氣缸套高頻振動是陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)產(chǎn)生穴蝕的根本原因 導(dǎo)讀：發(fā)生穴蝕破壞的除了陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)氣缸套零件外，還有軸瓦、噴油泵注塞、螺旋槳槳葉及離心泵葉輪等。機(jī)件穴蝕破壞問題日益引起人們的關(guān)注，尤其是缸套穴蝕已是陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)的重要問題，引起國內(nèi)外的重視與研究。氣缸套穴蝕是陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)普遍存在的嚴(yán)重問題。隨著陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)的功率增加、強(qiáng)載度提高和高速、輕型化，氣缸套穴蝕破壞就成為妨礙陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的首要問題，嚴(yán)重地影響陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)的工作可靠性和氣缸套的使用壽命。 一般說來，高速、輕型大功率陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)，不論是開式冷卻還是閉式冷卻，氣缸套都有不同程度的穴蝕。有的陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)投入運(yùn)轉(zhuǎn)不久(僅幾十小時(shí))就會在氣缸套外圓表面上出現(xiàn)穴蝕小孔，甚至陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不足千小時(shí)缸套就因穴蝕穿孔而報(bào)廢，此時(shí)缸套內(nèi)表面尚未磨損。二沖程十字頭式低速陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)氣缸套基本不發(fā)生穴蝕破壞。 1．穴蝕部位：缸套穴蝕發(fā)生在濕式氣缸套外圓表面上，一般集中在陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)的左右側(cè)方向，特別是承受側(cè)推力 一側(cè)的偏上方；冷卻水進(jìn)口、水流轉(zhuǎn)向處和水腔狹窄處對應(yīng)的缸壁上；缸套下部密封圈附近缸壁。缸套冷卻水腔除缸套穴蝕外，不應(yīng)忽視氣缸套和氣缸體材料的差異和材料內(nèi)部的各種電化學(xué)不均勻性導(dǎo)致的宏觀和微觀電化學(xué)腐蝕。這兩種腐蝕同時(shí)存在或交替進(jìn)行均會加重缸套的腐蝕。此外，冷卻水(海水或淡水)的水質(zhì)、含氣量、流速等均對穴蝕有影響。 2.氣缸套穴蝕機(jī)理 1）一般穴蝕機(jī)理：迄今為止，關(guān)于穴蝕機(jī)理的論述很多，其中較為普遍接受的一種理論認(rèn)為：機(jī)件發(fā)生穴蝕的先決條件是機(jī)件浸于液體中，并與液體有相對運(yùn)動，或機(jī)件在液體中受到某種能量的傳遞作用，形成液體中的局部瞬時(shí)高壓或瞬時(shí)高真空。在瞬時(shí)高真空區(qū)，液體汽化形成氣泡，或溶于水中的空氣以空泡形式從液體中分離出來；在另一瞬間形成高壓時(shí)，空泡、氣泡被壓縮，泡內(nèi)氣體迅速液化而使氣泡潰滅，這時(shí)周圍液體急速沖向潰滅處，產(chǎn)生極強(qiáng)的沖擊波作用在金屬表面。頻繁地沖擊，使機(jī)件表面金屬逐漸剝落。與此同時(shí)，金屬表面還產(chǎn)生微觀電化學(xué)腐蝕，兩種腐蝕交替進(jìn)行共同作用致使機(jī)件穴蝕破壞。 2) 陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)氣缸套外圓表面與氣缸體(或機(jī)體)構(gòu)成冷卻水空間，在狹小的環(huán)形通道中流動著淡水或海水。陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于缸套和活塞之間的間隙，活塞在側(cè)推力作用下不斷地沖撞著缸壁的左、右側(cè)，使氣缸套產(chǎn)生高頻振動。缸套高頻振動和缸壁的彈性變形使冷卻水空間的容積交替地增大和減小，冷卻水相應(yīng)交替地膨脹與被壓縮。膨脹時(shí)受拉伸作用形成瞬時(shí)低壓，被壓縮時(shí)形成瞬時(shí)高壓。此外，冷卻水進(jìn)口和流動時(shí)產(chǎn)生渦漩使冷卻水通道內(nèi)壓力變化，也會形成瞬時(shí)高壓或低壓。在瞬時(shí)低壓時(shí)產(chǎn)生氣泡，瞬時(shí)高壓時(shí)氣泡潰滅，缸套外圓表面頻繁受到?jīng)_擊和微觀電化學(xué)腐蝕作用而破壞。 3．影響缸套穴蝕的因素：生產(chǎn)中并非所有的筒狀活塞式陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)氣缸套都發(fā)生穴蝕破壞，即使是發(fā)生穴蝕破壞其程度也各不相同。