杜曉吉

（陜西煤業(yè)化工集團神木天元化工有限公司，陜西榆林719319）

大型工藝氣體螺桿壓縮機轉(zhuǎn)子彎曲維修方案的確立

杜曉吉

（陜西煤業(yè)化工集團神木天元化工有限公司，陜西榆林719319）

針對化工廠工藝氣體螺桿壓縮機組自2007年投用至今，曾多次發(fā)生轉(zhuǎn)子彎曲事件，分析認為是維修方法采用不當導致頻繁返修。經(jīng)對各維修工藝研究分析，確立了以更換彎曲端軸為主要修復(fù)方式的維修方案，對同類設(shè)備故障有參考價值。

螺桿壓縮機；轉(zhuǎn)子彎曲；轉(zhuǎn)子修復(fù)

1　設(shè)備概況

螺桿壓縮機組，主要用于工藝氣體輸送，介質(zhì)為荒煤氣。機組型號LG29（I）型，484/3；轉(zhuǎn)子直徑630 mm，轉(zhuǎn)子外形如圖1、2所示。

轉(zhuǎn)子非整體鍛件，由2個端軸鑲嵌于轉(zhuǎn)子體，采用過盈配合加螺栓緊固聯(lián)接而成。端軸裝配簡圖如圖3所示。

2　轉(zhuǎn)子彎曲對設(shè)備運行的危害

轉(zhuǎn)子發(fā)生輕度彎曲后，壓縮機機體振動將明顯增大；重度彎曲時，會導致推力軸承、軸封、轉(zhuǎn)子型面的損壞，甚至發(fā)生嚴重事故。經(jīng)過對現(xiàn)場運行監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，轉(zhuǎn)子彎曲與機組振動數(shù)值對應(yīng)關(guān)系［1］見表1。

3　轉(zhuǎn)子彎曲修復(fù)方案

圖1　陰轉(zhuǎn)子實物外觀

圖2　陽轉(zhuǎn)子實物外觀

3.1對于轉(zhuǎn)子彎曲，目前的維修工藝有3種式進行聯(lián)接（如圖3所示）。因而以上維修工藝（更換軸頭、鑲套和鍍鉻修磨），在實施過程中存在很大差別。

（1）更換軸頭：對發(fā)生彎曲軸頭直接更換；

（2）鑲套處理：對彎曲軸頭在保障強度、剛度的前提下進行徑向車削，隨后將新軸套鑲嵌在車削后的軸頸上，再加工至圖紙尺寸；

（3）鍍鉻處理：將彎曲部位磨除損傷表面，一次或多次鍍鉻直至到達毛坯加工尺寸，然后上磨床加工至圖紙尺寸。

3.2維修工藝比對

轉(zhuǎn)子彎曲，實際主要是指軸頭彎曲。轉(zhuǎn)子本體剛性遠大于軸頭，轉(zhuǎn)子彎曲損傷部位，主要發(fā)生在軸頸及軸頭與轉(zhuǎn)子體裝配部位。

對于我公司荒煤氣螺桿機組，軸頭與轉(zhuǎn)子本體設(shè)計采用過盈配合加螺栓與銷釘聯(lián)合緊固的方

圖3　轉(zhuǎn)子端軸與轉(zhuǎn)子體聯(lián)接示意圖

3.2.1更換軸頭

將原有軸頭從內(nèi)部工藝孔部位鋸斷，上鏜床將剩余軸頭從轉(zhuǎn)子本體內(nèi)鏜削去除；上鉆床，將殘存螺栓去除；與軸頭毛坯進行裝配，對螺栓及銷釘進行封頭焊接；軸封及軸頸部位一次鍍鉻處理；低溫去氫；磨削至圖紙尺寸；適用于著色過程中發(fā)現(xiàn)軸頭存在裂紋的轉(zhuǎn)子，以及彎曲度過大，多次鍍鉻仍不能達到要求尺寸的轉(zhuǎn)子。

3.2.2鑲套處理

將彎曲軸頭車削，制作新軸套，將軸套以過盈配合或銷鍵聯(lián)接方式裝配于軸頭上，精加工至圖紙尺寸；適用于彎曲度較大，多次鍍鉻仍不能達到要求尺寸的轉(zhuǎn)子。

