喷油器针阀偶件卡滞分析范文

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《机电设备》2014年第二期

1检测项目确定

通过对喷嘴针阀偶件卡滞可能原因的分析，决定对发生故障的喷嘴偶件做一系列检测分析，具体检测项目如下：1）检查偶件配合间隙、针阀座面贴合情况；2）清洁(去除表面锈迹等)后复测针阀圆度、圆柱度、粗糙度、表面硬度；3）清洁(去除表面锈迹等)后复测喷嘴内孔圆度、圆柱度、粗糙度；4）解剖针阀、喷嘴，对针阀喷嘴配合面着色探伤；5）送检针阀、喷嘴，做金相检验，测量杂质比例。

2检测结果

2.1针阀配合面外径、喷嘴配合面内径尺寸测量结果测量数据见表1。其中钢印号HHM的偶件未装机运行。从测量数据可看出，两组偶件配合间隙均大于设计值，钢印号HD的针阀、喷嘴内孔圆度均符合设计要求，钢印号HHM的针阀、喷嘴内孔圆度均超出设计要求。钢印号HD的针阀表面积碳较为严重，贴合面无法检验，具体状况如图2所示。钢印号HHM的针阀贴合面较宽，带宽约为2mm，如图3所示（偶件略微研磨后贴合面会比较暗，以此检验贴合情况）。另外，对针阀前端锥角进行了测量，设计要求锥角91°±5′。钢印号起始HHM的针阀角度为91°1′，钢印号起始HD的针阀角度为91°2′，均符合图纸要求。

2.2表面粗糙度、硬度测量结果测量了针阀表面的粗糙度，针阀表面粗糙度要求为表面硬度要求61HRC～65HRC。实测钢印号HHM的针阀粗糙度Ra0.03、Rt0.34，表面硬度60.4HRC～60.7HRC；钢印号HD的针阀Ra0.02、Rt0.37，表面硬度62.3HRC。送检的两针阀粗糙度、硬度均达到设计要求。喷嘴解剖后对内孔粗糙度进行了测量，喷嘴内孔粗糙度要求为0.05Rt0.8，实测钢印号HHM的针阀粗糙度Ra0.08～0.10、Rt0.88～1.13；钢印号HD的针阀Ra0.07～1.16、Rt0.82～1.79。送检的两喷嘴内孔粗糙度均未达到设计要求。

2.3表面硬度测量、金相分析结果针阀表面硬度要求61HRC～65HRC，不允许存在游离的贝氏体，残余奥氏体不超过5%。初始钢印号HHM针阀硬度62.9HRC～63.6HRC，晶粒度10级，过热度2级；初始钢印号HD针阀硬度62.4HRC～63.4HRC，晶粒度9，过热度2级。两针阀硬度均达到设计要求。喷嘴表面硬度720HV1～780HV1，渗碳层厚度0.6mm～0.8mm，残留奥氏体不得超过15%。初始钢印号HHM喷嘴表面硬度为HV0.2588远低于设计要求，渗碳层厚度0.6mm，马氏体级别为2级，残留奥氏体为1级；初始钢印号HD喷嘴表面硬度HV1615也低于HV1720的设计要求，渗碳层厚度0.86mm，马氏体级别为4级，残留奥氏体为3级。两喷嘴内孔硬度均未达到设计要求。针阀材料为W6Mo5Cr4V2，国标要求C含量0.8%～0.9%，V含量1.75%～2.20%。实测初始钢印号HD针阀C含量0.7%，V含量1.09%，C、V含量低于国标要求；初始钢印号HHM针阀C含量0.72%，V含量1.19%，C、V含量低于国标要求。两针阀其余合金元素均在国标要求范围内。喷嘴材料为18Cr2Ni4WA，初始钢印号HD喷嘴C含量0.20%，国标要求0.13%～0.19%，该喷嘴其余合金元素含量均在国标要求范围内。初始钢印号HHM喷嘴各合金元素均在国标要求范围内。

3卡滞原因分析

数据中未达到设计要求的检测项目为：1）两种钢印号的偶件配合间隙均大于设计值；2）两种钢印号的喷嘴内孔表面硬度、粗糙度均未达到设计要求，初始钢印号HHM的表面硬度远低于设计值；3）钢印号HHM的针阀、喷嘴圆度均超出设计要求；4）两种钢印号的针阀材料C、V含量低于国标要求，初始钢印号HD喷嘴C含量0.20%略高于国标要求。5结论从发生卡滞针阀照片（图2）中可看出，针阀表面已形成了较厚的积碳，所以可认为针阀偶件配合间隙超差，针阀在喷嘴内倾斜量超出设计范围致使针阀前端锥面不能可靠密封。高温高压燃气通过喷嘴喷孔逆行至偶件油腔产生积碳，随积碳的增多最终导致偶件卡滞。另外，喷嘴内孔表面硬度、粗糙度均未达到设计要求，以致针阀偶件更易受积碳影响而引起卡滞。

作者：何磊秦守都单位：海军驻沪东中华造船（集团）有限公司军事代表室沪东重机有限公司