新型磁性濾器在輔機(jī)房試驗(yàn)臺(tái)的應(yīng)用

凌夕明

摘要：簡(jiǎn)述船用主機(jī)在投油和試車過程中的現(xiàn)狀及遇到的濾器頻繁報(bào)警等問題，敘述了新型磁性濾器在主機(jī)廠輔機(jī)房試驗(yàn)臺(tái)的重要性;本文詳細(xì)介紹了新型磁性濾器的工作原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并與傳統(tǒng)磁性濾器進(jìn)行了對(duì)比;敘述了濾器樣機(jī)在輔機(jī)房試驗(yàn)臺(tái)上運(yùn)行情況和所產(chǎn)生的效果，對(duì)磁性濾器在輔機(jī)房試驗(yàn)臺(tái)的應(yīng)用方面研究應(yīng)用具有積極的意義。

Abstract： This paper briefly describes the current status of the marine main engine during the oil flush-test run and the problems of filter alarms frequently， describes the importance of the new magnetic filter in the test-bed of auxiliary engine room. It also introduces the working principle， structure and design method of the new magnetic filter and compared with the traditional magnetic filter， describes the operation condition and effect of the filter prototype in the test-bed of auxiliary engine room and has a positive meaning of the magnetic filter applied research in the test-bed of auxiliary engine room.

關(guān)鍵詞：船用主機(jī);輔機(jī)房試驗(yàn)臺(tái);磁性濾器;磁棒

Key words： marine main engine;test-bed of auxiliary engine room;magnetic filter;magnetic bar

1? 緒論

主機(jī)是船舶的核心設(shè)備，被稱之為船舶的心臟，其性能的好壞直接關(guān)系到船舶的正常航行。而主機(jī)中潤(rùn)滑油的清潔度對(duì)主機(jī)性能起到了極其重要的作用，因此主機(jī)在裝配后需在主機(jī)廠輔機(jī)房進(jìn)行投油和試車，把潤(rùn)滑油中的雜質(zhì)控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。

新型磁性濾器在主機(jī)投油和試車過程中起到非常關(guān)鍵的作用，主要用于去除滑油中鐵質(zhì)金屬顆粒，尤其是去除整個(gè)系統(tǒng)中精濾器無法去除的微米級(jí)磁性污染物，避免了主機(jī)零部件的卡死或磨擦付的磨損，延長(zhǎng)潤(rùn)滑系統(tǒng)的使用壽命，增強(qiáng)潤(rùn)滑系統(tǒng)的可靠性，減少精濾器濾芯的更換頻率，提高經(jīng)濟(jì)效益。

2? 改造背景

主機(jī)廠輔機(jī)房是一個(gè)為柴油機(jī)提供服務(wù)的關(guān)系與設(shè)備的總稱[1]，其中的主滑油過濾系統(tǒng)（以滬東重機(jī)為例）主要包括泵前粗濾、半精濾器、精濾器組成，精度通常分別為200um，50um，10um。

以往在被試主機(jī)數(shù)量不多的情況下，這種工藝流程可以滿足主機(jī)廠正常投油工作，但隨著中國(guó)造船規(guī)模的井噴式地?cái)U(kuò)張，船用主機(jī)出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面[2]。除了三大主機(jī)廠滬東重機(jī)、大連船用柴油機(jī)廠、宜昌柴油機(jī)廠在原有基礎(chǔ)上擴(kuò)大規(guī)模以外，江蘇安泰、合肥熔安等民營(yíng)企業(yè)也加入到造機(jī)隊(duì)伍中。

隨著產(chǎn)量的提升，而現(xiàn)有試驗(yàn)臺(tái)位受到場(chǎng)地限制無法增加等客觀條件的制約下，主機(jī)廠只能盡可能地增加臺(tái)位的使用頻率，隨之帶來濾器頻繁報(bào)警，清洗維護(hù)時(shí)間增加等一系列問題。問題出現(xiàn)的主要原因是主機(jī)頻繁試車，而主機(jī)在制造、裝配和試車的過程中產(chǎn)生了大量的雜質(zhì)如灰塵、各種金屬磨粒、焊渣等，而其中鐵質(zhì)金屬顆粒占到很大比例。

滑油系統(tǒng)中的泵前濾器和半精濾器主要攔截50um以上的較大顆粒，過濾精度較低，對(duì)于灰塵、焊渣等大的顆粒有一定的效果，但對(duì)于顆粒較小的鐵質(zhì)金屬顆粒則效果不大，沒有磁性濾器的過濾，則直接流入到精濾器中。精濾器是進(jìn)入主機(jī)最后一道濾器，其濾芯材質(zhì)為高分子纖維，精度一般為10um，大量的鐵質(zhì)顆粒被攔截在精濾器中容易造成濾器頻繁壓差報(bào)警，此時(shí)需打開濾器，更換新的濾芯，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。更為重要的是，鐵質(zhì)顆粒質(zhì)地較硬，一但壓差過大而未及時(shí)更換濾芯，鐵質(zhì)顆?？赡軙?huì)穿破質(zhì)地柔軟的濾芯，直接進(jìn)入主機(jī)中，對(duì)主機(jī)造成危害。

