Uzuri şi defecţiuni

Wearing and Breakdowns

Uzura supapelor

1. Coroziune şi oxidare
2. Ardere şi erodare
3. Uzura de oboseală
4. Uzură prin frecare
5. Jocul valvei
6. Zonă călită
7. Metalizarea capătului
8. Metalizarea suprafeţei tijei
9. Metalizarea talerului
10. Zonă lovită de gazele de evacuare 

1. Corrosion and oxidation
2. Burning and abrasion
3. Fatigue failure
4. Scuffing
5. Valve lash
6. Hardened zone
7. Tip weld
8. Stem weld
9. Dome coat
10. Exhaust gas impingement 

Uzura supapelor

Supapele de evacuare dintr-un motor cu ardere internă sunt folosite într-un mediu dificil.

Uzura supapelor

The exhaust valves in an internal-combustion engine are used in a difficult environment.

Regiunile critice de defecţiune la o supapă de evacuare sunt următoarele (după cum sunt arătate în figură): zonele 1 şi 3 unde în special coroziunea şi oxidarea sunt critice. Zona de sub talerul supapei, zona 3, suportă încărcări ciclice şi datorită concentrărilor moderate a tensiunilor uzura de oboseală poate apărea în acest punct. Faţa supapei, zona 2, funcţionează la o temperatură oarecum scăzută datorită conducţiei termice a scaunului supapei. Oricum, dacă o depunere izolatoare se depune pe faţa supapei, aceasta poate duce la arderea feţei supapei. De asemenea scaunul supapei poate fi degradat de către depozitele abrazive de cenuşă rezultate în urma arderii combustibilului. 

The critical failure regions in an exhaust valve are the following (as shown in the figure): The areas 1 and 3 where corrosion and oxidation are especially critical. The underhead area of the valve, area 3, experiences cycling loading, and because of the mild stress concentrations, fatigue failure may occur at that point. The valve face, area 2, operates at somewhat lower temperature because of the heat conduction in the valve seat. However, if an insulating deposit builds up on the valve face, it can lead to burning. The valve seat can also be damaged by abrasive fuel ash deposits. 

Ghidul supapei este mai rece decât capul supapei. Oricum, uzura suprafeţei ghidului supapei, zona 4, poate duce la uzură prin frecare care va cauza griparea valvei în poziţie “deschis” şi arderea acestea. Uzura capătului supapei , zona 5, unde valva intră în contact cu culbutorul, va cauza jocul supapei şi va cauza apariţia forţelor mai mari decât cele normale. Eventual, aceasta va determina defecţiuni.

The valve stem is cooler than the valve head. However, surface wear of the valve system, area 4, can lead to scuffing, which will cause the valve to stick open and burn. Wear at the valve tip, area 5, where valve contacts the rocker arm, will cause valve lash and the valve to seat with higher than normal forces. Eventually, that will cause failure.

Uzura lagărelor

De cele mai multe ori uzura care apare în timpul primelor câteva ore de funcţionare este minimă şi este acceptată ca “normală”. În timpul utilizării o parte din suprafaţa subţire de acoperire din plumb-cositor se şterge, descoperind cuzinetul (cupru, nichel sau aluminiu). Striaţiile de uzură sunt concentrate către centrul lagărului datorită diametrului său mare. Dacă un motor prezintă această uzură după mai puţin de 2000 ore de funcţionare uzura este considerată anormală, sugerând că rugozitatea suprafeţei de contact dintre fuse şi cuzineţi este mărită.

Bearings Wear

Most bearing wear that occurs during the first few hours of operation is minimal and accepted as “normal”. Under normal usage some of the thin lead-tin overlay surface wears off, exposing the lining (cooper, nickel, or aluminium). The pattern of wear is concentrated towards the center of the bearing because of its larger diameter. If an engine bearing show this wear after less than 2000 hours of operation, the wear is considered to be abnormal, suggesting that the contact surface roughness between the journals and the bearings is increased.

Acest lucru poate fi cauzat de:

• Avarierea abrazivă datorată contaminării uleiului din sistem.

