【壓縮機(jī)網(wǎng)】1、背景介紹

 

　　延長(zhǎng)中煤榆林能源化工有限公司聚烯烴中心聚丙烯裝置的丙烯回收單元，由美國(guó)MTR公司生產(chǎn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，其主機(jī)為日本前川公司生產(chǎn)的G252OLMC—MBM型雙級(jí)串聯(lián)雙螺桿壓縮機(jī)。該機(jī)組于2015年4月正式啟用，運(yùn)行狀態(tài)一直不穩(wěn)定，多次敬請(qǐng)國(guó)外專家來(lái)現(xiàn)場(chǎng)處理問(wèn)題，一直沒(méi)有徹底解決問(wèn)題。帶病運(yùn)行至2015年12月19日，該壓縮機(jī)只運(yùn)行了約4000小時(shí)，先后發(fā)生了滑閥液壓控制系統(tǒng)外接輸油撕斷、運(yùn)行中主機(jī)突然抱死等嚴(yán)重事故，回收單元被迫停止。2016年元月，公司決定嘗試由本公司工程技術(shù)人員與行業(yè)專家劉安才聯(lián)合修復(fù)的方法，2016年2月開始拆解修理，同年4月修復(fù)運(yùn)行，正常運(yùn)行至2017年元月，壓縮機(jī)系統(tǒng)主機(jī)再次發(fā)生了震動(dòng)嚴(yán)重超標(biāo)停機(jī)事故。本公司工程技術(shù)人員再次聯(lián)合行業(yè)專家劉安才拆解分析、總結(jié)，自行設(shè)計(jì)、制作、更換了全部國(guó)產(chǎn)化零部件，2017年4月修復(fù)投入運(yùn)行，機(jī)器穩(wěn)定運(yùn)行至今已過(guò)萬(wàn)小時(shí)，仍在正常工作之中。

 

　　2、壓縮機(jī)主機(jī)簡(jiǎn)介

 

　　2.1 壓縮機(jī)主機(jī)參數(shù)

 

　　2.2 主機(jī)構(gòu)成

 

 

 

　　主機(jī)部分主要包括機(jī)械密封；一、二級(jí)螺桿止推軸承；一、二級(jí)陰陽(yáng)螺桿支撐軸瓦；一、二級(jí)陰陽(yáng)螺桿；一、二級(jí)前軸承支撐架；一、二級(jí)螺桿支撐架；一、二級(jí)后端支撐軸承；一、二級(jí)后軸承支撐架；主螺桿傳動(dòng)軸連接系統(tǒng)等組成。

 

　　2.3 主機(jī)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

 

　　該主機(jī)最顯著的設(shè)計(jì)特點(diǎn)表現(xiàn)為：結(jié)構(gòu)上采用了兩級(jí)主機(jī)串聯(lián)布置、主螺桿軸內(nèi)齒插接動(dòng)力傳動(dòng)模式，整機(jī)中心低，有利于降低震動(dòng)；兩主機(jī)匹配采用了“雙級(jí)雙滑閥容積聯(lián)動(dòng)匹配、恒壓輸出調(diào)節(jié)”模式，即在輸出壓力設(shè)定恒定的條件下，二級(jí)壓縮機(jī)通過(guò)滑閥滑動(dòng)改變?nèi)莘e來(lái)追蹤排氣輸出壓力，保持恒壓輸出，而一級(jí)壓縮機(jī)通過(guò)二級(jí)輸入壓力控制滑閥滑動(dòng)，改變壓縮機(jī)容積，達(dá)到雙級(jí)進(jìn)排氣匹配平衡效果，有效地穩(wěn)固了螺桿的動(dòng)態(tài)定位。

 

　　3、第一次故障壓縮機(jī)零部件損壞情況

 

　　3.1 故障發(fā)生

 

　　2015年12月19日，壓縮機(jī)正常工作中，系統(tǒng)連鎖保護(hù)裝置觸發(fā)緊急停機(jī)，盤車檢查機(jī)器抱死。拆開一級(jí)排氣端，發(fā)現(xiàn)螺桿端與端蓋間隙消失，摩擦燒結(jié)粘死，進(jìn)一步拆解，多零部件損壞。

 

　　3.2 機(jī)械密封損壞

 

　　機(jī)封石墨骨架因螺桿竄動(dòng)量超過(guò)了其伸縮量程而擠破，失去密封作用。

 

　　3.3 推力軸承報(bào)廢

 

　　推力軸承失去止推作用是其他機(jī)件損壞的根源，而推力軸承失去止推作用的成因是供油不足造成的磨損所致。按照壓縮機(jī)維修常規(guī)經(jīng)驗(yàn)，整機(jī)八組推力軸承做報(bào)廢處理。

