安禮強
1 故障概述
GML95型雙螺桿壓縮機是30萬噸/年聚烯烴裝置的常用機型。K-8200風(fēng)機，型號GML95，每天不定時啟動，主要用于B線摻混，每次運行4-5小時，每天運行2-3次，故障發(fā)生前累計運行7900小時。輸送能力為4722Nm3/h，轉(zhuǎn)速為7351rpm,軸功率243kW，入口流量6529m3/h。
故障發(fā)生后，調(diào)閱當(dāng)天的風(fēng)機運行的電流，運行曲線如下：
05：48 啟動風(fēng)機，進行摻混倒倉操作。
10：36 摻混倒倉完成，風(fēng)機空載運行。
12：05 進行摻混倒倉操作。
16：22 風(fēng)機出口電流高報跳車。內(nèi)操發(fā)現(xiàn)摻混風(fēng)機電流突然上漲至高報，風(fēng)機停機。班組隨即通知裝置管理人員，同時，將設(shè)備斷電。裝置管理人員按照檢查程序脫開聯(lián)軸器，進行設(shè)備盤車，無法盤動，初步判斷為軸承或轉(zhuǎn)子損壞，迅速聯(lián)系維保人員拆檢。
通過拆檢，解體檢查發(fā)現(xiàn)：
1.1驅(qū)動軸及軸承未見明顯異常；
1.2軸承箱齒輪未見明顯損傷；
1.3陰陽轉(zhuǎn)子嚙合密封線部位有磨損（見標(biāo)注1）；陽轉(zhuǎn)子非驅(qū)動端端面磨損嚴(yán)重（見標(biāo)注2）；靠近轉(zhuǎn)子兩側(cè)端部的陰陽轉(zhuǎn)子密封線配合型線磨損嚴(yán)重（見標(biāo)注3）
1.4 機殼（陽轉(zhuǎn)子非驅(qū)端處）出現(xiàn)三處裂紋（見標(biāo)注4）；
1.5 陽轉(zhuǎn)子非驅(qū)動端調(diào)心滾子軸承（起軸向定位作用）外圈與定位盤磨損（見標(biāo)注5）軸承外圈安裝定位環(huán)上的銷釘已變形（見標(biāo)注6）
1.6 陽轉(zhuǎn)子驅(qū)動端徑向軸承保持架損壞，軸承滾柱變形、磨損并混亂排列。
1.7 轉(zhuǎn)子軸裝密封處出現(xiàn)約1/6周長的燒痕，
1.8 轉(zhuǎn)子端面有約2/3圓周與殼體端發(fā)生磨損。
1.9 主轉(zhuǎn)子軸彎曲偏離中心2.7mm；副轉(zhuǎn)子軸彎曲偏離中心2.0mm。
2.0 主、副轉(zhuǎn)子外圓均直徑磨小約2.9mm。
2 故障原因分析
綜合拆檢情況，對故障可能產(chǎn)生的原因進行分析如下：
2.1 結(jié)合潤滑油油質(zhì)分析結(jié)果為合格，油品更換周期4000小時未到，油壓3.2bar在要求范圍內(nèi)（1.8-5.5bar），且油壓設(shè)有聯(lián)鎖停機，初步判斷潤滑情況良好；排除潤滑不良引起的軸承損壞造成的抱軸。
2.2 根據(jù)巡檢記錄，風(fēng)機入口壓力-30kPa，大于廠家要求的-45kPa值，且現(xiàn)場檢查入口濾網(wǎng)，未發(fā)現(xiàn)有破損情況，各項參數(shù)均顯示正常，現(xiàn)場巡檢時，未發(fā)生異響，排除壓縮機內(nèi)進入異物導(dǎo)致轉(zhuǎn)子抱死。
2.3 根據(jù)風(fēng)機的拆檢情況：整體來看，陰陽轉(zhuǎn)子倆端面處磨損嚴(yán)重，中心處磨損較輕；陽轉(zhuǎn)子驅(qū)動端徑向軸承保持架損壞，軸承滾柱變形、磨損并混亂排列；非驅(qū)動端軸承保持相對完好，內(nèi)側(cè)止推軸承與定位盤有受力磨損痕跡，軸承外圈安裝定位環(huán)上的銷釘已變形；轉(zhuǎn)子端面有約2/3圓周與殼體端發(fā)生磨損；轉(zhuǎn)子軸裝密封處出現(xiàn)約1/6周長的燒痕；說明轉(zhuǎn)子在高速運轉(zhuǎn)過程中不是整體的軸向串動，而是轉(zhuǎn)子嚙合過程發(fā)生傾斜，轉(zhuǎn)子徑向方向發(fā)生位移變形。
2.3 從運行分析來看。由于壓縮機運轉(zhuǎn)中出口溫度高，壓力大，再加上轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高達7351rpm，對陰陽轉(zhuǎn)子頂間隙，端面間隙，相互嚙合間隙要求極高。轉(zhuǎn)子在運轉(zhuǎn)中，由于轉(zhuǎn)子變形，發(fā)生轉(zhuǎn)子嚙合摩擦和端面與殼體端面瞬間摩擦，造成局部溫度瞬間升高，使得陰陽轉(zhuǎn)子嚙合間隙和端面間隙更加變小，瞬間抱軸。
綜上，聯(lián)系到驅(qū)動端徑向軸承保持架損壞，軸承滾柱變形、磨損并混亂排列，推斷驅(qū)動端徑向軸承在運行過程中失效是造成設(shè)備故障的主要原因。
2.4 驅(qū)動端徑向軸承運行中的失效原因
考慮到類似的設(shè)備故障、故障部位以及使用的環(huán)境，失效的原因主要有以下幾個方面：
