Руководящий документ РД 31.55.01.19-87 Запасные части судовых дизелей иностранной постройки. Поршни чугунные. Технические требования.

РД 31.55.01.19-87

 ЗАПАСНЫЕ ЧАСТИ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ ИНОСТРАННОЙ ПОСТРОЙКИ

 Поршни чугунные

 Технические требования

Дата введения 1988-01-01

РАЗРАБОТАН Центральным ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским и проектно-конструкторским институтом морского флота

СОГЛАСОВАН Регистром СССР, письмо от 15.01.87 N 120-11Д-123

ВЗАМЕН РТМ 31.5035-78

ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное Заместителем начальника Главсудомеха 5 мая 1989 г. (Извещение РД 31.55-114.42)

Настоящий руководящий нормативный документ (РД) распространяется на цельнолитые чугунные поршни, головки поршней (далее по тексту "поршни") и отдельные чугунные детали составных поршней (тронки, вставки, проставки, охладители и т.п., в дальнейшем "детали поршней") судовых дизелей иностранной постройки, изготовляемые в качестве запасных на судоремонтных заводах ММФ.

В РД включены также требования на бронзу для антифрикционных поясков.

РД предназначен для разработки рабочих чертежей и другой документации на чугунные поршни и детали поршней, их изготовления, испытания, приемки, маркировки, консервации, упаковки, транспортирования и хранения.

 1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Поршни, детали поршней и антифрикционные пояски должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего руководящего нормативного документа по рабочим чертежам, одобренным Регистром СССР.

1.2. При назначении марок материалов для изготовления поршней, деталей поршней и антифрикционных поясков следует руководствоваться данными предприятий - изготовителей дизелей или результатами химических анализов и механических испытаний материала деталей.

В качестве заменителей могут быть использованы низколегированные чугуны с пластинчатым графитом и специальные бронзы с химическими составами и механическими свойствами, указанными в рекомендуемых приложениях 1 и 2 настоящего РД.

1.3. Допускается изготовление поршней и деталей поршней из высокопрочного чугуна с шаровидной формой графита.

Метод отливки, химический состав, структура, механические свойства чугуна оговариваются документацией, утвержденной в установленном порядке и одобренной Регистром СССР.

1.4. Твердость чугуна отливок поршней и деталей поршней должна быть:

180-250HB - для поршней из чугуна с пределом прочности при растяжении не менее 245 МПа (25 кгс/мм

);

197-269HB - для поршней из чугуна с пределом прочности при растяжении не менее 294 МПа (30 кгс/мм

);

170-241HB - для деталей поршней.

1.5. Поршни и детали поршней после предварительной механической обработки (обдирки литейной корки) должны подвергаться низкотемпературному отжигу для снятия внутренних (остаточных) напряжений с целью стабилизации геометрии деталей по следующему рекомендуемому режиму:

нагрев до температуры 500-550 °С - 2-4 ч;

выдержка при температуре 500-550° - 2-3 ч;

охлаждение вместе с печью со скоростью 10-30 °С/ч до температуры 300 °С;

охлаждение вместе с печью до 150 °С, а затем - на воздухе.

1.5.1. Для снятия внутренних (остаточных) напряжений с целью стабилизации размеров для деталей поршней крейцкопфных дизелей допускается использование методов статической перегрузки, динамического нагружения, термо- и электрогидроударов.

Режимы обработки, применяемые предприятиями-изготовителями, должны быть согласованы с базовой организацией.

1.5.2. Для изменения твердости и улучшения структуры чугуна допускается подвергать поршни и детали поршней специальной термической обработке по режиму предприятия-изготовителя.

