В.И.Ленина г. Астрахани. В приложении 1 приведены фотографии блока цилиндров и цилиндровых втулок. Наработка дизеля после капитального ремонта составила 19383 часа. Максимальные кавитационные разрушения были обнаружены под посадочным буртом цилиндровой втулки 3-го цилиндра {Рис. 12 а), при диаметре кратеров около 3-4 мм их глубина составляла 16 мм (Табл. 1.4.). Такие разрушения опасны тем, что, объединяясь в пояса разрушений под буртом, как, например, у втулки 2-го цилиндра (Рис. 12 б), могут привести к появлению трещин под ним или даже отрыва цилиндровой втулки.
Исследование кавитационных процессов непосредственно на реальном объекте СДВС является очень сложным, длительным и дорогостоящим процессом. Поэтому ряд исследователей использовали разные способы имитационных испытаний на кавитационные разрушения. Более того кавитационные процессы в полостях охлаждения СДВС судов Каспийского бассейна сопровождаются значительным влиянием коррозионных воздействий. Связано это с качеством эксплуатации и режимами работы судов смешанного плавания. Учитывая многофакторное влияние целесообразно для исследований кавитационных процессов использовать численное и экспериментальное моделирование, т.е. ускоренные испытания на физических моделях с изучением влияния разных факторов на зарождение и развитие процессов кавитации.
Методы имитации кавитационных разрушений поверхности цилиндровых втулок СДВС представлены в работах [35, 82, 83, 36, 84 и др.] и могут быть классифицированы следующим образом: испытание на ударно-эрозионном стенде; испытание в гидродинамических трубах; испытание на установке с вращающимся диском; кавитационные испытания с помощью магнитострикционного вибратора; испытание с помощью поршневых ударно-эрозионных установок; кавитационно-усталостные испытания.
Расчет предельных кавитационных разрушений цилиндровых втулок по методике ЦНИДИ
К анализу приняты методики расчета кавитационных процессов, позволяющих оценить интенсивность и последствия кавитационных разрушений металлических поверхностей в полости охлаждения СДВС. В зависимости (2.1.) влияние таких параметров, как газовый состав охлаждающей жидкости, наличие присадок повышающих демпфирующие свойства охлаждающей жидкости и величина давления в системе охлаждения СДВС не учитывается. По формуле наиболее точно проводится расчет предельного времени работы стальных цилиндровых втулок. В тоже время построение зависимости (2.1.) с безразмерными коэффициентами позволяет путем их корреляции или введением новых безразмерных коэффициентов учитывать многие реальные условия современной эксплуатации СДВС, в том числе для втулок из наиболее часто применяемого серого чугуна. Так, на основе анализа состояния эксплуатации и кавитационных разрушений СДВС судов Каспийского бассейна целесообразно ввести безразмерные коэффициенты: кр - учитывающий величину давления в полости охлаждения дизеля; кпр - учитывающий наличие присадок в охлаждающей жидкости; кг - учитывающий газовый состав охлаждающей жидкости.
Кавитационно-эрозионная стойкость материала обусловлена величиной межмолекулярных и атомных связей, способностью материала пластически деформироваться, сжиматься, подвергаться поверхностному наклепу. Автор [81] считает, что трудно оценить кавитационную стойкость, используя такие показатели, как твердость, ударную вязкость, предел текучести, предел выносливости. Эти показатели определяются при низких скоростях деформации, в то время как кавитационное разрушение происходит при очень высоких скоростях силового воздействия на металл. Поэтому основополагающим выдвигается, что сопротивление материала импульсным давлениям определяется способностью пропускать через себя энергию ударной волны.
Зависимость потерь объема от акустического сопротивления стали и чугуна [82] видно из анализа кривых, с увеличением содержания углерода до 1% растет как акустическое сопротивление, так и сопротивление кавитационному разрушению. При дальнейшем повышении содержания углерода в сплаве (для чугунов) оно снижается, т. к. снижается акустическое сопротивление. Зависимость (2.5) представляет интерес лишь с точки зрения приближенной сравнительной оценки кавитационной стойкости различных металлов и не может быть использована для расчета потерь массы, так как не учитывает влияние виброактивности цилиндровых втулок, температуры, давления, теплофизических свойств воды и динамических характеристик кавитационных пузырьков.
Метод предложен авторами [82], в основу которого положена гипотеза кавитационно-эрозионного разрушения цилиндровых втулок под действием кумулятивных микропотоков. Авторы метода решили задачу с позиций учета соотношения энергии силового воздействия и предельной энергии разрушения материала.