This can be caused by:

• Abrasive damage due to contamination of the system oil.

• Avarierea corozivă datorată contaminării cu apă de mare a uleiului din sistem sau oxidarea fuselor datorită condensatului

• Corrosive damage due to sea water contamination of the system oil (acidic) or oxidation of the journals due to the condensate.

• Electroeroziunii ce apare în lagărele principale.

• Spark erosion which appears in main bearings.

Avarierea abrazivă este cauzată de particulele abrazive care au intrat în uleiul de ungere. În acest caz trebuie verificate următoarele: slaba filtrare a aerului, furtunul de admisie spart, slaba filtrare a lubrefiantului, supraalimentarea cu com- bustibil sau un regim redus de alimentare cu aer. Particule abrazive fine pot de asemenea intra în ulei în timpul recondiţionării motorului sau prin neglijenţă în schimbarea uleiului sau filtrului.

Abrasive damage is caused by the abrasives that have entered the lubricating-oil. In this cases the following should be checked : poor air filtration, intake manifold leakage, poor lubrication filtration, overfueling or restricted engine breathing. Fine abrasives may also enter the oil during the engine rebuilding period or through carelessness while making oil and filter changes.

Cele mai multe defecţiuni ale lagărelor sunt datorate particulelor străine care pătrund între fuse şi lagăre. Aceasta se aplică de asemenea şi altor componente funcţionale. În funcţie de tipul materiei străine din lubrefiant, fusele, lagărele şi componentele pot deveni zgâriate, cu ciupituri sau decolorate, etc.

Most bearing failures are due to foreign matter passing between the journals and the bearings. This also applies, of course, to other operating components. Depending on the type of foreign matter in the lubricant, the journals, bearings and components may became scratched, pitted or discolored, etc.

Particule grosiere pot proveni ca reziduuri de la deplasarea componentelor întregi, de la manipularea necorespunză-toare a lubrefianţilor sau filtrelor de ulei sau înlăturarea incompletă a bavurii în urma honing-ului sau găuririi.

Coarse particles may originate as residue from moving entire components, from improper handling of lubricant or oil filters, or incomplete removal of honing or boring abrasives.

Acest tip de particule cauzează zgârieturi adânci, care scade eficienţa lubrifiantului şi disiparea termică. Particulele vizibile dislocă metal (aluminiu) care adăugat la abraziune cauzează creşterea temperaturii şi topirea suprafeţei de plumb. În acest caz lagărul este pierdut definitiv. Oricum, dacă lagărul prezintă zgârieturi fine ca urmare a particulelor încastrate, dar cu toate acestea suprafaţa este şlefuită şi reformată, poate fi reutilizat.

This kind of particles cause long deep scratches which decrease the efficiency of the lubricant and heat dissipation. The visible particles displace metal (aluminium) and, added to the abrasion, cause heat to build up and melt the lead surface. In this case the bearing is definitively lost. However, if the bearings show fine scratches as a consequence of the embedded particles, but nevertheless the bearing surface is smooth and reformed, it can be reused. 

Reguli pentru prevenirea contaminării lubrifiantului cu mizerii:

• Zona de lucru trebuie să fie curată;

Rules for Preventing Lubricant Contamination with Dirt:

• The work area and tools must be clean.

• Înaintea asamblării motorului asiguraţi-vă că toate componentele şi alezajele trebuie să fie curate. Când motorul nu este în funcţiune, acoperiţi-l cu folii de plastic pentru a-l ţine departe de orice praf fin.

• Before assembling the engine, make sure that all components and bores are clean. When the engine is not being worked on, cover it with plastic sheets to keep out any fine dust.

• Păstraţi toate containerele de păstrare a uleiului şi echipamentului de măsurare curat.

• Keep all oil storage containers and measuring equipment clean.

• Urmaţi procedura recomandată de producător când faceţi schimbul uleiului şi filtrului.

• Follow the manufacturer’s recommended procedure when making oil and filter changes.

