Ανάλυση αστοχίας σε άξονα αντλίας ψύξης νερού

Κοβσένογλου, Κυριάκος

Failure analysis of water cooling pump shaft

Πτυχιακή εργασία

Author

Κοβσένογλου, Κυριάκος

Date

2019-03-14

Abstract

Η παρούσα πτυχιακή εργασία, μελετά την πρόωρη και επανειλημμένη αστοχία που εμφανίζει ο άξονας της αντλίας ψύξης του κινητήρα ενός εμπορικού πλοίου. Έξι άξονες έχουν καταστραφεί σε διάστημα τριών μηνών και οι δύο τελευταίοι έχουν παραδοθεί για την μελέτη.Για την μελέτη χρησιμοποιήθηκε η μεθοδολογία ανάλυσης αστοχίας μηχανολογικών εξαρτημάτων σύμφωνα με τον οργανισμό ASM. Προκειμένου να εξαχθούν ασφαλή συμπεράσματα, εφαρμόστηκαν μόνο τα απαραίτητα στάδια. Πραγματοποιήθηκαν μη καταστροφικές δοκιμές, όπως οπτική επισκόπηση με γυμνό μάτι και με στερεοσκόπιο, μέτρηση σκληρότητας, καθώς και καταστροφικές δοκιμές, όπως χημική ανάλυση υλικού και μεταλλογραφική ανάλυση δομής. Επιπλέον αναζητήθηκε το σημείο μέγιστης τάσης με ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων.Και οι δυο άξονες έχουν αστοχήσει με κόπωση από ροπή και από υπερβολικές στρεπτικές τάσεις. Η θραύση τους ξεκίνησε από τον σφηνόδρομο στην πλευρά που ασφαλίζει η πτερωτή, όπου είναι το σημείο συγκέντρωσης μέγιστων τάσεων. Η αστοχία οφείλεται κυρίως σε λανθασμένη επιλογή υλικού και επισπεύστηκε εξαιτίας πλημμελούς μηχανουργικής κατεργασίας.

Abstract

This thesis examines the premature and repeated failure of the commercial engine's cooling pump shaft. Six shafts were fractured in-service, over three months. The last two pieces were examined.The study was based on engineering failure analysis methodology according to the ASM organization. In order to extract safe conclusions, only the necessary steps were applied. The inspection includes historical data recording and visual inspection. Hardness measurements were carried out. Microstructure was examined by means of light microscopy. A finite element simulation was conducted in order to determine the stress concentration points. Chemical analysis was carried out. The shafts were manufactured from AISI 304 stainless steel. Low hardness of both pieces indicates insufficient mechanical properties. The findings strongly suggest that the shafts failed due to fatigue occurred by alternating torsional stresses. Fracture initiated at the keyway on the impeller, area also predicted as prone to crack by the finite elements analysis. Material selection and poor machining were found to be the main causes of failure.

Number of pages

Faculty

Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών

Academic Department

Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Τ.Ε.

Language

Greek

URI

http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/handle/123456789/4852

Collections

Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Τ.Ε.

Show full item record

Except where otherwise noted, this item's license is described as
Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα