王興海

（神華烏海能源公司西來峰甲醇廠，內(nèi)蒙古烏海016000）

往復(fù)式壓縮機(jī)曲軸的修復(fù)方法

王興海

（神華烏海能源公司西來峰甲醇廠，內(nèi)蒙古烏海016000）

往復(fù)式壓縮機(jī)在運(yùn)行過程中曲軸的失效形式，闡述曲軸軸頸損傷后的修復(fù)方法及避免軸頸損傷的方法。

往復(fù)式壓縮機(jī)；曲軸修復(fù)；磨損

0 前言

曲軸是往復(fù)式壓縮機(jī)傳遞運(yùn)動的最主要部件，電機(jī)拖動曲軸旋轉(zhuǎn)，通過連桿、十字頭，使活塞在氣缸內(nèi)做直線往復(fù)運(yùn)動。壓縮機(jī)在正常運(yùn)行過程中，由于曲軸的曲拐軸頸與連桿大頭瓦配合形成的磨擦副做360°回轉(zhuǎn)運(yùn)動，無法對該部位溫度進(jìn)行有效的時時在線監(jiān)控?，F(xiàn)有的監(jiān)控手段主要以日常油品雜質(zhì)檢驗(yàn)分析和定期檢修兩種形式為主進(jìn)行確認(rèn)。實(shí)際情況是，一旦人為發(fā)現(xiàn)操作異常，該部位曲軸軸頸一般都已出現(xiàn)不同程度損傷，需停機(jī)進(jìn)行修復(fù)。

1 往復(fù)式壓縮機(jī)曲軸修復(fù)的基本途徑

1.1 軸頸磨損修復(fù)

往復(fù)式壓縮機(jī)曲軸主軸頸及連桿軸頸因高溫磨損失去圓度和圓柱度是曲軸損傷的主要形式。對連桿軸頸沒有超過極限尺寸的磨損曲軸，一般可在極限尺寸允許的偏差范圍內(nèi)按進(jìn)行磨削，同時裝配新的軸瓦。如磨損量超過極限尺寸則應(yīng)采用電鍍、堆焊、噴涂等工藝恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)尺寸。曲軸軸頸磨損嚴(yán)重時還可以采用焊貼切分軸套的方法進(jìn)行修復(fù)，如圖1所示。先把已加工好的軸套切分開，然后焊貼到曲軸磨損的軸頸上，并將2個半套也焊在一起，再用曲軸磨床等通用的方法加工到公稱尺寸。

不同直徑的曲軸和不同的磨損量，所采用的切分軸套的壁厚也不一樣。曲軸的損傷軸頸為Φ50～100mm，切分軸套的厚度可取4～6 mm；軸頸為Φ100～150 mm，切分軸套的厚度為6～8 mm；軸頸為Φ150～200 mm，切分軸套的厚度為8～12 mm。切分軸套在曲軸上焊接時，應(yīng)先將半套鉚焊在曲軸上，然后再焊接其切口，軸套的切口可開V形坡口。為防止曲軸在焊接過程中產(chǎn)生變形或過熱，應(yīng)用小的焊接電流，分段焊接切口、多層焊、對稱焊。焊后需將焊縫退火，消除應(yīng)力，再進(jìn)行機(jī)械加工。

1.2 曲軸裂紋修復(fù)

由于應(yīng)力集中原因，曲軸裂紋易產(chǎn)生在主軸頸或連桿軸頸與曲柄臂相連的過渡圓角處和軸頸的油孔邊緣，若發(fā)現(xiàn)連桿軸頸上有較細(xì)的裂紋時，經(jīng)修磨后裂紋能消除，則可繼續(xù)使用。若發(fā)現(xiàn)有橫向裂紋時，通常不進(jìn)行修復(fù)，須予以更換。神華烏海能源公司西來峰甲醇廠現(xiàn)有4臺6M50-640/23-BX型往復(fù)式焦?fàn)t氣壓縮機(jī)4臺。4臺壓縮機(jī)投產(chǎn)不久后，其中1臺在使用過程中出現(xiàn)大頭瓦巴氏合金脫落，導(dǎo)致曲軸的4級曲拐軸頸磨損和表面產(chǎn)生疲勞裂紋現(xiàn)象，且損傷面積較大。曲軸主要參數(shù)：壓縮機(jī)曲軸材料34CrNiMo，曲軸總長5420 mm，主軸頸尺寸300 mm，曲拐軸頸尺寸300 mm，回轉(zhuǎn)直徑710 mm，總重5560 kg，配套壓縮機(jī)型號6M50-640/23-BX。