 

　　3.4 主螺桿軸軸承安裝位磨損

 

　　拆下主軸推力軸承，軸承轉(zhuǎn)動(dòng)自如，軸承內(nèi)圈直徑比主軸軸承安裝位直徑大0.09mm，顯然軸承內(nèi)圈隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)，不合常規(guī)。有可能：該機(jī)出廠前，主軸推力軸承位加工存在問(wèn)題。

 

　　3.5 支撐軸承磨損

 

　　可能由于失油導(dǎo)致軸與支撐軸承不能有油膜懸浮支撐保護(hù)，直接摩擦；也可能潤(rùn)滑油中含有超量雜質(zhì)，導(dǎo)致八組支撐軸承損壞。從磨損痕跡判斷，兩者兼有。

 

　　3.6 一級(jí)壓縮機(jī)兩螺桿嚴(yán)重?fù)p傷

 

　　由于推力軸承失效，螺桿失去定位，導(dǎo)致兩螺桿縱向互磨、軸向與端蓋互磨，螺桿磨短了1.7mm，螺桿嚙合面劃痕密布。

 

　　3.7 二級(jí)壓縮機(jī)螺桿損傷

 

　　由于一級(jí)推力軸承失效，一級(jí)螺桿軸與端蓋互磨產(chǎn)生鐵削進(jìn)入二級(jí)螺桿，導(dǎo)致兩螺桿磨傷。

 

　　3.8 一級(jí)螺桿殼體內(nèi)腔磨損嚴(yán)重

 

　　由于一級(jí)推力軸承失效，一級(jí)螺桿軸與端蓋互磨產(chǎn)生鐵削進(jìn)入螺桿腔，連鎖反應(yīng)損傷。成片磨痕面積達(dá)1700余平方厘米，磨痕深大1.5毫米。

 

 　　3.9 一級(jí)滑閥與導(dǎo)軌磨擦發(fā)熱變色

 

　　滑閥錯(cuò)誤的頻繁滑動(dòng)、失油導(dǎo)致滑閥與導(dǎo)軌互磨發(fā)熱，導(dǎo)軌底面磨低了0.4毫米。

 

　　3.10. 一級(jí)壓縮機(jī)排氣端端蓋嚴(yán)重磨損

 

　　一級(jí)壓縮機(jī)排氣端端蓋，因推力軸承失效，導(dǎo)致螺桿與端蓋互磨，端蓋磨深達(dá)0.9毫米。

 

　　3.11  其他問(wèn)題

 

　　3.11.1 一級(jí)壓縮機(jī)滑閥活塞密封相比較二級(jí)滑閥活塞密封，沒(méi)有安裝冒型密封，但密封o圈高出活塞外圓面0.5mm，密封作用存在，耐磨效果要遠(yuǎn)低于同機(jī)二級(jí)活塞，估計(jì)是原機(jī)器裝配漏項(xiàng)；

 

　　3.11.2 一級(jí)壓縮機(jī)滑閥與活塞缸連接軸密封o圈破裂，導(dǎo)致滑閥調(diào)節(jié)難以穩(wěn)定定位；

 

　　3.11.3 一級(jí)壓縮機(jī)進(jìn)氣端的過(guò)渡段端蓋孔與滑閥能量指示引出軸不同心，導(dǎo)致過(guò)渡段端蓋與進(jìn)氣端螺桿端蓋定位銷安裝連接后，滑閥滑動(dòng)憋勁，滑動(dòng)困難；

 

　　3.11.4 一級(jí)壓縮機(jī)能量引出軸封o圈磨破。

 

　　4、零部件修復(fù)與國(guó)產(chǎn)化

 

　　系統(tǒng)來(lái)自美國(guó)MTR公司，而壓縮機(jī)為日本前川公司制造，國(guó)內(nèi)沒(méi)有同類生產(chǎn)廠商，如果更換原裝零部件，不僅價(jià)格昂貴（主機(jī)中不含螺桿的整套零部件價(jià)格竟超過(guò)主機(jī)價(jià)格的15%）、采購(gòu)周期漫長(zhǎng)（款到后三個(gè)月），而且采購(gòu)條件苛刻、附加限制條款繁多，商務(wù)操作難度很大，無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)的緊迫需要。因此，自行修復(fù)損傷部件或自行設(shè)計(jì)加工代用件、恢復(fù)整機(jī)性能，就成了必然的選擇。

 

　　4.1 損壞件修復(fù)方法

 

　　4.1.1 螺桿與進(jìn)氣端蓋的修復(fù)

 