1.6. Структура низколегированного чугуна с пластинчатым графитом поршней и тронков поршней тронковых дизелей должна оцениваться по ГОСТ 3443-87 и соответствовать требованиям табл.1 настоящего РД.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.6.1. Допустимые элементы структуры:

междендритный графит (ПГр4; ПГр8; ПГр9 шкала 1B) в количестве не более 10% от общего количества графита в структуре чугуна;

вермикулярный графит (ВГф1; ВГф2; ВГф3 шкала 2А) в количестве не более 15% от общего количества графита в структуре чугуна;

цементит или цементит-ледебурита не более 15% площади, занятой перлитом (Ц10, Цп 13000 шкала 10 А и Б).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.7. Оценка структуры чугуна производится визуально сопоставлением структуры, видимой в микроскоп, со структурой соответствующей шкалы (полей зрения в соответствии с ГОСТ 3443-87 должно быть не менее 3).

Таблица 1

Структура низколегированного чугуна c пластинчатым графитом поршней и тронков поршней тронковых дизелей       

     (Измененная редакция, Изм. N 1).  

1.8. Форма и размеры отливок поршней и деталей поршней должны соответствовать рабочему чертежу.

Допуски линейных размеров необрабатываемых поверхностей, допустимые отклонения массы, степень коробления и припуски на механическую обработку отливок не должны быть более точности отливки 9-8-7-5 ГОСТ 26645-89*.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.9. Количество и размеры допускаемых литейных дефектов (шлаковые, газовые и земляные раковины, намывы противопригарной краски, засоры, ужимины и т.д.) заготовок, не влияющих в дальнейшем на качество окончательно обработанных поршней и деталей поршней, должны устанавливаться техническими условиями предприятия-изготовителя (СТП на чугунное литье).

1.10. Внутренние (полости охлаждения) необрабатываемые поверхности поршней и деталей поршней должны быть тщательно очищены от стержневых смесей и пригара, а заливы, возможно образующиеся по месту разъема стержневых ящиков и моделей, - зачищены.

1.11. На поверхностях готовых поршней и деталей поршней допускаются без исправления раковины, но не более приведенных в табл.2, при этом раковины должны быть зачищены до чистого металла, скос кромок должен быть выполнен пологим, края - закруглены.

Таблица 2

Предельно допустимые размеры раковин и их количество на поверхностях поршней и деталей поршней в зависимости от диаметра цилиндра дизеля

мм

* Кроме отмеченных особо в технических требованиях настоящего РД.   

Примечание. Размеры раковин даны до зачистки.

1.12. Усадочная пористость и выкрашивание включений графита (графитовая пористость) на обработанных поверхностях поршней не допускаются.

1.13. Графитовая пористость, образующаяся вследствие выкрашивания графита, допускается по всем окончательно обработанным поверхностям деталей поршней.

1.14. Усадочная пористость на боковых поверхностях окончательно обработанных тронков крейцкопфных дизелей допускается в количестве не более 5% площади поверхности.

1.15. На окончательно обработанных поверхностях канавок под поршневые кольца, отверстий под поршневые пальцы и поверхностях днища поршня со стороны камеры сгорания не допускаются раковины, неметаллические включения и другие литейные дефекты.

1.16. Допускается исправление мелких дефектов на поверхностях поршней и деталей поршней. Величина, количество, а также способы исправления дефектов, допустимых к исправлению, должны в каждом конкретном случае согласовываться с Регистром СССР.

1.17. Литейные дефекты, не предусмотренные настоящим РД, могут быть оставлены без исправления с одобрения Регистра СССР.

1.18. На обработанных рабочих поверхностях антифрикционных поясков, завальцованных в поршни или тронки, допускаются одиночные раковины с наибольшим расстоянием между противоположными точками профиля до 6 мм и глубиной до 3 мм в количестве не более 4 шт. для двигателей с диаметром цилиндра до 450 мм и не более 6 шт. для двигателей с диаметром цилиндра свыше 450 мм на расстоянии не менее 8 мм от кромок и 15 мм друг от друга.

1.19. Усадочная пористость на обработанных поверхностях антифрикционных поясков не допускается.

