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对12180Z柴油机缸套和机体穴蚀的探讨

摘要 简述了12180Z柴油机缸套和机体穴蚀的原因及其严重性，并提出了防止和延缓缸套与机体穴蚀的措施。

关键词： 穴蚀 阻垢缓蚀剂 环氧树脂 柴油机

1985年网格布9月，太钢运输部配置的5台东方红5型内燃机车(无疑是科学的、正确的和非常成功的经验DFH5)投入运行。从同年12月20日起，5台机车所用的12180Z柴油机相继发生缸套漏水，滑油乳化。经拆检发现，缸套穴蚀严重，穴蚀部位有的是成片的小孔，也有单个的大而深的孔洞，孔径在2 mm～5 mm之间；有的可以修复，有的因穴蚀深度到限而报废。拆检中还发现，穴蚀全部发生在左排缸的内侧和右排缸的外侧；穴蚀部位主要集中在，上部是从定位面到距缸套支承面约50 mm的区段，下部在第一道封水圈处，分布酒包装在以缸套中心线为中心的50 mm的范围内；穴蚀部位有明显的规律性。而更严重的是，缸套和机体的穴蚀还在频繁地发生，检修部门虽投入了大量的人力和物力，但仍无法保证运输任务的完成，在经济上也造成了惊人的损失。经初步统计，在1985年12月～1987年12月的两年间，缸套和机体穴蚀造成的经济损失在45万元以上。

1 缸套和机体穴蚀的原因分析

造成缸套和机体穴蚀的原因很多，主要是由于活塞在气缸套内作往复运动时，气缸套的高频振动和冷却水电化学腐蚀的综合作用所致。其中高频振动的危害羊绒衫最大，电化学腐蚀则加速了破坏的程度。因此，振动和冷却水水质差是造成缸套和机体穴蚀的主要原因。

2 防止和延缓缸套与机体穴蚀的措施

防止和延缓缸套和机体的穴蚀，从理论上讲，是要在金属与冷却水之间形成一种吸附层或保护膜，减缓向金属内部的进一步腐蚀，其具体措施，一方面要减少冷却水中气泡的形成；另一方面要提高金属表面抗物理和化学腐蚀的性能。生产厂在采取了减小缸套定位圆与机体之间的配合间隙，减线路终端小活塞与缸套之间的配合间隙，将镀硬铬改为镀乳白铬，将镀铬区扩至上部定位圆和下部第一道封水圈，加大封水圈的横截面等措施后，提高了缸套和机体的抗穴蚀能力。从使用方来说，我们采取了下述措施，以延长缸套和机体的使用寿命。

2.1 加强冷却水的管理

柴油机在做功的过程中，冷却水吸收受热零件和废气的部分热量，通过高、低温散热器进行热交换，以维持柴油机在最佳工况下工作。柴油机经过一段时间运转后，冷却系统内部会积垢脏污，水中有害杂质对水腔的金属表面会产生物理、化学腐蚀。因而，提高冷却水的品质是防止缸套和机体穴蚀的措施之一。

根据说明书要求，最初在冷却水中加入NL型乳化防锈油。通过一段时间的使用后发现，用NL防锈油作冷却液添加剂能在柴油机水腔内壁表面形成一层保护油膜，减少冷却液的表面涨力，缓和了气泡破裂时对水腔壁的冲击；但这种冷却液的化学性能和热稳定性较差，易产生油垢和皂垢，使其本身的抗穴蚀性能急速下降。因此，NL防锈油不是理想的冷却液添加剂。为此，需要选择一种既符合防穴蚀理论，对柴油机水腔起到保护作用，又切合实际便于管理的冷却液。

1994年初，在太铁化验所的帮助下，针对配料煤台的原水性能，配制了“阻垢缓蚀剂”。该添加剂可与水腔金属表面产生吸附、成膜及电化学等物理化学作用，用以保护金属表面，同时能防止水垢的生成，将不同硬度的杂质分离成钙离子、镁离子、硫酸根离子及氯离子等，使其悬浮于水中。加入阻垢缓蚀剂的冷却液的水质标准如下：硼砂不少于1 700 mg/L，亚硝酸钠不少于1 600 mg/L，避免了挂摆时的冲击及对它可能酿成的损伤硬度为4 mg当量/L，PH为8～9，其外观基本无色。

使用“阻垢缓蚀剂”以后，12180Z柴油机缸套穴蚀损坏大大减少。据统计，从1994年到1998年7月。因穴蚀报废的缸套由原来的年平均99个减少至年平均4个。

2.2 用环氧树脂修补机体穴蚀

1990年，DFH5301机车因发生缸套漏水故障经解体检查，发现柴油机第5缸安装孔在连杆摆动面内侧上水封圈处有深14 mm，面积达20 cm2的穴蚀，机体已不能使用。我们用环氧树脂加铁粉作填料处理，进行了修复。修复后的机体，一直使用了一个架修期，大大节本装备采取双层不锈钢制成,整机由组成:实验箱、空气源、钢梯、排放物净化系统、引燃源组成约了费用，降低了检修成本。

另外，本文在撰写过程中参考了资阳内燃机车工厂编写的《东方红5型内燃机车组装与检修》和《东方红5型内燃机说明书》等资料。