　　修復(fù)螺桿與進(jìn)氣端蓋的工藝路線如下：

 

　　a.取樣化驗(yàn)確定材質(zhì)；

 

　　b.無(wú)損探傷確定裂紋部位需要剔除的尺寸；

 

　　c.剔除裂紋部位；

 

　　d.激光熔敷恢復(fù)損傷部位；

 

　　e.無(wú)損探傷檢查熔敷質(zhì)量；

 

　　F.去除應(yīng)力；

 

　　J.按照未受損部位尺寸、型線設(shè)置加工參數(shù)，采用專用加工中心加工復(fù)原；

 

　　H.檢查兩螺桿的嚙合度、動(dòng)平衡螺桿。

 

　　4.1.2 支撐軸瓦修復(fù)

 

　　修復(fù)支撐軸瓦的步驟如下：

 

　　a.取樣化驗(yàn)確定材質(zhì)；

 

　　b.測(cè)繪軸瓦；

 

　　c.在仿制基礎(chǔ)上，加大軸瓦進(jìn)油孔以增加進(jìn)油量；加寬軸瓦保油邊以提高油膜支撐力。

 

　　4.1.3 機(jī)械密封仿制

 

　　仿制機(jī)械密封的過(guò)程如下：

 

　　a.取樣化驗(yàn)確定材質(zhì)；

 

　　b.測(cè)繪原裝機(jī)械密封；

 

　　c.使用與原機(jī)械密封相同的材料，按照國(guó)產(chǎn)同類型機(jī)械密封標(biāo)準(zhǔn)確定參數(shù)；

 

　　d.測(cè)繪設(shè)計(jì)圖紙；

 

　　e.按照設(shè)計(jì)圖紙、工藝文件和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)加工生產(chǎn)。

 

　　4.1.4 一級(jí)壓縮機(jī)機(jī)身內(nèi)孔修復(fù)

 

　　a.冷焊貼焊；

 

　　b.鏜床粗加工；

 

　　c.珩磨機(jī)珩磨到尺寸。

 

　　4.1.5 更換整機(jī)全部密封o圈

 

　　5、修復(fù)運(yùn)行

 

　　2016年4月，修復(fù)機(jī)器回裝首次運(yùn)行，存在一級(jí)滑閥載位指示始終在30%—90%之間往復(fù)變化，滑閥同步位移問(wèn)題，滑動(dòng)頻率在15次/min—17次/min之間，導(dǎo)致滑閥控制進(jìn)油管隨之同頻率震動(dòng)，振幅在4mm左右，除此問(wèn)題外，機(jī)器其他工作正常。

 

　　分析認(rèn)為是如下因素所致：a、電控制系統(tǒng)給定了一個(gè)錯(cuò)誤控制信號(hào)；b、三位四通控制閥漏油；c、活塞密封漏油；d、活塞軸封漏油。

 

　　為此，檢測(cè)電控制系統(tǒng)，未發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤信號(hào)；檢查試驗(yàn)三維四通控制閥，未發(fā)現(xiàn)泄露；拆卸一級(jí)壓縮機(jī)滑閥活塞，改單o圈密封為雙o圈密封，以克服活塞可能的密封漏油問(wèn)題。

 

　　經(jīng)過(guò)以上檢測(cè)、改造，滑閥載位穩(wěn)定性問(wèn)題仍未解決，無(wú)奈再次拆解整機(jī)，發(fā)現(xiàn)活塞軸封o圈撕裂了一個(gè)直徑約1mm的不規(guī)則裂口。分析該裂口成因?yàn)檠b配中硬傷，更換該o圈后，機(jī)器恢復(fù)正常。

 

　　6、修復(fù)機(jī)器運(yùn)行事故

 

　　2016年4月修復(fù)機(jī)器投入運(yùn)行，2017年1月下旬，該壓縮螺桿壓縮機(jī)，發(fā)生了運(yùn)行聲音異常、二級(jí)副螺桿軸位移值超限問(wèn)題、機(jī)器震動(dòng)值超標(biāo)等問(wèn)題，設(shè)備控制管理人員主動(dòng)停車。

  

　　6.1 拆解檢查發(fā)現(xiàn)如下問(wèn)題

 

　　a.二級(jí)止推軸承滾珠磨損

 

　　b.一級(jí)止推軸承滾珠磨損

 

 

　　c.一級(jí)軸承外圈磨損

 

 

　　d.軸瓦磨損

 

 

　　6.2 問(wèn)題成因判斷

 

　　6.2.1 二級(jí)推力軸承滾珠破裂是軸承夾渣導(dǎo)致，夾渣性質(zhì)、來(lái)源不明，邏輯推理可能是前置氣體過(guò)濾失效，管道焊接遺留金屬削渣進(jìn)入造成。

 

　　6.2.2 一級(jí)止推軸承滾珠磨損、劃痕。邏輯推理，劃痕肯定是軸承夾渣所致，而在未失油條件下的磨損，是潤(rùn)滑油含塵量嚴(yán)重超標(biāo)導(dǎo)致。

 

　　6.2.3 軸瓦磨損。在保證供油充分足壓的條件下，軸瓦磨損報(bào)廢，夾渣因素存在，但從磨損痕跡判斷，潤(rùn)滑油含塵量嚴(yán)重超標(biāo)是重要因素。

 

　　7、問(wèn)題解決

 

　　7.1 解決潤(rùn)滑油含塵超標(biāo)問(wèn)題

 

　　潤(rùn)滑油中的有損軸承、軸瓦特定塵埃，無(wú)疑是來(lái)源于特定輸入介質(zhì)，而介質(zhì)中的該塵埃濾除方法改進(jìn)需要一個(gè)過(guò)程，快捷便利的解決方法是短周期更換潤(rùn)滑油。由于該機(jī)所使用的潤(rùn)滑油一直為原機(jī)供應(yīng)商提供，潤(rùn)滑油標(biāo)定使用壽命長(zhǎng)、價(jià)格昂貴，潤(rùn)滑油里特定有害塵埃是機(jī)器長(zhǎng)期運(yùn)行積累的結(jié)果，這就造成了潤(rùn)滑油標(biāo)定使用壽命尚未到期而潤(rùn)滑油含塵量積累到損害機(jī)器零部件至機(jī)器停機(jī)的程度，選用與機(jī)器工況要求匹配的經(jīng)濟(jì)型潤(rùn)滑油是一個(gè)待解決的課題。

 

　　7.2 更換已經(jīng)國(guó)產(chǎn)經(jīng)濟(jì)化的損壞零配件

 

　　7.3 修正潤(rùn)滑油更換周期要求，由原1.3萬(wàn)小時(shí)更換周期，修正為5—7千小時(shí)更換周期。

 

　　8、效果

 

　　以上措施的采取，該機(jī)到目前，已穩(wěn)定運(yùn)行1萬(wàn)小時(shí)，各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)正常；相對(duì)于更換國(guó)外進(jìn)口該機(jī)零部件，修復(fù)周期縮短70天以上，節(jié)省費(fèi)用60萬(wàn)元以上。

 

　　9、小結(jié)

 

　　9.1 系統(tǒng)配備有完善的各分系統(tǒng)保護(hù)裝置，第一次機(jī)器事故，保護(hù)系統(tǒng)未起到應(yīng)有保護(hù)作用，說(shuō)明整機(jī)保護(hù)系統(tǒng)調(diào)試存在問(wèn)題或缺陷。

 

　　9.2 進(jìn)口設(shè)備零部件國(guó)產(chǎn)化，對(duì)保障機(jī)器恢復(fù)的及時(shí)有效性及降低維修成本具有顯著作用；

 

　　9.3 嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備使用標(biāo)準(zhǔn)不可忽視。潤(rùn)滑油含塵量嚴(yán)重超標(biāo)，在一般設(shè)備中，不是十分嚴(yán)重的問(wèn)題，但在該機(jī)器中，可導(dǎo)致軸承、軸瓦報(bào)廢甚至導(dǎo)致整機(jī)崩潰性損壞。

 

　　9.4 進(jìn)口設(shè)備系統(tǒng)也存在具體工況適應(yīng)性問(wèn)題。比如本機(jī)，顯然前置過(guò)濾系統(tǒng)濾塵容納量太小、設(shè)備啟動(dòng)氮?dú)忸A(yù)工作系統(tǒng)，沒(méi)有設(shè)計(jì)特寒冷季節(jié)氮?dú)忸A(yù)熱功能，僅憑30余度的潤(rùn)滑油熱量，在氮?dú)獬浞至?、零下?0度的循環(huán)條件下，不足于改變壓縮機(jī)內(nèi)溫度，可能產(chǎn)生潤(rùn)滑油流動(dòng)性變差甚至失油問(wèn)題。

 

　　9.5 我國(guó)制造水平日新月異進(jìn)步，一般進(jìn)口設(shè)備的零部件，完全可以國(guó)產(chǎn)化制造。國(guó)產(chǎn)化的零部件，在工況適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定耐久性方面，只要科學(xué)精算，嚴(yán)格工藝，完全可以媲美甚至超過(guò)進(jìn)口原裝產(chǎn)品。堅(jiān)持科學(xué)論證，勇于嘗試，國(guó)外設(shè)置的若干禁區(qū)，進(jìn)入后也是康莊大道。

 

　　作者介紹

　　劉飛，大學(xué)文化、工程師，陜西延長(zhǎng)中煤榆林能源化工有限公司聚烯烴中心專業(yè)主管、設(shè)備主任。