Поведение различных металлов в зоне кавитационного разрушения под воздействием кумулятивных струй описано в работах [3, 4]. Авторы основываются на кумулятивной гипотезе разрушения металла. Исследования кавитационных разрушений металлов показывает, что наиболее точно поведение материала в зоне силового воздействия может быть объяснено на основе структурно-энергетической теории разрушения материалов.
Время до визуально обнаруживаемой потери массы металла принято называть инкубационным периодом. За этот период в материале происходит накопление энергии разрушения, передаваемой извне ударами микропотоков воды. Инкубационный период - очень важная характеристика кавитационного разрушения. Он определяется интенсивностью силового воздействия микропотоков и механическими свойствами материала. При одиночных упругих деформациях разрушения происходить не будет.
Условия проведения экспериментальных исследований
При проведении испытаний на кавитационную стойкость различных образцов материалов идентичность условий эксперимента достигается: использованием образцов с одинаковой массой; выбором частотного режима вибрации образца при испытаниях и равенством амплитуд ускорения колебаний. Одинаковая масса образцов из разных металлов обеспечивается изготовлением образцов с различной толщиной пяты (части, подвергаемой кавитационному разрушению). Контроль амплитудно-частотных характеристик каждого из образцов осуществляется на основе построения графиков (рис.23). После построения графиков необходимо найти частоту, при которой амплитуды колебаний будут одинаковы, и принять этот режим для проведения испытаний. На рис.23 - это точка пересечения двух графиков.
Если же найденный таким образом режим не обеспечивает амплитуду колебаний достаточной величины или если испытанию подвергаются образцы из большого количества материалов с различным удельным весом, то можно прибегнуть к варьированию массами образцов или изменению амплитуды колебаний на резонансной частоте.
На резонансной частоте амплитуду колебаний можно изменять от нуля до максимального значения за счёт изменения мощности, подводимой к вибратору, т.е. изменением анодного тока. На рис.24 даны зависимости амплитуд колебаний от величины анодного питающего переменного тока.
Учёт влияния коррозионного воздействия авторы работ [28, 83, 87] осуществляли на основании расчёта скорости коррозии по экспериментально определённым потенциалам коррозии в пресной и морской воде при её неподвижном и подвижном состоянии, а в работе [35] представлен иной подход с испытанием трёх идентичных образцов в различных условиях с одинаковым временем нахождения образцов в воде.
Нами принят к использованию метод, который подробно описан в работе [38] и основан на чередовании коррозионного воздействия с кратковременным воздействием кавитации, воспроизводимой с помощью образца, размещаемого на конце магнитострикционного вибратора.
Методика проведения экспериментов предусматривает организацию кавитационного процесса при параметрах вибрации образцов и характеристиках потока охлаждающей воды в кавитационной камере, имитирующей полость зарубашечного пространства на соответствующих эксплуатационных режимах СДВС.
Подготовка к испытаниям металлических образцов осуществляется путем изготовления образца преимущественно из материала цилиндровой втулки на токарном станке. Кавитируемая поверхность образца имеет диаметр 15 мм, толщину 2 мм или больше для обеспечения равенства их массы. Для закрепления на волноводе магнитострикционного вибратора образец имеет резьбовую часть длиной 16 мм с резьбой М8 и контргайку для исключения его проворачивания и выпадения. Общий вид образца представлен на рис.25.
Продолжительность испытаний одного образца определяется опытным путём в зависимости от механических свойств материала, частоты и амплитуды ультразвуковых колебаний и с учетом опыта предыдущих исследователей кавитации на установках с магнитострикционным вибратором. Время испытаний образца выбиралось в диапазоне 1,5-3 часа. Исследуемые образцы подвергались кавитационному и кавитационно-коррозионному разрушению. Время испытаний в одном случае составляло 2 часа 30 минут. Во втором случае производилось чередование в виде повторяющихся циклов: 5 минут кавитационного и 24 часов коррозионного разрушений. Общее время эксперимента по каждому образцу соответственно составило 2 часа 30 минут кавитационного и 720 часов коррозионного разрушений.
Критерием оценки кавитационно-коррозионного разрушения образца металла является унос массы образца после кавитационного воздействия жидкостью в течение установленного времени и визуальная оценка кратеров, образовавшихся при кавитационном процессе, при помощи фотографирования и использовании микроскопа.
Определение микротвёрдости поверхности образцов
Разработана и реализована компьютерная программа для численного моделирования кавитационно-коррозионных разрушений цилиндровых втулок на основе предложенной универсальной методики с учетом экспериментальных данных и определенных на их основе корреляционных коэффициентов. Программный продукт разработан в СУБД Microsoft Access и обеспечивает накопление, хранение и выдачу параметров технического состояния цилиндровых втулок СДВС в течение их эксплуатационного цикла. Программный продукт включает входные и выходные формы (Рис. 44, Рис.45), расчёт параметров кавитации и прогноз предельного времени работы цилиндровых втулок СДВС при их кавитационно-коррозионных разрушениях и формирует необходимый отчёт.
Программа расчёта параметров кавитации и прогноза предельного времени работы цилиндровых втулок СДВС при их кавитационно-коррозионных разрушениях создана с помощью языка программирования Turbo C++ 3.0. Программа работает в операционных системах DOS, Win9x, Win ME, Win2k, Win XP. Код программы представлен в приложении 5.
В функции программы входит ввод данных, получение и хранение результатов. На этапе ввода данных задаются значения исходных данных, характеризующих геометрические размеры цилиндропоршневой группы и кривошипно-шатунного механизма, акустические параметры, параметры, характеризующие материал цилиндровой втулки, среднее эффективное давление и частоту вращения коленчатого вала. Программа позволяет определить предельное время работы цилиндровой втулки при кавитационных разрушениях, а также потерю массы на каждом из десяти временных циклов ее работы. Программа расчёта параметров кавитации и прогноза предельного времени работы цилиндровых втулок СДВС при кавитационно-коррозионных разрушениях позволяет определить предельное время работы цилиндровой втулки по параметрам кавитационно-коррозионных разрушений и потери массы на каждом из десяти промежуточных временных точек работы втулки. Программный продукт обеспечивает информационное сопровождение цилиндровой втулки в течение всего эксплуатационного цикла, является самостоятельным завершённым элементом CALS-технологии.
При помощи программного продукта проведено численное моделирование кавитационных разрушений цилиндровых втулок дизелей марки NVD48. Данные для входных форм и соответственно для численного моделирования были взяты из источника [31] и сведены в табл.5.1. Результаты, полученные в численном эксперименте, представлены в виде графиков {Рис. 46, 47, 48, 49) и сопоставимы с результатами, полученными при исследованиях кавитационных разрушений наружных поверхностей цилиндровых втулок двигателей NVD 48. В реальных условиях эксплуатации температура жидкости внутреннего контура системы охлаждения составляет 75-80 С, что соответствует 13-24 тыс. часов предельного времени работы утолщённых (h = 30 мм) цилиндровых втулок по причине кавитационных разрушений. Графики также показывают влияние температуры и давления на интенсивность кавитационных разрушений, а как следствие на предельное время работы цилиндровых втулок. Например, при давлении 0,3 МПа в системе охлаждения дизеля предельное время работы втулок цилиндров по причине кавитационных разрушений превышает предельное время работы по износу зеркала на всём температурном интервале (Рис. 49).
Результаты расчёта представлены графиками на рис. 46, 47, 48 показывают, что в рабочем диапазоне температур от 60 до 80 С в полости охлаждения интенсивность кавитационно-коррозионных процессов наиболее высокая, а предельное время работы цилиндровых втулок существенно снижается и не превышает 10-20 тыс. часов. Основные выводы по работе 1. Анализ современного состояния кавитационно-коррозионных разрушений в полостях охлаждения СДВС 104 чугунных и 102 стальных цилиндровых втулок, 17 моноблоков из алюминиевого сплава при эксплуатации СДВС судов Каспийского бассейна показал: - контроль процессов эксплуатации СДВС на судах, осуществляющих морские перевозки, а также судах флота рыбной промышленности Каспийского бассейна, не обеспечивает требуемую эффективность, а режимы эксплуатации не всегда соответствуют паспортным параметрам СДВС, качество и состав используемой охлаждающей воды во внутреннем контуре полости охлаждения не соответствует эксплуатационным требованиям; - в полостях охлаждения многих СДВС присутствуют значительные отложения механических примесей, накипи, продуктов коррозии, что свидетельствует об использовании забортной необработанной воды, это создаёт условия высокой интенсивности и обширных областей кавитационно-коррозионных разрушений шириной до 350 мм и высотой до 180 мм с глубиной кратеров от 12 до 18 мм.
