The resistance investigation of the marine engine exhaust valve using the modelling chamber

At contemporary technical designs, many equipment and installation are working for a long time and under complex environmental which include mechanical, thermal and chemical loadings. Before the new technical design is accepted for work it must be carefully investigated in order to evaluate its usefulness for real need. During the ship engine operation one of the key problems is the exhaust valve durability. A special interest is in valve head face because this narrow part of the valve is responsible for tightness. Very often the durability of the valve is not sufficient in spite of using heat treated high alloy steels. Surfacing the seat face with different techniques and different resisting materials can increase the durability of valves and also can be useful to repair worn components. Because the ship engine valves are the example of the parts which are highly mechanical and chemical loaded and subjected for long service life, the design of the special examination chamber seems to be useful. At this station, the clad layer made by different techniques and from different cladding materials are undergo exhaust gases corrosion and elevated temperature is the factor which accelerates process. In this paper the schematic diagram of the modeling chamber and some results of the investigation are presented. There are comparisons of the microstructure and hardness of the worn valve heads from the real working engine and samples which were exposed in the chamber. The metallographic method of the analyse and microhardness measurements were used.

We współczesnej technice szereg części urządzeń i instalacji pracuje w długich okresach czasu i w złożonych warunkach obciążenia mechanicznego, termicznego i chemicznego. Próby wprowadzenia nowych rozwiązań technicznych muszą być poprzedzone szczegółowymi badaniami, które stwierdzą przydatność do konkretnych zastosowań. Problemem występującym w przemyśle okrętowym, a dokładniej w procesie eksploatacji silników okrętowych jest trwałość jednego z kluczowych elementów tj. zaworów wylotowych. Z punktu widzenia eksploatacji największą uwagę poświęca się wąskiej powierzchni przylgni zaworu, której dokładność dopasowania decyduje o jego szczelności. Pomimo stosowania stali wysokostopowych obrobionych cieplnie trwałość zaworów jest często niewystarczająca. Aby zwiększyć ich trwałość stosuje się pokrycie przylgni stopami charakteryzującymi się większą odpornością w wyżej wymienionych warunkach pracy. Stopy i technologie powinny także umożliwiać nie tylko wytwarzanie warstw na nowych zaworach, ale także umożliwiać ich regenerację. Ponieważ zawory silników okrętowych są przykładem części silnie obciążonych zarówno mechanicznie jak i chemicznie a czasy ich eksploatacji liczy się w tysiącach godzin stąd pożyteczne wydaje się zastosowanie specjalnie zaprojektowanej komory, w której wykonane różnymi metodami warstwy będą podlegać oddziaływaniu spalin, a podwyższona temperatura będzie dodatkowym czynnikiem przyspieszającym proces degradacji. Jednakże istotna jest ocena na ile przyspieszone procesy w komorze odpowiadają rzeczywistym procesom degradacji. W pracy przedstawiono schemat komory modelowej oraz wyniki badań dla zaworów poddanych korozji w komorze oraz ich porównanie ze zużytymi zaworami po eksploatacji w silniku okrętowym podczas normalnej eksploatacji. Do badań wykorzystano metody badań metalograficznych oraz pomiary mikrotwardości.