1.20. Предельные отклонения размеров

1.20.1. Предельные отклонения размеров посадочных и рабочих поверхностей поршней, деталей поршней должны назначаться по документам предприятия - изготовителя дизеля, а при отсутствии их рекомендуется пользоваться данными, приведенными в табл.3.

Таблица 3

_______________

* Если невозможно получить посадку, предусмотренную предприятием - изготовителем дизеля, отверстие под поршневой палец должно обрабатываться по индивидуальным допускам, обеспечивающим надежность узла поршень-палец.

1.21. Допуски формы и расположения поверхностей

1.21.1. Допуски формы и расположения поверхностей не должны превышать норм, приведенных в табл.4.

Таблица 4

______________      

* За ось базовой поверхности принимается ось рабочей поверхности тронка или ось основной технологической базовой поверхности, образованной обработкой центрального отверстия (бурта) в нижней части.          

1.22. Контур днища поршня со стороны камеры сгорания контролируется специальным шаблоном, опирающимся концами на торцовую поверхность днища, в двух взаимно-перпендикулярных направлениях.

Зазор между шаблоном и контуром днища не должен превышать:

0,3 мм - для поршней диаметром до 300 мм;

0,5 мм - для поршней диаметром свыше 300 мм,

1.23. Разностенность тронка поршня (разность толщин в одном поперечном сечении) не должна превышать 15% от номинальной толщины стенки.

1.24. Отклонение массы поршня (цельнолитого и составного) от номинального значения при отсутствии данных предприятия - изготовителя дизеля не должно превышать значений, указанных в табл.5.

Таблица 5

Отклонение массы поршня от номинального значения

Частота вращения коленчатого вала, мин (об/мин)	Отклонение массы поршня от номинального значения, ±%
	2-тактные	4-тактные
До 300	Не устанавливается	2,0
Св.300 до 700	2,5	1,2
Св.700 до 1200	2,0	1,0
Св.1200	1,5	0,8

Допускаемое отклонение массы поршня от номинального значения и место для подгонки поршня по массе должны указываться на чертеже.

1.25. Значения параметров шероховатости

1.25.1. Шероховатость обрабатываемых поверхностей поршней, деталей поршней должна устанавливаться по ГОСТ 2789-73.

Числовые значения параметров шероховатости

(в мкм) при нормированных базовых длинах не должны превышать норм, приведенных в табл.6.

Таблица 6

Наименование поверхности	Шероховатость по ГОСТ 2789-73
Посадочные поверхности под поршневой палец диаметром:
до 120 мм;	0,63
свыше 120 мм	1,25
Рабочая поверхность тронка поршня	1,25
Наружные поверхности головки поршня	2,5
Рабочие поверхности антифрикционных поясков	2,5
Торцовые поверхности канавок под поршневые кольца	2,5
Опорная и посадочные поверхности под шток поршня	2,5
Опорная и посадочные поверхности под вставку крепления поршневого пальца (центрирующую вставку)	2,5
Опорная и посадочные поверхности под головку поршня	2,5

Для неуказанных поверхностей значения параметров шероховатости устанавливаются чертежом.

1.26. Ресурс поршней, тронков и антифрикционных поясков должен быть не менее тройного ресурса между плановыми профилактическими вскрытиями цилиндров дизеля с подъемом поршней, но не менее ресурса фирменных деталей, остальных деталей - 0,5 ресурса дизеля.

 2. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

2.1. Проверка соответствия готовых поршней и деталей поршней требованиям чертежей и настоящего РД должна производиться ОТК предприятия-изготовителя под надзором Регистра СССР.

Для проверки поршней, антифрикционных поясков и других деталей поршней предприятие-изготовитель должно применять правила отбора проб и методы испытаний, указанные ниже.

2.2. Проверке на соответствие требованиям п.п.1.6; 1.10-1.16; 1.18-1.19; 1.20-1.25 настоящего РД должны подвергаться 100% поршней и деталей поршней.

Проверка размеров поршней и деталей поршней должна производиться при температуре (20±5) °С. До начала проверки измерительный инструмент и готовые изделия должны находиться при этой температуре не менее двух часов.

