陈晨
福建福清核电有限公司 福建 福清 350318
摘要：柴油机预润滑油泵是保持核电厂应急柴油机热备下的预润滑作用，减少应急柴油机启动磨损，其可靠性直接影响柴油机安全稳定运行。针对某核电厂预润滑油泵出口压力调整过程中调节螺柱断裂缺陷，结合预润滑油泵组成及受力计算，确定了调节螺柱断裂根本原因，完成缺陷处理，确保了柴油机安全稳定运行。
关键词：预润滑油泵；调节螺柱
1. 概述
预润滑油泵是应急柴油机[1]关键部件，主要是给柴油机停机下保持热备状态，减少启机磨损，泵出口压力通过集成在泵体上出口压力调节阀进行调节，压力调节阀内部结构见图1。其调节原理如下：拆除防尘螺母，拧松锁紧螺母，通过调整螺柱控制压紧弹簧力，控制阀芯开度，当向外拧松调整螺柱，弹簧力变小，阀芯开启压力减小，泵自身溢流量增加，出口压力压力降低；反之，弹簧力变大，阀芯开启压力增大，泵自身溢流量减小，出口压力压力增加。
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2.缺陷描述
执行预润滑油泵出口压力在线调整过程中，调节螺柱发生断裂润滑油喷出，导致柴油机不可用，更换调节螺柱后，柴油机恢复可用。针对该缺陷可能原因进行分析，最终确定原因为调节螺柱存在裂纹旧伤及原设计不合理。
3.缺陷原因分析
3.1针对现场现象，针对本次跑油情况，现场初步检查发现以下情况：
1、断裂位置见红色标记处，断裂处位于加工孔的最端部，结果分析该位置为应力最集中位置，是强度最薄弱位置；
3.2从断面颜色上初步分析，怀疑之前螺纹有旧伤；
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现场找齐旧零部件后，检查发现旧弹簧一端内孔变形，无法卡住阀芯止口台，弹簧在内部存在偏斜，对调整螺柱压力不均匀；
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3.3调整螺柱为55°圆柱管螺纹，材质35号钢，每英寸牙数为14，螺距P=1.814mm，螺柱总高度h1=40.18mm，顶部沟槽宽度B=2.94mm，顶部沟槽深度h2=3.08mm，大径d=22.911mm，小径d3=20.587mm，空心部分内孔直接d4=17.44mm，空心部分深度h3=25.07mm。
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断裂处螺纹可承受最大轴向力计算如下：
应力截面积As=π（d32-d42）/4=3.14x（20.5872-17.442）/4=93.94mm2；
根据国标GB/T 669-2015得35号钢屈服强度为315MPa/mm2；
可承受最大轴向力：F1=315x93.94=29591.1N。
实际受到轴向力Wm估算如下：
预估螺母扭矩T预估为80N·m，
计算螺纹的力用如下公式：
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当f=0.1时，Wm1=1000T/(0.1X22.911)=34917N；
当f=0.2时，Wm2=1000T/(0.2X22.911)=17459N；
当f=0.3时，Wm3=1000T/(0.3X22.911)=11639N；
润滑油压作用力：Fo=PS=0.55x106x3.14x0.00952=155.86N（相对Wm可忽略不计）。
结论：实际受到轴向力Wm范围在11639-34937N之间，部分超出可承受最大轴向力F1，该调节螺柱原设计不合理，加上调整螺柱原存在裂纹旧伤，在调整减少泵出口压力时，不断将调整螺柱向外逆时针旋出，最终将该裂纹螺扣从锁紧螺母内旋出，而紧固锁紧螺母和防尘螺母时旋转方向为顺时针，往复对裂纹位置施加力，导致剩余连接位置断裂。
总结
结合应急柴油机预润滑油泵零部件组成及工作原理，结合缺陷并进行受力计算，最终确认原因为调节螺柱存在裂纹旧伤及原设计不合理，造成调节过程中受力断裂，通过更换调节螺柱后起泵正常，保证应急柴油机安全稳定运行。
参考文献
［1］张飞,费建国,王海军. 柴油机高压共轨管特性分析[J]. 科技经济市场. 2008 (07)