何茂盛，唐 征

（中國石油獨(dú)山子石化公司，新疆克拉瑪依 833699）

0 引言

獨(dú)山子石化公司聚乙烯裝置23M840 擠壓機(jī)由日本神戶制鋼所制造，該機(jī)組為雙速雙螺桿雙支撐LCM280H 型擠壓機(jī)，在2002年改擴(kuò)建時(shí)投用，該機(jī)組可加工熔融指數(shù)范圍在0.002～7 g/min 的聚乙烯樹脂，最大處理能力為17.5 t/h。粉料與添加劑由供料斗進(jìn)入擠壓機(jī)筒體內(nèi)，粉料中的氮?dú)?、空氣和易揮發(fā)物由料斗被抽吸系統(tǒng)抽出，粉料和添加劑在筒體內(nèi)被螺桿剪切、混煉、熔融成混合流體，經(jīng)由齒輪泵送至篩網(wǎng)過濾掉雜質(zhì)，進(jìn)入模板，從?？壮鰜淼奈锪媳磺辛C(jī)高速旋轉(zhuǎn)的切刀切削，切削后的粒料被脫鹽水冷卻并輸送到干燥系統(tǒng)和篩分系統(tǒng)。

1 擠壓機(jī)調(diào)節(jié)門介紹及存在問題

1.1 擠壓機(jī)調(diào)節(jié)門作用

聚乙烯23M840 擠壓機(jī)筒體主要由4 部分組成：進(jìn)料段、混煉1 段、調(diào)節(jié)門、混煉2 段和水封端（圖1），調(diào)節(jié)門位于混煉1段和2 段之間，用于調(diào)節(jié)在擠壓機(jī)筒體內(nèi)的聚乙烯樹脂混煉熔融程度。通過開、關(guān)調(diào)節(jié)門，來改變?nèi)廴跇渲跈C(jī)筒內(nèi)流動(dòng)阻力，從而改變樹脂的熔融效果；關(guān)小調(diào)節(jié)門、樹脂流動(dòng)阻力增加，熔融效果越好，反之熔融效果變差，調(diào)節(jié)門開度由樹脂牌號(hào)、粒料質(zhì)量、樹脂熔融效果、調(diào)節(jié)門處溫度和機(jī)組能耗等多重因素綜合確定。

圖1 擠壓機(jī)混煉結(jié)構(gòu)

1.2 擠壓機(jī)調(diào)節(jié)門結(jié)構(gòu)介紹

擠壓機(jī)調(diào)節(jié)門由上閘板和下閘板兩部分組成（圖2），通過液壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿減速箱，蝸輪帶動(dòng)調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)（可正反兩向旋轉(zhuǎn)），調(diào)節(jié)螺桿上有兩部分不同旋向的螺紋，與下閘板螺桿軸承配合的為右旋螺紋，上閘板螺桿軸承處的為左旋螺紋，進(jìn)而控制調(diào)節(jié)門上下閘板同時(shí)等速的向相反方向運(yùn)動(dòng)，以此來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)門的開合，達(dá)到控制物料混煉溫度的目的。調(diào)節(jié)螺桿上部移動(dòng)橫梁處為右旋螺紋，驅(qū)動(dòng)下閘板，下部為左旋螺紋，驅(qū)動(dòng)上閘板。

調(diào)節(jié)門的開度由電位計(jì)指示傳至DCS，也可以從現(xiàn)場機(jī)械刻度尺上讀取，調(diào)節(jié)門正常操作范圍在0%～100%。在調(diào)節(jié)門的下部有一溫度傳感器，用于測量樹脂的溫度。擠壓機(jī)在抽螺桿檢修時(shí)，調(diào)節(jié)門必須處于全開狀態(tài)，及現(xiàn)場指示在“FULL OPEN”位，全開狀態(tài)位比擠壓機(jī)正常運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)門允許最大開度100%還要大很多，只有在“FULL OPEN”位時(shí)，閘口才不會(huì)阻礙筒體抽出。

圖2 擠壓機(jī)調(diào)節(jié)門結(jié)構(gòu)

1.3 調(diào)節(jié)門存在的問題

2018 年7 月9 日，聚乙烯裝置23M840 擠壓機(jī)按計(jì)劃停機(jī)維護(hù)，停機(jī)時(shí)調(diào)節(jié)門開度為31.5%；維護(hù)結(jié)束，擠壓機(jī)準(zhǔn)備開機(jī)，為確保開機(jī)時(shí)混煉效果需關(guān)小調(diào)節(jié)門開度至12%～15%，DCS 上控制開大和關(guān)小調(diào)節(jié)門開度時(shí)，現(xiàn)場檢查調(diào)節(jié)門均不動(dòng)作。該擠壓機(jī)曾在2013 年4 月、2014 年2 月出現(xiàn)過類似問題。