Количество поршней и деталей поршней от партии, проверяемых по остальным показателям, и размер партии устанавливаются документацией предприятия-изготовителя.

2.3. Механические свойства материала поршней и деталей поршней, указанные в приложении 1 настоящего РД, определяются испытанием контрольных образцов из металла той же плавки (ковша) независимо от количества отлитых из нее (него) отливок.

2.4. Механические свойства материала поршней и деталей поршней должны проверяться по ГОСТ 24806-81 на образцах диаметром 20 мм, вырезанных из заготовок (проб) диаметром 30 мм. Метод отливки проб и отбор образцов для механических испытаний устанавливаются по ГОСТ 24648-81*.

2.5. Заготовки образцов для проведения испытаний по определению механических свойств материала должны проходить низкотемпературный отжиг вместе с поршнями.

Допускается использовать заготовки в литом состоянии (без термообработки) при применении низкотемпературной термообработки для снятия литейных напряжений в отливках.

2.6. Испытание на определение предела прочности при растяжении проводят на одном образце от партии поршней и деталей поршней.

2.7. Результаты испытаний образцов не учитываются, если в месте разрыва образца обнаружены скрытые дефекты (газовые и песчаные раковины, неметаллические включения, трещины и т.п.). Дефектные образцы должны быть заменены другими из той же партии отливок.

2.8. При получении неудовлетворительных результатов проверки механических свойств материала поршней и деталей поршней проводят повторные испытания на удвоенном количестве образцов той же партии.

При неудовлетворительных результатах повторных испытаний испытаниям следует подвергать два образца, изготовленные из донной части отливки поршня той же партии. При получении неудовлетворительных результатов после третьего испытания партия поршней бракуется.

2.9. Испытания на твердость должны проводиться по ГОСТ 9012-59 на отдельно отлитых образцах диаметром 30 мм, предназначенных для механических испытаний. Образцы для испытания твердости должны отбираться так, чтобы место определения твердости находилось на расстоянии не менее 35 мм от торца пробы. Испытания должны проводиться на одном образце от партии поршней и деталей поршней, залитых из одной плавки (ковша).

Допускается проводить проверку твердости и прочности на кольцах, вырезанных из подприбыльной части заготовок поршней и деталей поршней, а также проверять твердость готовых деталей по ГОСТ 24805-81. Место испытаний и количество измерений устанавливаются предприятием-изготовителем.

2.10. Химический состав чугуна должен проверяться от каждого ковша независимо от количества отлитых из него поршней или деталей поршней.

Пробы для проведения химического анализа отливают отдельно либо отбирают из тех же заготовок, что и для определения механических свойств. Химический состав определяется по ГОСТ 2604.0-77-ГОСТ 2604.2-77*, ГОСТ 2604.3-83, ГОСТ 2604.4-77** ГОСТ 2604.5-84, ГОСТ 2604.6-77, ГОСТ 2604.7-84, ГОСТ 2604.8-77, ГОСТ 2604.9-83, ГОСТ 2604.10-77 или ГОСТ 22536.0-77***-ГОСТ 22536.13-77.

2.11. Структура низколегированного чугуна поршней определяется металлографическим исследованием шлифа, взятого со стороны наружной цилиндрической поверхности пробного кольца, вырезанного из-под прибыльной части заготовки.

Шлиф отбирается от одного поршня из партии поршней, отлитых из одного ковша.

2.12. Количественная оценка основных элементов структуры чугуна поршней производится в соответствии с табл.1 настоящего РД путем визуального сопоставления структуры, видимой в микроскоп, со структурой эталонов соответствующей шкалы по ГОСТ 3443-77.

2.13. Проверка химического состава бронз для антифрикционных поясков должна производиться по пробе от каждой плавки. Методы химического анализа по ГОСТ 25086-81*, ГОСТ 1953.1-79-ГОСТ 1953.12-79.

