范紅博 張耀武 王曉波 尹財貴

摘 ?要：催化劑三套微球裝置反應釜始建于2008年7月，其安裝的設備為北京邁士華混合設備有限公司產(chǎn)品，攪拌系統(tǒng)設計采用比較牢靠的一級級穿入后用頂絲緊固的方式。隨著裝置產(chǎn)能的提高、產(chǎn)品的優(yōu)化升級，酸性物質(zhì)量增加，攪拌系統(tǒng)在腐蝕和磨損的雙重作用下，造成設備故障頻發(fā)，檢修用時過長，影響裝置長周期運行。因此，需要對槳葉輪轂拆裝方式進行優(yōu)化改進，以滿足微球裝置生產(chǎn)的需求。

關鍵詞：輪轂;拆裝;優(yōu)化

1 設備概況

2008年7月，三套微球裝置開工投產(chǎn)，反應釜3201/1-6是裝置關鍵設備，設備型號為MSG-TG/S/132/101.3/C1U1， 制造廠家：北京邁士華混合設備有限公司。設備由電機、減速機、容器、軸、槳葉、軸承等部分組成，該設備規(guī)格：Φ2800×4360/773;罐內(nèi)擋板為4塊均部，尺寸為：3200×200;容器和攪拌軸材質(zhì)均為1Cr18Ni9Ti，攪拌軸：Φ95 mm。主軸由5700mm的長軸和底部的短軸組成。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

攪拌器正常工作時，收入硫酸鋁溶膠、分子篩干基、高嶺土、鹽酸、水等?；旌虾蠼橘|(zhì)為固液混合狀態(tài)，表現(xiàn)為酸性（PH值2～4），且粘度較大（50pa·s～100pa·s），屬于高粘度流體，固含量較高（28～32%）。為了使介質(zhì)充分混合反應，攪拌器電機功率132KW，設備屬于大功率低轉(zhuǎn)速攪拌器，適合于粘度高的環(huán)境。

2.設備運行現(xiàn)狀

這六臺反應釜近三年來故障頻發(fā)，據(jù)不完全統(tǒng)計，每年就輪轂發(fā)生故障多達7次之多，主要表現(xiàn)為槳葉齊根斷裂，輪轂受介質(zhì)腐蝕損壞，與軸配合間隙變大造成滾鍵及頂絲松動塌落等現(xiàn)象。而每次檢修更換槳葉輪轂配件需要至少四人通力配合，耗時長達7天，才能檢修完畢投入使用，在這高產(chǎn)的年代，難以滿足生產(chǎn)長周期高效率運轉(zhuǎn)要求。并且拆檢比較費力和耗時，同時也存在一定吊裝、人為等的不安全因素。

3.輪轂故障原因分析

起初受設計理念限制，從穩(wěn)固和大容量攪拌角度出發(fā)，采用槳葉與輪轂一體式，且輪轂與軸采用套接方式連接，最后依靠頂絲固定。這種固定方式比較簡單，受振動和溫度影響大，而該設備在運行過程中，軸的振動一般比較大，容易造成頂絲松動，輪轂發(fā)生向下脫落，產(chǎn)生不平衡力，造成槳葉彎折或輪轂磨損等設備故障。

從外觀檢查發(fā)現(xiàn)，該槳葉從輪轂斷裂均出現(xiàn)在根部，即槳葉與輪轂焊縫處。槳葉與輪轂焊接成一條弧形焊縫，該弧形焊縫受焊接應力和焊接缺陷，中段先出現(xiàn)穿透性裂紋，慢慢向兩端延伸，然后在彎曲應力達到一定值后折斷，裂紋與槳葉上表面基本垂直。通常該槳葉材質(zhì)為304不銹鋼，而該攪拌介質(zhì)為細粉漿液，里面含有一定濃度的Cl- ，其PH值2-4，查閱文件可知其在旋轉(zhuǎn)過程中扭矩的作用對不銹鋼尤其是不銹鋼焊縫容易造成應力腐蝕和晶間腐蝕。因其腐蝕造成輪轂材質(zhì)性能減弱，難以在其基礎上進行重新補焊，同時也難以保證槳葉角度，更難保證強度，所以需要拆除更換。

綜上所述，輪轂的安裝方式和酸性腐蝕介質(zhì)的存在是輪轂故障的最根本原因，因此我們需從改變安裝方式和適應腐蝕介質(zhì)的材質(zhì)兩方面解決問題。

4.改進措施

4.1頂絲改造

將平頭頂絲改為尖頭頂絲，并在鍵上加工出10mm深定位沉孔，頂絲位置承垂直鍵兩端分布，尖頭頂絲注重于定位性，承受扭矩時以頂端剪切形式為主，具有一定的抗振能力。

4.2 輪轂與槳葉改造

針對輪轂與槳葉一體一旦槳葉斷裂就要更換輪轂問題，我們重新設計輪轂圖紙如圖2所示，按設計圖紙重新加工輪轂，槳葉與輪轂用螺栓連接，槳葉出現(xiàn)斷裂，只需焊接或更換槳葉。

4.3 材質(zhì)更換

將原來輪轂的304不銹鋼更換為316耐腐蝕性更強的不銹鋼。

5.新三瓣輪轂的使用效果及節(jié)能降耗

5.1新攪拌輪轂的使用效果

（1）新三瓣輪轂裝配比較簡單，主要通過螺栓的緊固，使得外傾23.5度的15mm厚的支撐板向內(nèi)收縮，緊抱大軸，配合平鍵及嵌入式頂絲達到穩(wěn)固效果。在運行過程中，效果良好，沒有出現(xiàn)松弛、掉落、滾鍵等現(xiàn)象。針對新舊輪轂運行周期故障頻次統(tǒng)計對比如下表1.表2。

由上表統(tǒng)計觀察可知，原輪轂故障較多，處理需要拆掉電機、減速機、罐頂軸承等，檢修比較繁瑣，拆裝造成軸承等配件損壞，檢修費用居高不下，另外，檢修用時比較長，不能滿足裝置生產(chǎn)要求。經(jīng)改造后，新三瓣輪轂拆裝簡便，配件都為成型標準件，更換起來方便快捷，檢修用時少，安全可靠。

6.結(jié)論

1）.新輪轂自投用以來運行狀態(tài)一直平穩(wěn)，攪拌器采用輪轂與槳葉分離是合理的，提高了攪拌效率，降低故障頻次，減少配件頻繁拆裝，節(jié)省了配件費用和勞動力，同時檢修效率大大提高，滿足生產(chǎn)需要。

2）.通過改進輪轂裝配方式，減少罐頂軸承的損壞，延長了了軸承使用壽命，降低了年度軸承損耗費用，達到公司配件費用目標。

3）.降低了檢修頻率，減少了清罐、沖洗罐產(chǎn)生的污水對環(huán)境帶來的污染，適應新環(huán)保要求，同時降低了進罐檢修帶來的安全風險。

4）.通過以上攪拌系統(tǒng)的改進，從投用新攪拌到現(xiàn)在，設備完好率達到98%，設備運行未出現(xiàn)設備故障，無因設備問題造成的生產(chǎn)停頓或非計劃停工，設備運行平穩(wěn)。

本次攪拌系統(tǒng)的優(yōu)化改進在三套微球裝置取得了良好的效果，為裝置安全、平穩(wěn)、長周期運行打下了基礎，目前催化劑廠微球車間都有類似的舊攪拌系統(tǒng)，本次改進也可以推廣到其他微球車間，為催化劑廠“節(jié)能降耗，挖潛增效”做出貢獻。

參考文獻

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