擠壓機(jī)調(diào)節(jié)門無法動(dòng)作會(huì)造成如下后果：①停機(jī)后的擠壓機(jī)無法正常開機(jī)，若處理時(shí)間過長將導(dǎo)致聚合停工，因?yàn)榇藭r(shí)調(diào)節(jié)門開度在機(jī)組正常運(yùn)行的開度，開度過大，開機(jī)時(shí)聚乙烯粉末無法通過螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)熔融，未熔融粉末會(huì)通過調(diào)節(jié)門輸送到篩網(wǎng)和模板處，導(dǎo)致篩網(wǎng)和模板堵塞，造成機(jī)組運(yùn)行存在更大風(fēng)險(xiǎn)；②擠壓機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，限制了擠壓機(jī)負(fù)荷的調(diào)整，影響聚合的負(fù)荷；③無法對(duì)擠壓機(jī)抽筒體檢修，調(diào)節(jié)門開度無法開到“FULL OPEN”，調(diào)節(jié)門卡在螺桿上，整個(gè)筒體無法抽出。

2 調(diào)節(jié)門故障原因分析

調(diào)節(jié)門作為擠壓機(jī)的重要組成部分，需從與調(diào)節(jié)門相關(guān)的溫度控制、液壓油、儀表、機(jī)械等方面進(jìn)行分析。

2.1 調(diào)節(jié)門溫度控制

在短時(shí)停機(jī)或開機(jī)時(shí)，調(diào)節(jié)門上閘板和下閘板通入中壓蒸汽進(jìn)行加熱，蒸汽溫度在280 ℃，機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)通入冷卻水進(jìn)行冷卻，調(diào)節(jié)門溫度通過其底部的溫度計(jì)來監(jiān)測。因此時(shí)處于停機(jī)狀態(tài)，通入蒸汽加熱，為避免因上下閘板材料熱膨脹擠死調(diào)節(jié)門，導(dǎo)致調(diào)節(jié)門無法動(dòng)作，通過調(diào)大調(diào)節(jié)門處冷卻水流量，降低調(diào)節(jié)門溫度，降低熱膨脹的影響，但動(dòng)作調(diào)節(jié)門仍無法動(dòng)作。

2.2 液壓油系統(tǒng)系統(tǒng)故障分析

調(diào)節(jié)門由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，而液壓油系統(tǒng)主要由油箱、齒輪泵、過濾器、電磁閥、液壓油缸、調(diào)壓閥、蓄能器等組成，該液壓油系統(tǒng)同時(shí)給水室鎖緊、切粒機(jī)移動(dòng)、刀軸鎖定、開車閥、筒體移動(dòng)、換網(wǎng)器和調(diào)節(jié)門等7 處同時(shí)供給液壓油；擠壓機(jī)運(yùn)行時(shí)齒輪泵持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)將油壓打至操作壓力15.2～18.4 MPa，當(dāng)壓力高于18.4 MPa 時(shí)調(diào)壓閥自動(dòng)開啟，油壓低于15.2 MPa 調(diào)壓閥不得開啟；蓄能器氣囊中充有7.0 MPa 的氮?dú)?，用來穩(wěn)定液壓油壓力，避免液壓油壓力突然下降，導(dǎo)致液壓缸誤動(dòng)作。

此次調(diào)節(jié)門故障期間，在開關(guān)調(diào)節(jié)門時(shí)，液壓油系統(tǒng)壓力系統(tǒng)穩(wěn)定未出現(xiàn)低于15.2 MPa 的情況，且液壓油系統(tǒng)無滲油部位，調(diào)節(jié)門控制電磁閥動(dòng)作正常。開關(guān)調(diào)節(jié)門時(shí)液壓馬達(dá)未動(dòng)作，于是斷開膜片聯(lián)軸器，再次測試液壓馬達(dá)，正反轉(zhuǎn)正常，轉(zhuǎn)速與設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速600 r/min 相匹配，說明液壓馬達(dá)正常，液壓馬達(dá)無內(nèi)漏。

2.3 調(diào)節(jié)門機(jī)械故障分析

液壓馬達(dá)帶動(dòng)蝸輪蝸桿減速箱將動(dòng)力傳遞給上、下閘板，復(fù)查液壓馬達(dá)與蝸輪蝸桿對(duì)中正常，確定扭矩傳遞正常，單獨(dú)檢查蝸輪蝸桿減速器，減速器潤滑油油位正常、未見變質(zhì)、無金屬碎屑，蝸輪、蝸桿未見磨損，盤車轉(zhuǎn)動(dòng)良好，無卡澀。

調(diào)節(jié)門處有5 個(gè)潤滑點(diǎn)，分別是上閘板、下閘板、上部螺桿軸承、下部螺桿軸承和支撐板處調(diào)節(jié)螺桿，調(diào)節(jié)門處使用的潤滑脂是高溫全氟聚醚潤滑脂道康寧Molykote HP-500，該潤滑脂的工作溫度是-20～250 ℃，潤滑周期為30 d，5 處潤滑點(diǎn)均使用內(nèi)徑4 mm 的不銹鋼管連接，且管線較長，在排查時(shí)發(fā)現(xiàn)上閘板加脂線堵塞，潤滑脂板結(jié)，導(dǎo)致上閘板潤滑失效。為確保擠壓機(jī)開機(jī)時(shí)樹脂熔融，調(diào)節(jié)門進(jìn)行加熱，溫度高于250 ℃，開機(jī)正常后控制在180～210 ℃。

拆除蝸輪蝸桿減速器，用外力來轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺桿，調(diào)節(jié)螺桿仍未動(dòng)作，說明調(diào)節(jié)門故障是調(diào)節(jié)門本身機(jī)械故障。根據(jù)調(diào)節(jié)門結(jié)構(gòu)及工作原理導(dǎo)致調(diào)節(jié)門機(jī)械故障的可能原因如下：①調(diào)節(jié)門的滑動(dòng)表面損傷，導(dǎo)致卡死；②調(diào)節(jié)螺桿或螺桿軸承的螺紋損壞，無法傳遞扭矩；③調(diào)節(jié)門側(cè)擋板上的頂絲過緊，導(dǎo)致調(diào)節(jié)門卡死；④閘板與側(cè)擋板因變形或進(jìn)入雜物卡死，導(dǎo)致調(diào)節(jié)門無法動(dòng)作

3 調(diào)節(jié)門故障處理

2018 年7 月9 日當(dāng)天發(fā)現(xiàn)擠壓機(jī)調(diào)節(jié)門問題后，立即對(duì)調(diào)節(jié)門進(jìn)行檢修，斷開聯(lián)軸器、拆下液壓馬達(dá)，拆除蝸輪蝸桿減速箱及電位儀，拆除支撐板上的固定桿螺栓和移動(dòng)橫梁上的導(dǎo)向桿螺栓，卸松側(cè)擋板上的緊定螺釘（圖2），從正上方將調(diào)節(jié)門的上閘板以上的部分全部吊出（圖3）；提升下閘板，確認(rèn)下閘板上下無卡澀。在拆卸移動(dòng)橫梁上的下閘板螺桿軸承時(shí)，螺桿軸承螺栓全部咬死，拆卸時(shí)用氣焊將螺栓全部割掉，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺桿可以將螺桿軸承旋出，說明移動(dòng)橫梁上的螺桿軸承與螺桿未抱死。拆卸上閘板上的上閘板螺桿軸承時(shí)，螺桿軸承與調(diào)節(jié)螺桿咬死，無法旋出，用切割機(jī)將上閘板螺桿軸承切開（圖4），上閘板螺桿軸承與上閘板的裝配孔內(nèi)潤滑脂變干變硬，已失去潤滑效果，且有螺紋損傷，因此車間立即安排重新制作上閘板螺桿軸承。因在擠壓機(jī)開機(jī)時(shí)，調(diào)節(jié)門處加熱溫度高于250 ℃，而耐高溫潤滑脂道康寧Molykote HP-500 工作溫度為-20～250 ℃，因此在回裝時(shí)對(duì)調(diào)節(jié)門各潤滑流道進(jìn)行疏通，并手工加滿耐更高溫度的潤滑脂道康寧Molykote HP-630，該潤滑脂工作溫度在-20～280 ℃。

4 結(jié)語

通過此次對(duì)23M840 擠壓機(jī)檢修，徹底解決了調(diào)節(jié)門無法動(dòng)作的問題，確保了擠壓機(jī)順利開車。

圖3 擠壓機(jī)調(diào)節(jié)門上半部分

圖4 上閘板螺桿軸承潤滑情況

從神戶制鋼LCM280H 型擠壓機(jī)調(diào)節(jié)門故障中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，總結(jié)如下：①潤滑失效是導(dǎo)致調(diào)節(jié)門不動(dòng)作的主要原因，調(diào)節(jié)門加脂通道內(nèi)的潤滑脂高溫硬化堵塞管線，螺桿軸承與調(diào)節(jié)螺桿的潤滑脂在高溫環(huán)境下變質(zhì)硬化，造成銅材料的螺桿軸承與調(diào)節(jié)螺桿無法正常傳動(dòng)、螺紋抱死；②選擇耐更高溫度的潤滑脂，同時(shí)適當(dāng)縮短潤滑周期，在停機(jī)對(duì)調(diào)節(jié)門潤滑期間，建議將調(diào)節(jié)門開度從0%～100%開關(guān)一次，確保調(diào)節(jié)門各潤滑點(diǎn)徹底潤滑，同時(shí)可以清除螺桿軸承螺紋上的雜質(zhì)；③為確保擠壓機(jī)長周期運(yùn)行，建議利用一個(gè)大修周期對(duì)調(diào)節(jié)門進(jìn)行檢修一次，對(duì)螺桿軸承和調(diào)節(jié)螺桿進(jìn)行全面檢查；④根據(jù)生產(chǎn)的聚乙烯產(chǎn)品牌號(hào)合理控制調(diào)節(jié)門溫度，避免此處溫度過高，導(dǎo)致潤滑脂變質(zhì)。