事故發(fā)生后，廠里及時組織力量進(jìn)行檢修，通過打磨拋光等表面處理后進(jìn)行滲透探傷發(fā)現(xiàn)表面有很多細(xì)微裂紋，測量圓柱度偏差超標(biāo)較嚴(yán)重（最大單邊＞1 mm）。因曲軸為合金鋼鍛造件，加工制造工藝比較復(fù)雜，價格昂貴。為節(jié)省開支，甲醇廠與生產(chǎn)廠家針對該機(jī)曲軸的修復(fù)工作進(jìn)行了深入交流、合作，并最終確定了修復(fù)方案。即返廠后用曲軸磨將損壞的曲拐軸頸磨圓后進(jìn)行無損探傷，確定沒有裂紋后進(jìn)行表面噴涂，該廠加工工藝中規(guī)定噴涂厚度不允許＞2 mm，此工藝適用于該曲軸的修復(fù)。噴涂后再用曲拐磨床將曲拐軸頸加工到公稱尺寸，進(jìn)行探傷確定沒有缺陷后，修復(fù)完成。曲軸成功修復(fù)后，設(shè)備至今仍穩(wěn)定運(yùn)行。

圖1 曲軸軸徑修復(fù)圖

1.3 鍵槽修復(fù)

當(dāng)鍵槽只有小凹痕、毛刺和輕微磨損時，可用細(xì)銼、油石或刮刀等進(jìn)行修整。若鍵槽損壞程度較大時，可擴(kuò)大鍵槽或重新開槽，并配大尺寸的鍵或階梯鍵。也可在原槽位置上旋轉(zhuǎn)90°或180°重新按標(biāo)準(zhǔn)開槽，為確保強(qiáng)度和使用安全，開槽前需先把舊鍵槽用氣焊或電焊填滿。

1.4 曲軸的彎曲矯正

小型往復(fù)式壓縮機(jī)曲軸彎曲可將彎曲變形的曲軸置于壓床上用V形鐵支撐兩端主軸頸，并在曲軸彎曲的反方向?qū)ζ涫海a(chǎn)生彎曲變形。若曲軸彎曲程度較大，為防止折斷，校正可分幾次進(jìn)行。經(jīng)過冷壓校正的曲軸，因彈性后效作用還會使其重新彎曲，最好進(jìn)行自然時效處理或人工時效處理，消除冷壓產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，防止出現(xiàn)新的彎曲變形。

2 避免壓縮機(jī)曲軸損傷的方法

2.1 保證機(jī)組良好的潤滑條件

大型機(jī)組的潤滑油品管理對保證機(jī)組正常運(yùn)行至關(guān)重要，據(jù)分析統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)造成動設(shè)備損壞的主要原因中，因?yàn)樵O(shè)備潤滑管理不到位造成設(shè)備損壞的占比在80%左右。針對這一情況，生產(chǎn)單位普遍通過制定油品“五定”標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范對設(shè)備潤滑的管理工作，即“定人、定質(zhì)、定量、定點(diǎn)、定時”。另外，要對油品指標(biāo)定期進(jìn)行化驗(yàn)分析，分析項(xiàng)目主要包括水分、黏度、酸值、閃點(diǎn)、抗乳化性及機(jī)械雜質(zhì)等，運(yùn)行機(jī)組的油品分析頻次一般要求每月1次，庫存油品要求在使用前對指標(biāo)進(jìn)行化驗(yàn)分析，根據(jù)化驗(yàn)分析指標(biāo)的具體情況，對油品進(jìn)行更換、過濾或部分補(bǔ)充調(diào)整，最終達(dá)到保證油品指標(biāo)合格的目的。

2.2 確保壓縮機(jī)運(yùn)行工況正常

壓縮機(jī)在額定工況允許范圍內(nèi)運(yùn)行時，其軸瓦工作溫度均控制在正常工作范圍以內(nèi)，在這個溫度下潤滑油的各項(xiàng)理化指標(biāo)比較穩(wěn)定，既保證了流動性，又保證其黏度，在運(yùn)動機(jī)構(gòu)的摩擦副表面形成合格的潤滑油膜，確保良好的潤滑條件。如果壓縮機(jī)在超溫、超壓或其他異常情況下運(yùn)行，會使運(yùn)動部件溫度上升，潤滑油的溫度也隨之上升而黏度下降，導(dǎo)致潤滑油膜被破壞或達(dá)不到要求，造成曲軸、軸瓦磨損加劇。因此，壓縮機(jī)一旦出現(xiàn)超溫、超壓或工況異常的現(xiàn)象，應(yīng)及時檢查處理，避免損壞設(shè)備或造成更大的安全事故。

3 結(jié)束語

加強(qiáng)壓縮機(jī)檢修人員和操作人員的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，提高其專業(yè)知識和操作技能，建立大型機(jī)組特護(hù)管理規(guī)定，并嚴(yán)格執(zhí)行機(jī)組的檢修、操作和維護(hù)保養(yǎng)三大規(guī)程，是延長機(jī)組使用壽命，確保機(jī)組安全平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵。

〔編輯 凌瑞〕

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.02.20