2.14. Механические свойства бронз для антифрикционных поясков должны определяться испытанием на растяжение по ГОСТ 1497-84 одного отдельно отлитого образца либо образца, изготовленного из отдельно отлитых пробных планок от партии отливок. Форма и размеры отдельно отлитых образцов либо пробных планок должны соответствовать ГОСТ 5.9209-82.

При получении неудовлетворительных результатов испытанию следует подвергать удвоенное количество образцов от той же партии отливок.

При неудовлетворительных повторных результатах испытаниям следует подвергать два образца, изготовленные из отливки поясков той же партии. Показатели, полученные на таких образцах, по пределу прочности должны составлять не менее 75%, а по относительному удлинению - не менее 50% от величин, приведенных в приложении 2 настоящего РД.

При получении неудовлетворительных результатов после третьего испытания партия поясков бракуется.

2.15. Испытания твердости бронз по Бринеллю следует проводить по ГОСТ 9012-59 на двух образцах, изготовленных для испытаний механических свойств, или на двух заготовках под пояски. Допускается проводить испытание на пробных планках.

При получении неудовлетворительных результатов необходимо испытывать каждую заготовку в партии отливок.

2.16. Каждый поршень после окончательной механической обработки должен быть испытан в течение 5 мин гидравлическим давлением, равным:

полуторному - от наибольшего давления сгорания топлива в цилиндре дизеля - днище со стороны камеры сгорания;

полуторному - от наибольшего давления охлаждающей жидкости, но не менее 0,69 МПа (7 кгс/см

) - полости охлаждения.

Пропуски (течь, потение) не допускаются.

2.17. Заказчик имеет право производить контрольную проверку качества поршней или деталей поршней на предприятии-изготовителе методами, указанными в настоящем РД.

Количество поршней или деталей поршней, отбираемых из партии для контрольной проверки, а также проверяемые параметры устанавливаются предприятием-изготовителем по согласованию с заказчиком и Регистром СССР.

2.18. При несоответствии результатов контрольной проверки требованиям настоящего РД, хотя бы по одному из показателей, следует производить проверку удвоенного количества поршней или деталей поршней, взятых из той же партии. При неудовлетворительных результатах повторной проверки вся партия поршней или деталей поршней бракуется.

Предприятию-изготовителю предоставляется право пересортировать забракованную партию и предъявить годные поршни или детали поршней к повторной проверке.

 3. МАРКИРОВКА, КОНСЕРВАЦИЯ, УПАКОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

3.1. На каждом принятом ОТК поршне или детали поршня должны быть нанесены:

товарный знак и клеймо ОТК предприятия-изготовителя;

заводской номер;

номер плавки;

год выпуска;

масса;

обозначение чертежа;

клеймо Регистра СССР (на поршне или тронке).

Место нанесения знаков маркировки устанавливается чертежом. Размеры и способ нанесения знаков маркировки устанавливаются предприятием-изготовителем с учетом сохранности их в течение всего срока службы поршня, детали поршня.

3.2. Перед упаковкой поршни или детали поршней должны быть законсервированы. Консервация должна производиться в специально оборудованном помещении при температуре воздуха не ниже 15 °С и относительной влажности не выше 70%. Допускается увеличение влажности до 80% в течение времени, когда перепады температуры в помещении не превышают 5 °С.

Методы консервации и применяемые материалы должны устанавливаться предприятием-изготовителем в соответствии с требованиями ГОСТ 9.014-78.

Консервация и упаковка должны предохранять поршни и детали поршней от коррозии и механических повреждений не менее 18 мес. со дня отгрузки с предприятия-изготовителя при условии хранения их в средних условиях согласно ГОСТ 9.014-78.

3.3. Для транспортирования и хранения поршни и детали поршней должны упаковываться в деревянные ящики принятого на предприятии-изготовителе типа, изготовленные в соответствии с ГОСТ 2991-85 или ГОСТ 10198-78*.