缸套穴蝕與陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)的機(jī)型、結(jié)構(gòu)、爆發(fā)壓力、冷卻水腔和冷卻介質(zhì)、陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)的工藝參數(shù)等有關(guān)。 1）缸套振動。陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中氣缸套高頻振動是產(chǎn)生穴蝕的根本原因，缸套振動強(qiáng)度與以下各點(diǎn)有關(guān)：（1）活塞與氣缸套之間的配合間隙：活塞在氣缸中運(yùn)動時(shí)，活塞對氣缸壁的沖擊能量的大小取決于活塞質(zhì)量和活塞在氣缸中橫擺時(shí)的速度?；钊|(zhì)量固定不變，但速度隨著活塞與缸套之間的配合間隙的增加而增大。所以，活塞對缸壁的沖擊能量取決于活塞與缸套配合間隙的大小。配合間隙大，活塞橫擺加速度大，沖擊前壁能量大，則缸套振動增強(qiáng)。（2）缸套剛度：缸套剛度直接影響缸套的振動。剛度大，受活塞沖擊時(shí)缸套變形小，振動小，可有效地防止穴蝕。缸套剛度除與其材料有關(guān)外，還與缸套壁厚和縱向支承跨距的大小有關(guān)，缸壁厚度增加，支承跨距縮短，缸套剛度增大。氣缸套與氣缸體(機(jī)體)之間的配合間隙對缸套的剛度亦有影響。如果陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)缸套與缸體鑄成一體，缸套剛度增大，可有效地防止穴蝕。（3）冷卻水腔結(jié)構(gòu) 冷卻水腔通道太窄，水流速度增高，容易產(chǎn)生空泡。陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)要求冷卻水腔內(nèi)水流速度應(yīng)小于2m/s，水腔寬度t為14%D (D為氣缸套內(nèi)徑)或不小于10mm，各處均勻一致，水流暢通不形成死水區(qū)和渦流區(qū)，有利于降低缸套穴蝕。陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)把冷卻水腔窄處由1.5mm增至7mm，大大降低缸套穴蝕。 2）冷卻水溫度與壓力：冷卻水溫度過高將加速腐蝕的進(jìn)程，但也不宜長期水溫過低。實(shí)驗(yàn)表明，鋼鐵和鋁等金屬材料在淡水溫度為50～60oC時(shí)穴蝕嚴(yán)重，隨著水溫的升高，穴蝕破壞減輕。從發(fā)揮陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)的效能和降低腐蝕、穴蝕出發(fā)，冷卻水腔淡水溫度在80～90oC為好。冷卻水壓力高可以抑制空泡的形成，減少穴蝕的發(fā)生。但冷卻水壓力提高將使其溫度升高而加速穴蝕。 4．防止缸套穴蝕的措施 除從材料和結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)來防止和降低缸套穴蝕外，對陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)氣缸套穴蝕，還可采用以下措施： （1）缸套外圓表面覆蓋保護(hù)層或強(qiáng)化層。采用鍍鉻、滲氮、噴陶瓷、涂環(huán)氧樹脂或涂尼龍等工藝使金屬表面與冷卻水隔開，或使缸套外圓表面強(qiáng)化，可有效地防止電化學(xué)腐蝕與穴蝕。 （2）在冷卻水腔內(nèi)安裝鋅塊實(shí)施陰極保護(hù)防止電化學(xué)腐蝕；例如陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)氣缸套外表面安裝鋅帶并堅(jiān)持定期更換取得防止穴蝕的良好效果。 （3）在冷卻水中加入緩蝕劑；例如乳化油緩蝕劑或被膜緩蝕劑，使在缸套外表面上形成一層較薄的連續(xù)保護(hù)膜，不僅可以防止電化學(xué)腐蝕，而且可以減弱空泡破裂時(shí)的沖擊波對缸套外表面的沖擊作用，從而減輕穴蝕。 結(jié)論：在實(shí)踐中防止或減輕穴蝕的方法很多，選用時(shí)依具體機(jī)型、結(jié)構(gòu)和產(chǎn)生穴蝕的原因而定，以取得良好效果。

陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組企業(yè)面臨國際舞臺的角色轉(zhuǎn)換 陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組作為、可靠、的應(yīng)急電源、移動電源和自備電源，為中國過去幾十年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了重要的 陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組作為、可靠、的應(yīng)急電源、移動電源和自備電源，為中國過去幾十年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了重要的輔助電源保障。同時(shí)，對應(yīng)急備用電源持續(xù)增長的需求也使得中國國內(nèi)出現(xiàn)了一批能夠和康明斯、卡特彼勒等國際知名品牌瓜分市場的本土企業(yè)。上世紀(jì)八十年代開始，中國陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組市場從大部分依賴進(jìn)口階段，演變到中低功率段產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，乃至到目前部分國內(nèi)本土企業(yè)能夠生產(chǎn)出具有較高穩(wěn)定性的2000kW以上大功率機(jī)組。短短的二三十年時(shí)間，中國陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組企業(yè)在生產(chǎn)上所體現(xiàn)出的成熟工藝技術(shù)和裝配能力獲得了國內(nèi)外諸多用戶的廣泛肯定。 三大因素助中國本土企業(yè)快速發(fā)展 過去十年，有幾個(gè)重大因素驅(qū)動了中國市場對陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組的強(qiáng)烈需求，這極大促使了中國本土企業(yè)在國內(nèi)市場上的立足和發(fā)展。首先，2003-2005年中國經(jīng)歷了一場從局部到全國性大面積的缺電現(xiàn)象，特別是2004年全年全國缺電超過30000MW缺口，相當(dāng)于30臺超超臨界火電機(jī)組的裝機(jī)量。為了保障城鎮(zhèn)的居民用電，政府不得不對高耗能的制造工廠拉閘限電，由此推動了對陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組的巨量需求。第二，2008年北京奧運(yùn)會和2010年上海世博會期間，僅場館投資方面，北京奧運(yùn)會達(dá)到200億元，上海世博會180億元。重要的是，由此拉動對城市軌道交通、高級酒店業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)和通信以及金融服務(wù)超過上萬億元的建設(shè)投資。而這些終端市場正是陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組的主要應(yīng)用領(lǐng)域。第三，為了抵御全球性金融危機(jī)，從2009年到2011年，中國政府投入了4萬億元用于刺激國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，其中超過2萬億元屬于鐵路、公路等工程建設(shè)項(xiàng)目。除此之外，還包括2008年和2011年中國國內(nèi)發(fā)生的嚴(yán)重缺電現(xiàn)象，尤其是2011年的缺電一度再次接近30000MW的缺口。 由于這些因素對中國陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組市場產(chǎn)生的需求刺激，使得國內(nèi)市場在一定時(shí)期內(nèi)年復(fù)合增長率接近15%。根據(jù)MARTEC GROUP咨詢公司的行業(yè)報(bào)告，2011年中國陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組市場銷售額達(dá)到145億元，預(yù)計(jì)2015年市場規(guī)模超過250億元。持續(xù)穩(wěn)定增長的市場需求造就了一批較大規(guī)模的本土企業(yè)，如康誠、鼎新、百發(fā)、星光等年銷售額過5億元的企業(yè)，這些企業(yè)已具備和康明斯、卡特彼勒、科勒等國際巨頭競爭的實(shí)力。 國內(nèi)市場已開始顯現(xiàn)發(fā)展阻力 作為市場發(fā)展周期中必須經(jīng)受的考驗(yàn)，在經(jīng)歷了較快發(fā)展的十年后，中國國內(nèi)的陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組市場也面臨著一些發(fā)展阻力。首當(dāng)其沖的是中國基礎(chǔ)建設(shè)投資和高耗能制造業(yè)增速放緩，在2009-2011年由政府主導(dǎo)的四萬億元投資中的工程項(xiàng)目已基本完工并投入運(yùn)行，部分工程在建成后并沒有起到很好的使用效率，這對未來經(jīng)濟(jì)刺激政策的推出起到一定阻力。另一方面，為降低污染排放并提高工業(yè)生產(chǎn)能效，大量的中小規(guī)模的制造工廠，特別是高耗能行業(yè)的企業(yè)面臨被關(guān)閉的可能。這些企業(yè)曾經(jīng)在中國的多次電荒中都是陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組的重要用戶。 其次，國內(nèi)市場的競爭激烈、產(chǎn)品同質(zhì)化程度高。僅銷售額過千萬元的企業(yè)就超過200家，這些被稱之為OEM的企業(yè)所使用的發(fā)動機(jī)大部分由重慶康明斯、沃爾沃、三菱重工等企業(yè)提供，發(fā)電機(jī)由利萊森馬、馬拉松等國際品牌供應(yīng)。在中低端的終端應(yīng)用市場上，也會采用中國本土的發(fā)動機(jī)品牌，如上柴、濟(jì)柴、常柴等。在過去的市場階段，中國本土企業(yè)普遍只重視對客戶的開發(fā)和銷售渠道的擴(kuò)張，很少有企業(yè)會重視對客戶應(yīng)用需求的定制化以及售后服務(wù)的維護(hù)。