3.2.3鍍鉻修磨

將原有軸頭表面進行初步磨削；一次或多次鍍鉻至磨削件毛坯尺寸；低溫去氫；磨削至圖紙尺寸；鍍鉻層所能達到的厚度通常情況是［2］：防護-裝飾性鍍鉻0.5～1 μm，若需要耐磨可增加到2 μm，鍍硬鉻一般為5～80 μm，特殊的可達300 μm，用于修復(fù)工件尺寸最高可達1000 μm，即1 mm厚；鍍?nèi)榘足t30～60 μm，加鍍光亮耐磨層厚度一般50～150 μm。單次鍍鉻最大厚度僅為300 μm左右，而轉(zhuǎn)子彎曲較大的將達到400～600 μm，因而鍍鉻工藝僅適用于彎曲度較小的轉(zhuǎn)子。

3.3維修結(jié)果比對，見表2

表1　

3.45#機組機頭維修實例

我公司5#壓縮機組自2009年11月投用，期間損壞3次。上次損壞后，因陰轉(zhuǎn)子軸頭著色探傷檢測出裂紋，對陰轉(zhuǎn)子進行了更換處理；陽轉(zhuǎn)子軸頭彎曲，進行了鍍鉻磨削處理。隨后在我公司投用初期，出現(xiàn)振動持續(xù)上漲（陽轉(zhuǎn)子進氣端尤為明顯），現(xiàn)場檢測后發(fā)現(xiàn)陽轉(zhuǎn)子再次彎曲。返廠后，廠方經(jīng)過再次檢測，初步懷疑為由于多次維修后反復(fù)熱處理，造成轉(zhuǎn)子軸頭過贏量釋放，配合尺寸超差，造成轉(zhuǎn)子振動及彎曲。

表2　維修結(jié)果比對

隨后廠方將鋸斷軸頭的陽轉(zhuǎn)子上鏜床進行處理。在鏜除剩余軸頭的過程中發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象：

（1）該轉(zhuǎn)子排氣端軸頭緊固螺栓，大部分在鏜軸過程中，手工就能取出，且有2根已斷裂，斷口顯舊；

（2）過盈配合部位，有部分污漬污染痕跡，表面貼合面積較小。

從上述現(xiàn)象雖不能確定軸頭過贏量完全釋放，但存在部分釋放可能。同時可以確定因多次返修，反復(fù)熱處理，造成螺栓產(chǎn)生疲勞腐蝕，預(yù)緊力釋放。

4　結(jié)語

綜合以上敘述，對于彎曲后的轉(zhuǎn)子，特指大型螺桿壓縮機，且軸頭與轉(zhuǎn)子采用螺栓銷釘組合聯(lián)接類轉(zhuǎn)子，為確保維修質(zhì)量，防止出現(xiàn)多次維修造成的人資、運輸?shù)荣M用的額外支出，宜選用直接更換軸頭的方式進行維修。

［1］GB-T 7777-2003.容積式壓縮機機械振動測量與評價［S］.［2］GB/T 11379-2008.金屬覆蓋層.工程用鉻電鍍層［S］.

Determination of the Repair Plan about the Large Type Process Gas Screw Compressor Rotor Bending

DU Xiao-ji
（Shaanxi Coal and Chemical Industry Group Shenmu Tianyuan Chemical Industry Co.，Ltd.，Yulin 719319，China）

Aiming at the process gas screw compressor putting-in-service since 2007 in a chemical plant，the rotors have been bending for several times，based on the analysis，and it was considered that the maintenance method was improper.Analysis on the maintenance process，it is considered that the best maintenance plan will replace the shaft，and it can be referred to the similar machine fault.

screw compressor；rotors bending；rotors repair

TH455

B

1006-2971（2015）05-0027-03

杜曉吉（1981-），男，西安人，設(shè)備專業(yè)工程師，從事煤化工企業(yè)設(shè)備管理工作。E-mail：ah_doo9733@126.com

2015-04-23