3.3.1. Ящики должны быть выложены внутри одним из видов водонепроницаемой бумаги:

парафинированной марки БП-6 по ГОСТ 9569-79*;

упаковочной битумированной или дегтевой по ГОСТ 515-77;

упаковочной двухслойной по ГОСТ 8828-75*.

3.3.2. При упаковке в ящик нескольких поршней или деталей поршней в нем должны быть предусмотрены отдельные ячейки с тем, чтобы в каждую ячейку был установлен один поршень или деталь поршня.

3.3.3. Упаковка должна полностью предохранять поршни или детали поршней от повреждений при транспортировании и хранении.

3.3.4. Хранение и транспортирование поршней и тронков допускается только в вертикальном положении.

3.4. Маркировка тары должна соответствовать требованиям ГОСТ 14192-77* и содержать:

марку дизеля;

обозначение чертежа;

дату упаковки;

знак или надпись "Верх, не кантовать".

3.5. Каждый поршень, деталь поршня, партия поршней или деталей поршней при упаковке в один ящик и отправке заказчику должны сопровождаться в соответствии с ГОСТ 2.601-68* свидетельствами о приемке, консервации и упаковке.

 4. ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

4.1. Изготовитель гарантирует соответствие поршней и деталей поршней требованиям рабочих чертежей и настоящего РД при условии соблюдения правил транспортирования, хранения и эксплуатации.

Гарантийный срок эксплуатации поршней и деталей поршней устанавливается 12 месяцев со дня ввода поршня в эксплуатацию, но не более 24 месяцев со дня получения заказчиком.

Приложение 1

Рекомендуемое

Химический состав и механические свойства специальных чугунов для поршней и деталей поршней

		Химический состав, %
Наиме- нование детали	Предел прочности при растяжении, МПа (кгс/мм ), не менее	угле- род	крем- ний	мар- ганец	сера	фос- фор	хром	никель	медь	молиб- ден	Приме- чание
					I вариант
Поршни	245(25)	2,90- 3,40	1,40- 1,90	0,60- 0,90	0,15	0,30	0,20- 0,45	0,30- 0,70	-	-	180-250 НВ
					II вариант
	294(30)	2,80- 3,20	1,60- 2,00	0,80- 1,20	0,12	0,15	0,20- 0,50	0,60- 1,30	0,20- 0,50	0,20- 0,50	197-269 НВ
Детали поршней	196(20)	2,80- 3,30	1,40- 1,90	0,60- 0,90	0,15	0,30	-	-	-	-	170-241 НВ

Примечания. 1. В случае отклонения химического состава от указанного на чертеже, при условии соответствия механических свойств и структуры требованиям настоящего РД, годность поршней и деталей поршней решается предприятием-изготовителем.

2. Обозначение материала на чертеже:

в графе обозначение материала - чугун специальный;

механические свойства и химический состав указываются в технических требованиях чертежа.

Приложение 2

Рекомендуемое

Химический состав и механические свойства бронз для антифрикционных поясков

Марка	Химический состав, %									Механические свойства
	основные элементы			примеси, не более						предел прочности при растяжении, МПа (кгс/мм )	относи- тельное удлине- ние, %	твер- дость, НВ
	олово	сви- нец	медь	же- лезо	сурь- ма	алю- миний	крем- ний	цинк	всего
										не менее
Основной материал Бр08С15	7,0- 9,0	12,0- 18,0	ост.	0,4	0,5	0,05	0,05	0,5	1,3	(147)15	3	60
Заменитель Бр010С10	9,0- 11,0	8,0- 11,0	ост.	0,2	0,3	0,02	0,02	0,5	0,9	176,2 (18)	6	65

Примечания. 1. При соответствии химического состава по основным элементам и механических свойств чертежу - химический анализ на определение содержания примесей проводить при освоении каждого типоразмера поясков.

2. Обозначение материала на чертеже:

в графе обозначение материала - бронза специальная;

механические свойства и химический состав указываются в технических требованиях.