• Evitaţi întârzieri excesive între schimburile filtrelor deoarece acestea pot deveni încărcate.

• Avoid excessive delay between oil filter changes because this may cause the filters to become plugged.

• Când se adaugă ulei, ştergeţi zona din jurul jujei (tijei de nivel al uleiului) şi curăţaţi-o înainte de a o reintroduce.

• When adding oil, wipe the area around the dipstick and clean it before reinserting.

• Aduceţi-vă aminte că intrarea chiar şi a unei cantităţi mici de mizerie în lubrefiant va produce avarii însemnate mai târziu.

• Remember that the entry of even a small amount of dirt into the lubricant will create extensive damage at a later time.

Avarierea corozivă apare atunci când uleiul produce un acid slab sau când anhidride puternic acide sunt adăugate în ulei şi care, în combinaţie cu apa, vor produce acid sau când sarea prezentă în ulei are o concentraţie mai mare de 1%. În acest caz apa va ataca materialul antifricţiune şi va cauza formarea unei cruste negre foarte dure de oxid de staniu (SnO) care pot zgâria şi creşte rugozitatea suprafeţei fusului. Formarea oxidului de staniu este intensificată de rugina din tancurile dublului fund. De aceea este recomandat să se ţină suprafaţa internă în special tavanul curat. 

Corrosive damage appears when the oil develops a weak acid, when the strong acid anhydrides are added to the oil which, in combination with water, will develop acid, or when the salt present in the lube oil has a higher content than 1 per cent. In this case the water will attack the white metal and result in formation of a very hard black tin-oxide encrustation (SnO) which may scratch and roughen the journal surface. The formation of tin oxide is intensified by rust from the bottom tank. Therefore it is recommended to keep the internal surface, especially the “ceiling”, clean.

Electroeroziunea apare numai în lagărele şi fusele principale. Această eroziune se aseamănă cu pitingul în stadiile incipiente, dar mai târziu cratere mari vor răzui şi extrage din materialul antifricţiune.

Spark erosion appears only in the main bearings and in the main journals. This erosion resembles pitting erosion in the early stages, but later the small craters will scrape off and pick up white metal.

Electroeroziunea este cauzată de descărcările electrice între lagărul principal şi suprafaţa fusului principal. Acest potenţial este cauzat de formarea unui element galvanic între corpul navei, apa de mare şi axul elicei şi arborele cotit.

Spark erosion is caused by a voltage discharge between the main bearing and the journal surface. This potential is caused by the development of a galvanic element between the ship’s hull, the sea water and the propeller shaft/ crankshaft.

Protecţia împotriva electroeroziunii este făcută prin utilizarea unui dispozitiv foarte performant de împământare. Dispozitivul de împământare trebuie să menţină nivelul potenţialului la maxim 80 mV de aceea eficacitatea lui trebuie verificată în mod regulat.

The protection against the spark erosion is done by using a high efficiency earthing device. The earthing device has to maintain the potential level at maximum 80 mV, therefore its effectiveness must be checked regularly.

Uzura cămăşii cilindrului

Coroziunea apare atunci când sunt arşi combustibili grei cu un mare conţinut de carbon. Uzura corozivă este cauzată prin condensare şi formarea acidului sulfuric pe pereţii cilindrului.

Cylinder liner wear

Corrosion occurs when heavy fuels with a high sulphur content are burned. Corrosive wear is caused by condensation and the formation of sulphuric acid on the cylinder wall.

Coroziunea acidului sulfuric poate fi cauzată dacă temperatura de apei de răcire este prea mică. Aceasta permite umezelii să condenseze în mantaua de răcire a cilindrului şi în consecinţă acidul sulfuric se poate forma în cilindru.

Sulphuric acid corrosion may be caused if the cooling water temperature is too low. This allows moisture to condense in the cylinder cooling jacket and consequently sulphuric acid may form in the cylinder.

Apa de mare (sau sare) din aerul de admisie, combustibil sau uleiul cilindrului va crea riscul de uzură corozivă a cilindrului. Coroziunea este cauzată de clorura de sodiu (sarea), care formează acidul clorhidric.