因?yàn)楹笳咝枰度牒艽蟮某杀?，并且不能在短期?nèi)為企業(yè)帶來收益。 再次，由于國際品牌如康明斯、卡特彼勒、科勒等都將生產(chǎn)制造轉(zhuǎn)移到了中國，有些外資企業(yè)還將中國作為亞太區(qū)乃至全球的生產(chǎn)基地，以此降低成本和國內(nèi)企業(yè)競爭。這無疑降低了行業(yè)整體的利潤率水平。 基于以上這些原因，中國本土陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組企業(yè)已不滿足于國內(nèi)市場，轉(zhuǎn)而發(fā)力海外市場，特別是針對海外工程承包項(xiàng)目市場。MARTEC GROUP 咨詢公司對中國陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組市場的專題研究顯示，2006 年中國陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組出口額僅10 億元左右，而到了2010 年，出口額增至100 多億元，年復(fù)合增長率接近80%。 世界市場上和國際巨頭展開競爭 中國本土陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組企業(yè)在全球陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組市場中主要以兩種形式銷售其產(chǎn)品，一部分是通過在海外的分銷商或直銷團(tuán)隊(duì)，將產(chǎn)品直接供給海外當(dāng)?shù)氐慕K端。用戶通常是當(dāng)?shù)氐闹圃旃S或居民，特別在印度、孟加拉和非洲這些大部分時(shí)間都沒有市電供應(yīng)的 和地區(qū)。另一類形式是通過參與海外的工程承包項(xiàng)目，直接客戶通常是中國本土的EPC企業(yè)或工程施工公司。一般來說，絕大部分的中國EPC 企業(yè)或工程施工公司會采購國內(nèi)的發(fā)電機(jī)組，用于其海外工程項(xiàng)目。海外工程市場對產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性和品牌信譽(yù)有更高要求，更能體現(xiàn)陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組企業(yè)在市場中的地位。 吸引中國本土企業(yè)參與海外工程承包市場的首要因素，自然是誘人的市場規(guī)模和發(fā)展前景。根據(jù)CHINCA（中國對外承包工程商會）的數(shù)據(jù)表明，每年各國面向全球公開招標(biāo)的工程承包項(xiàng)目金額達(dá)到1.8 萬億美元，目前中國EPC 企業(yè)僅占有7%的市場份額。在對超過30家中國一級EPC企業(yè)和50 家 的陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組企業(yè)的調(diào)研后，MARTECGROUP咨詢公司發(fā)現(xiàn)：2011 年中國EPC 企業(yè)參與的海外工程承包項(xiàng)目金額達(dá)到1423.5 億美元，由此對陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組的需求超過50 億元。中國EPC 企業(yè)在公路、鐵路、發(fā)電廠以及通信工程領(lǐng)域的建設(shè)水平處于全球 ，未來他們將逐步占據(jù)剩余93%的市場份額，由此將對國內(nèi)陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組的采購產(chǎn)生持續(xù)增長的需求。 雖然和國際品牌在全球市場中的份額還相差很大，但中國本土企業(yè)在海外市場中也逐漸建立了品牌知名度，如科泰、泰豪、康誠等中國本土企業(yè)在海外市場的銷售額都超過億元，這對僅有20 多年發(fā)展歷史的中國陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組企業(yè)來說并不簡單。之所以能有這種業(yè)績增長，得益于以下幾點(diǎn)：相比于國際品牌，中國本土企業(yè)的產(chǎn)品有明顯的價(jià)格優(yōu)勢。中國企業(yè)的陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組通常都使用了康明斯、沃爾沃、斗山、三菱、MTU 等品牌的發(fā)動機(jī)，并且擁有成熟的機(jī)組裝配技術(shù)。本土企業(yè)和中國EPC 企業(yè)、中國工程施工企業(yè)擁有良好的客戶關(guān)系。 從國內(nèi)市場到國際舞臺的市場擴(kuò)張中，若要取得對國際品牌的競爭優(yōu)勢，中國本土的陜西咸陽柴油發(fā)電機(jī)組企業(yè)還應(yīng)該彌補(bǔ)自身的不足之處，比如提高終端應(yīng)用的定制化水平、增強(qiáng)國內(nèi)外的售后服務(wù)市場等，通過地企業(yè)在產(chǎn)品、服務(wù)和內(nèi)部管理上的水準(zhǔn)，才能獲得客戶長期的信賴，并贏得更多的全球用戶。