2.4.1 陽轉(zhuǎn)子驅(qū)動端軸承可能存在缺陷。
2.4.2 螺桿壓縮機在力的計算或軸承選用上可能失當(dāng)。
2.4.3 該螺桿壓縮機沒有外置潤滑油泵，只是在軸的末端帶有潤滑油泵，壓縮機在啟動瞬間，該設(shè)備軸承沒有油的注入，潤滑上存在隱患，尤其是頻繁啟動，更加加速軸承的失效。
2.4.4 裝置生產(chǎn)整體負(fù)荷較高，達到了120%，加速了軸承的失效。
2.4.5 潤滑油故障。機器位于高寒環(huán)境地域，冬季寒冷時節(jié)溫度達零下30余度，嚴(yán)重影響潤滑油流動性。加之，該機器原裝軸承潤滑噴嘴噴油通徑只有0.06mm，當(dāng)遭遇極寒冷時段，在潤滑油流動性變差條件下，機器初始啟動的一個時段內(nèi)，軸承少油甚至失油是大概率事件，軸承受損亦成必然。隨著軸承受損程度積累，機器高速運行，不確定誘因?qū)е滤查g軸承崩潰的幾率大增，亦會出現(xiàn)寒冷季節(jié)軸承少油、失油導(dǎo)致的軸承損傷，在非寒冷季節(jié)軸承崩潰。一般情況下，寒冷季節(jié)因潤滑油流動性變差導(dǎo)致軸承少油、失油致使軸承損傷崩潰，常發(fā)生在寒冷季節(jié)。
3 缺陷修復(fù)
3.1 轉(zhuǎn)子軸修復(fù)，由于轉(zhuǎn)子軸彎曲，轉(zhuǎn)子外圓不規(guī)則磨損，轉(zhuǎn)子失去參考中心，且沒有完整的位置可做中心基準(zhǔn)。我們采用冷焊工藝，補足轉(zhuǎn)子軸尺寸，以原始未磨損的部分轉(zhuǎn)子凹槽最低點為基準(zhǔn)點，反復(fù)調(diào)整同圓周上四（六）個凹槽最低點，使之處在同一圓周上，再用不同位置的凹槽最低點進行校驗，以此反復(fù)，直至確保轉(zhuǎn)子中心找正；固定轉(zhuǎn)子軸后，在轉(zhuǎn)子軸兩端車成基準(zhǔn)位，以此為基準(zhǔn)位，在轉(zhuǎn)子軸兩端完成打轉(zhuǎn)子中心孔，然后，車、磨等，恢復(fù)轉(zhuǎn)子軸原始尺寸參數(shù)。
3.2 轉(zhuǎn)子葉外圓、葉面修復(fù)，轉(zhuǎn)子葉外圓修復(fù)，采用壓片滾焊修補工藝，根據(jù)外圓磨損輪廓，把不同厚度的壓片，剪成與轉(zhuǎn)子葉外圓磨損部位形狀完全相同的壓片，逐層滾焊，堆出與原始轉(zhuǎn)子曲面一致的滾焊層，修磨拋光即可；轉(zhuǎn)子葉面修補，先制作一個與兩轉(zhuǎn)子中心距完全一致工裝，把磨損轉(zhuǎn)子固定，以此測量轉(zhuǎn)子葉面不同部位的磨損量，根據(jù)不同部位轉(zhuǎn)子葉面磨損量，選取0.05~0.20mm不同標(biāo)準(zhǔn)壓片，滾焊至合格尺寸，拋光即可。
3.3 外殼修復(fù)，采用冷焊工藝，補焊至設(shè)計厚度后，鏜、珩磨之合格。
3.4 機身一體端蓋裂紋修復(fù)，采用鉆孔連續(xù)鑲螺絲方法修補至合格。
3.5 其他部位修復(fù)，均采取冷焊、車、鏜、磨常規(guī)方法修復(fù)至合格。
4 效果
該機損壞程度，經(jīng)尋找多個專業(yè)廠家試圖修復(fù)，均被結(jié)論報廢，后經(jīng)我公司與陜西關(guān)中壓縮機制造有限公司工程師劉安才聯(lián)合攻關(guān)，采用上述方法修復(fù)后，該機運行各項參數(shù)合格。截止目前，已穩(wěn)定運行3000余小時，未出現(xiàn)瑕疵。
5 預(yù)防措施
為預(yù)防類似壓縮機故障的產(chǎn)生，需要加強風(fēng)機的日常操作維護。
5.1 對設(shè)備來講，振動為故障之源，要堅持做好壓縮機振動測量并記錄，觀察趨勢。發(fā)現(xiàn)趨勢狀態(tài)變差，要及時停車進行維修維護；
5.2 各專業(yè)加強巡檢，檢查風(fēng)機運行情況及各參數(shù)，是否有異響；
5.3 嚴(yán)格按照廠家要求的油品更換周期4000小時更換新油、油濾，確保潤滑合格。
5.4 確保空濾等備件合格，并嚴(yán)格按照求4000小時更換空濾，若環(huán)境較差，應(yīng)加大清理或更換頻次，保證無異物吸入；
5.5 冬季及時投運隔音罩內(nèi)暖氣，保證壓縮機本體的啟動溫度15度以上，防止?jié)櫥偷蜏亓鲃有宰儾睿瑢?dǎo)致軸承少油、失油。
5.6 加強與螺桿壓縮機制造商的溝通，就壓縮機在力的計算或軸承選用進行探討。
5.7 在滿足裝置生產(chǎn)的條件下，盡量減少啟動頻次和增加送料摻混時間，以減小壓縮機負(fù)荷量。
5.8 定期做好檢修維護和保養(yǎng)。
來源：壓縮機網(wǎng)
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