Seawater (or salt) in the intake air, fuel or cylinder oils will invoke the risk of corrosive cylinder wear. The corrosion is caused by sodium chloride (salt), which forms hydrochloric acid.

Un alt risc de uzura corozivă îl constituie agenţii de curăţare. (Dacă echipamentul necesar este instalat, partea de aer a răcitorului de aer poate fi curăţată prin intermediul agenţilor de curăţare dizolvaţi în apă tehnică).

Another risk of corrosive wear is the cleaning agents. (If the necessary equipment is installed, the air side of the scavenge air cooler can, be cleaned by means of cleaning agents dissolved in fresh water).

În funcţie de temperatura şi umiditatea aerului înconjurător şi temperatura apei de mare, apa poate condensa pe tuburile mai reci ale răcitorului de aer. De aceea, colectoare de ceaţă de apă sunt instalate imediat după răcitorul de aer pentru a preveni ca picăturile fine de apă să fie transportate în cilindrii.

Depending on the temperature and humidity of the ambient air and on the temperature of the sea water, water may condense on the coldest air cooler tubes. Therefore, water mist catchers are installed directly after the air coolers to prevent water droplets from being carried into the cylinders.

Dacă apa intră în cilindrii, pelicula de ulei poate fi întreruptă şi poate cauza uzură (în formă de trifoi) pe orificiile de intrare a uleiului de ungere.

If the water enters the cylinders, the oil film may be ruptured and cause wear (cloverleafing) on the cylinder lubricating oil inlets.

Factori care influenţează uzura cămăşii cilindrului

Factors Influencing Cylinder Wear

Factori care influenţează uzura cămăşii cilindrului
Factors Influencing Cylinder Wear

Pentru a reduce riscul uzurii corozive:

• Urmaţi îndeaproape instrucţiunile de utilizare ale producătorului pentru instalaţia de curăţare şi dozajul agentului.

To reduce the risk of corrosive attack:

• Strictly follow the supplier’s instructions for the use of the cleaning system and for the dosage of the agent.

• Ţineţi temperatura de ieşire a apei în intervalul specificat.

• Keep the cooling water outlet temperature within the specified interval.

• Folosiţi uleiuri alcaline pentru ungerea cilindrului.

• Use alkaline cylinder lubricating oils.

• Preîncălziţi motorul înainte de pornire.

• Preheat the engine before starting.

• Verificaţi dacă scurgerea captatorului de ceaţă funcţionează corespunzător, pentru a preveni intrarea picăturilor fine de apă în cilindri.

• Check if the drain from the water mist catcher functions properly, to prevent water droplets from entering the cylinders.

• Menţineţi etanşe diferitele tancuri de hidrocarburi.

• Maintain the various oil tanks leak-proof.

• Separaţi hidrocarbura cu grijă.

• Centrifuge the oil carefully.

• Nu folosiţi tancurile de buncăr pentru apa de balast.

• Do not use the bunker tanks for ballast water. 

Abraziunea este cauzată de parti- culele dure care intră în cilindru prin intermediul combustibilului (particule catalitice) sau aerului (nisip). Acestea pot fi produsul arderii sau uzurii mecanice. De asemenea particulele dure pot fi produse prin coroziune.

Abrasion is caused by hard particles which enter the cylinder via the fuel oil (catalyst fines) or air (sand). These may be the product of combustion or mechanical wear. Hard particles may also be produced by corrosion.

Uzura abrazivă a cilindrului poate fi rezultatul:

• zgârieturilor sau a canalelor adânci în formă de trompetă

The abrasive cylinder wear can result of :

• scratches or rather deep “trumpet shaped” grooves

• cavitaţiei (“vărsat de vânt”)

• pitting (“pock-marks”)

• uzura prin frecare

• scuffing (micro-seizure)

Uzura prin frecare depinde de materialele folosite pentru cămaşă şi segmenţii pistonului. Ea poate fi cauzată de ungerea ineficientă a cilindrului sau supraîncărcarea motorului. În plus condiţiile de funcţionare ale motorului afectează de asemenea uzura prin frecare (uzura prin frecare se poate mări dacă aerul şi combustibilul sunt contaminate).