針對(duì)此現(xiàn)象，主機(jī)廠提出增加一種大流量的磁性濾器的要求，用于吸附大量鐵質(zhì)顆粒并能輕易將雜質(zhì)去除，以減輕精濾器的負(fù)擔(dān)，延長(zhǎng)精濾器的報(bào)警時(shí)間，提高整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。為此在主滑油系統(tǒng)中專門增加了磁性濾器，具體見圖1輔機(jī)房試驗(yàn)臺(tái)主滑油局部系統(tǒng)圖。

3? 工作原理

在滑油系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，滑油經(jīng)過磁性濾器，受強(qiáng)力磁棒的磁性作用，滑油中的鐵質(zhì)金屬顆粒被吸附在磁棒上，大大降低滑油中的磁性金屬雜質(zhì)含量，提高油液介質(zhì)的清潔度。當(dāng)需要清洗時(shí)，拆開濾器，取出磁棒清洗即可[3]。

4? 結(jié)構(gòu)

新型磁性濾器主要由濾器蓋、磁棒、磁棒支架、殼體組成，具體見圖2所示。磁棒通過磁棒支架和壓簧固定在殼體內(nèi)部，保證磁棒間距，確保磁場(chǎng)的穩(wěn)定，磁棒的數(shù)量根據(jù)濾器額定流量來確定。

5? 設(shè)計(jì)

5.1 濾器流道設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)磁性濾器結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，如圖3所示，介質(zhì)從濾器進(jìn)口①進(jìn)入濾器殼體內(nèi)腔②，經(jīng)過磁棒的吸附，從濾器出口③進(jìn)入下級(jí)系統(tǒng)。在此種結(jié)構(gòu)中，介質(zhì)與磁棒是橫向側(cè)面接觸，接觸面較少，吸附效果較差。

新型磁性濾器對(duì)殼體流道進(jìn)行優(yōu)化，如圖4所示利用隔板將殼體分為污油腔⑤和凈油腔⑦，隔板上開有數(shù)量等同于磁棒的導(dǎo)向孔，導(dǎo)向孔下方焊接有導(dǎo)向管⑥，每根導(dǎo)向管均形成一個(gè)流道，磁棒則由磁棒支架固定在導(dǎo)向管內(nèi)。工作時(shí)，介質(zhì)分流到每個(gè)導(dǎo)向管內(nèi)，由上而下穿過整個(gè)磁棒，分流的介質(zhì)和磁棒內(nèi)每塊磁鋼形成的磁場(chǎng)均進(jìn)行充分接觸，大大提高了吸附效果。

5.2 磁棒設(shè)計(jì)

磁棒由若干個(gè)磁鋼和純鐵間隔串聯(lián)在一根通長(zhǎng)的316L不銹鋼薄壁鋼管內(nèi)，如圖5所示，由此在磁棒表面形成柱狀串列式靜磁場(chǎng)，磁鋼采用被稱為磁王的釹鐵硼材質(zhì)，擁有很高的磁能積，最大能達(dá)到37MGOe。磁棒表面經(jīng)過多次拋光，光潔度達(dá)到Ra0.6，高光潔度易于將磁棒上的雜質(zhì)清除。

通過對(duì)磁棒性能指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，自主研發(fā)的磁棒在磁能積、磁感應(yīng)矯頑力、磁棒吸附能力等指標(biāo)已經(jīng)不亞于國(guó)外同類產(chǎn)品。

6? 運(yùn)行情況

新型磁性濾器最先是在滬東重機(jī)輔機(jī)房試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行調(diào)試試驗(yàn)運(yùn)行，通過一段時(shí)間的使用情況來看，效果還是很明顯。

6.1 吸附效果

圖6為在滬東重機(jī)輔機(jī)房試驗(yàn)臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)拍攝的磁棒吸附效果照片，可以看出在磁棒表面密密麻麻地附著了大量鐵質(zhì)微小顆粒。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，一根長(zhǎng)度約為300mm的磁棒上吸附的鐵質(zhì)顆粒重量能達(dá)到200g。以DN250的磁性濾器為例，一臺(tái)濾器共39根磁棒，一個(gè)循環(huán)周期能吸附7公斤左右的鐵屑。

6.2 提高工作效率、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度

通過增加了磁性濾器，和之前相比較，安裝在磁性濾器后面的精濾器壓力降明顯降低，延長(zhǎng)了濾芯更換周期，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。以至于輔機(jī)房二期改造精濾器的壓差報(bào)警值由原先的0.15MPa降到0.12MPa，從側(cè)面證明了磁性濾器起到了顯著的作用。

7? 結(jié)束語

從新型磁性濾器在滬東重機(jī)的試用情況來看，效果很明顯，大大提高了主機(jī)投油、試車效率，提高了經(jīng)濟(jì)效益。在之后的如江蘇安泰、舟山中基日造、合肥熔安等公司的輔機(jī)房改造項(xiàng)目中，粗濾器→半精濾器→磁性濾器→精濾器這套成熟的工藝流程得到了廣泛的推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝峰.船用低速柴油機(jī)裝配試驗(yàn)車間工藝設(shè)計(jì)探討[J].造船技術(shù)，2010（3）：4-6.

[2]方峰.船用柴油機(jī)的生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展[J].江蘇船舶，2008（25）：17-20.

[3]王偉東.磁性濾油器的選用[J].礦山機(jī)械，1990：60-62.