新型磁性滤器在辅机房试验台的应用

凌夕明

摘要：简述船用主机在投油和试车过程中的现状及遇到的滤器频繁报警等问题，叙述了新型磁性滤器在主机厂辅机房试验台的重要性;本文详细介绍了新型磁性滤器的工作原理、结构设计，并与传统磁性滤器进行了对比;叙述了滤器样机在辅机房试验台上运行情况和所产生的效果，对磁性滤器在辅机房试验台的应用方面研究应用具有积极的意义。

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.

关键词：船用主机;辅机房试验台;磁性滤器;磁棒

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

1  绪论

主机是船舶的核心设备，被称之为船舶的心脏，其性能的好坏直接关系到船舶的正常航行。而主机中润滑油的清洁度对主机性能起到了极其重要的作用，因此主机在装配后需在主机厂辅机房进行投油和试车，把润滑油中的杂质控制在标准范围之内。

新型磁性滤器在主机投油和试车过程中起到非常关键的作用，主要用于去除滑油中铁质金属颗粒，尤其是去除整个系统中精滤器无法去除的微米级磁性污染物，避免了主机零部件的卡死或磨擦付的磨损，延长润滑系统的使用寿命，增强润滑系统的可靠性，减少精滤器滤芯的更换频率，提高经济效益。

2  改造背景

主机厂辅机房是一个为柴油机提供服务的关系与设备的总称[1]，其中的主滑油过滤系统（以沪东重机为例）主要包括泵前粗滤、半精滤器、精滤器组成，精度通常分别为200um，50um，10um。

以往在被试主机数量不多的情况下，这种工艺流程可以满足主机厂正常投油工作，但随着中国造船规模的井喷式地扩张，船用主机出现供不应求的局面[2]。除了三大主机厂沪东重机、大连船用柴油机厂、宜昌柴油機厂在原有基础上扩大规模以外，江苏安泰、合肥熔安等民营企业也加入到造机队伍中。

随着产量的提升，而现有试验台位受到场地限制无法增加等客观条件的制约下，主机厂只能尽可能地增加台位的使用频率，随之带来滤器频繁报警，清洗维护时间增加等一系列问题。问题出现的主要原因是主机频繁试车，而主机在制造、装配和试车的过程中产生了大量的杂质如灰尘、各种金属磨粒、焊渣等，而其中铁质金属颗粒占到很大比例。

滑油系统中的泵前滤器和半精滤器主要拦截50um以上的较大颗粒，过滤精度较低，对于灰尘、焊渣等大的颗粒有一定的效果，但对于颗粒较小的铁质金属颗粒则效果不大，没有磁性滤器的过滤，则直接流入到精滤器中。精滤器是进入主机最后一道滤器，其滤芯材质为高分子纤维，精度一般为10um，大量的铁质颗粒被拦截在精滤器中容易造成滤器频繁压差报警，此时需打开滤器，更换新的滤芯，费时费力。更为重要的是，铁质颗粒质地较硬，一但压差过大而未及时更换滤芯，铁质颗粒可能会穿破质地柔软的滤芯，直接进入主机中，对主机造成危害。

针对此现象，主机厂提出增加一种大流量的磁性滤器的要求，用于吸附大量铁质颗粒并能轻易将杂质去除，以减轻精滤器的负担，延长精滤器的报警时间，提高整个系统的工作效率。为此在主滑油系统中专门增加了磁性滤器，具体见图1辅机房试验台主滑油局部系统图。

3  工作原理

在滑油系统运行时，滑油经过磁性滤器，受强力磁棒的磁性作用，滑油中的铁质金属颗粒被吸附在磁棒上，大大降低滑油中的磁性金属杂质含量，提高油液介质的清洁度。当需要清洗时，拆开滤器，取出磁棒清洗即可[3]。

4  结构

新型磁性滤器主要由滤器盖、磁棒、磁棒支架、壳体组成，具体见图2所示。磁棒通过磁棒支架和压簧固定在壳体内部，保证磁棒间距，确保磁场的稳定，磁棒的数量根据滤器额定流量来确定。

5  设计

5.1 滤器流道设计

传统磁性滤器结构较为简单，如图3所示，介质从滤器进口①进入滤器壳体内腔②，经过磁棒的吸附，从滤器出口③进入下级系统。在此种结构中，介质与磁棒是横向侧面接触，接触面较少，吸附效果较差。

新型磁性滤器对壳体流道进行优化，如图4所示利用隔板将壳体分为污油腔⑤和净油腔⑦，隔板上开有数量等同于磁棒的导向孔，导向孔下方焊接有导向管⑥，每根导向管均形成一个流道，磁棒则由磁棒支架固定在导向管内。工作时，介质分流到每个导向管内，由上而下穿过整个磁棒，分流的介质和磁棒内每块磁钢形成的磁场均进行充分接触，大大提高了吸附效果。

5.2 磁棒设计

磁棒由若干个磁钢和纯铁间隔串联在一根通长的316L不锈钢薄壁钢管内，如图5所示，由此在磁棒表面形成柱状串列式静磁场，磁钢采用被称为磁王的钕铁硼材质，拥有很高的磁能积，最大能达到37MGOe。磁棒表面经过多次抛光，光洁度达到Ra0.6，高光洁度易于将磁棒上的杂质清除。

通过对磁棒性能指标进行试验，试验结果表明，自主研发的磁棒在磁能积、磁感应矫顽力、磁棒吸附能力等指标已经不亚于国外同类产品。

6  运行情况

新型磁性滤器最先是在沪东重机辅机房试验台进行调试试验运行，通过一段时间的使用情况来看，效果还是很明显。

6.1 吸附效果

图6为在沪东重机辅机房试验台现场拍摄的磁棒吸附效果照片，可以看出在磁棒表面密密麻麻地附着了大量铁质微小颗粒。经过现场测量，一根长度约为300mm的磁棒上吸附的铁质颗粒重量能达到200g。以DN250的磁性滤器为例，一台滤器共39根磁棒，一个循环周期能吸附7公斤左右的铁屑。

6.2 提高工作效率、减轻工人劳动强度

通过增加了磁性滤器，和之前相比较，安装在磁性滤器后面的精滤器压力降明显降低，延长了滤芯更换周期，减轻了工人劳动强度。以至于辅机房二期改造精滤器的压差报警值由原先的0.15MPa降到0.12MPa，从侧面证明了磁性滤器起到了显著的作用。

7  结束语

从新型磁性滤器在沪东重机的试用情况来看，效果很明显，大大提高了主机投油、试车效率，提高了经济效益。在之后的如江苏安泰、舟山中基日造、合肥熔安等公司的辅机房改造项目中，粗滤器→半精滤器→磁性滤器→精滤器这套成熟的工艺流程得到了广泛的推广应用。

参考文献：

[1]谢峰.船用低速柴油机装配试验车间工艺设计探讨[J].造船技术，2010（3）：4-6.

[2]方峰.船用柴油机的生产现状与发展[J].江苏船舶，2008（25）：17-20.

[3]王伟东.磁性滤油器的选用[J].矿山机械，1990：60-62.