Frictional wear depends on the materials used in the liner and in the piston rings. It may be caused by inefficient lubrication of the cylinder or by overloading the engine. In addition, engine operating conditions also affect frictional wear (frictional wear may increase if the air and fuel are contaminated).

Alte avarii, defecţiuni şi incidente la bordul navei:

• arborii pot fi torsionaţi sau frânţi (rupţi)

Other damages, breakdowns and situations on board of ship:

• shafts may be twisted or broken

• lagărele si arborii pot avea abateri de coaxialitate sau paralelism

• bearings or shafts may have misalignment 

• motorul poate prezenta rateuri la aprindere

• engine may present misfiring

• motorul se poate gripa

• the engine may stick

• motorul poate fi supraîncărcat

• the engine may be overloaded

• motorul poate funcţiona cu turaţie prea mare

• the engine may overspeed

• motorul poate fi supraalimentat (cu combustibil)

• the engine may be overfueled

• tamburul poate fi supraîncălzit

• the drum may be overheated

• colectorul de abur al căldării poate exploda

• the boiler steam drum may blow up

• tablele subţiri sau ţesăturile se pot sfâşia

• the thin plates and textures (fabrics) may tear

• apa, aerul, gazele etc. se pot scurge

• water, air , gases etc. may leak 

• apa dintr-un tanc care se umple se poate revărsa

• the water from a tank that fills up may overflow

• motoriştii pot umple excesiv un tanc

• the engine operators may overfill the tank

• traseele, filtrele, plăcile perforate, sitele pot fi înfundate

• passages, filters, strainer plates, sieves/ gauzes may be clogged 

• aparatele indicatoare pot fi nereglate

• the indicating gauges may be unadjusted

• arborele cotit poate fi neechilibrat

• the crankshaft can be unbalanced

• în sistemul energetic putem avea sarcină trifazată neechilibrată

• on the electrical system we may have unbalanced three-phase load

• creşterea presiunii poate fi necontrolabilă

• the pressure raise may be uncontrollable

• nava poate fi debalastată, delestată sau instabilă

• the ship may be unbalasted or unstable

• nava poate fi intactă (nevătămată)

• the ship may be undamaged

• nava se poate scufunda

• the ship may sink

• membrana poate fi perforată 

• the membrane may be punched

• traversa poate fi flambată

• the beam can be crinkled

• parâmele vegetale pot putrezi

• natural fiber ropes may rot

• aliajul antifricţiune dintr-un lagăr se poate topi

• the white metal from a bearing may melt

• un material inflamabil se poate aprinde în contact cu flacăra deschisă

• a flammable material may ignite in contact with open flame 

• o roată dinţată poate fi deplasată

• a gear wheel may be displaced

• o roată de manevră poate cădea

• a hand wheel may fall down

• chiulasa se poate fisura

• the cylinder cover may fissure

• carterul motorului poate avea crăpături

• the crankcase may have cracks 

• o placă se poate îndoi

• a plate may bend

• o ţesătură se poate deşira

• a fabric may ravel

• o ţeavă poate plesni

• a pipe may split

• un tirant se poate alungi

• a stay bolt may lengthen

• o cutie se poate turti

• a box may be flatten

• elicea poate fi ciupită

• the propeller may be pitted 

• pontilul poate fi suprasolicitat

• the stanchion may be over-stressed

• vopseaua se poate usca

• the paint may dry

• mecanismul se poate defecta

• the mechanism may be out of order (break down)

• căptuşeala se poate desface

• the lining may detach

• arcul poate sări

• the spring may spring

• metalele pot rugini

• metals may rust

• izolaţia poate îmbătrâni

• the insulation may age

• ruptura datorată oboselii este cauzată de tensiunile alternante

• fatigue failure is caused by alternate stresses