趙聚運

中國石油天然氣第七建設(shè)有限公司 山東青島 266300

壓縮機作為煉油裝置重要設(shè)備，其運行直接影響著整個裝置；而軸瓦作為壓縮機的重要部件，影響著壓縮機的安全平穩(wěn)運行。壓縮機軸頸表面的線速度一般都很高，而且載荷較小，因此一般采用強制潤滑的液體動壓滑動軸承。可傾瓦軸承具有抗振性好、安全可靠、運行平穩(wěn)、使用壽命長等優(yōu)點，被廣泛應用于壓縮機中。但受到載荷、環(huán)境等因素的影響，可傾瓦軸承會出現(xiàn)各種故障，對壓縮機的運行產(chǎn)生影響。因此，對可傾瓦軸承故障的產(chǎn)生和防治措施的全面掌握，具有重要的現(xiàn)實意義。

1 可傾軸瓦簡介

可傾軸瓦通常由3—5 個或更多個能在支點上自由傾斜的弧形瓦塊組成。其中下瓦塊可以承受轉(zhuǎn)子的載荷，其余瓦塊則可以保持軸承的穩(wěn)定性，所以又叫活支多瓦形支持軸承，也叫擺動軸瓦式軸承。詳見圖1。

圖1 可傾軸瓦組成及實物圖

由于可傾瓦的瓦塊能隨著轉(zhuǎn)速、載荷及軸承溫度的不同而自由擺動，在軸頸周圍形成多油楔，自動調(diào)整到形成油楔的最佳位置，且各個油膜壓力總是指向中心。所以可傾瓦具有較高的穩(wěn)定性和較大的承載能力, 還具有耗功小和能承受各個方向上的徑向載荷等優(yōu)點。其不足之處是結(jié)構(gòu)相對復雜,安裝檢修較困難,成本較高。

2 軸承故障及原因分析

2.1 軸瓦溫度高、燒瓦

如果軸瓦與轉(zhuǎn)子軸徑之間沒有潤滑油，或潤滑油壓力不足，或其他原因，導致沒有形成潤滑油膜或潤滑油膜被破壞的情況下，常會發(fā)生軸瓦溫度高、燒瓦現(xiàn)象（圖2）。

圖2 可傾瓦燒毀圖片

（1）軸瓦安裝質(zhì)量不到位：在軸承組裝過程中，瓦塊的球面墊銷、墊塊、墊片及擋油環(huán)如果安裝不到位，會影響軸承間隙，阻礙瓦塊的自由擺動，使瓦塊與軸徑接觸不良，造成瓦塊與軸徑的動靜摩擦，進而使軸瓦溫度升高。

（2）潤滑油品質(zhì)不達標：潤滑油使用時間過長或其他原因?qū)е聺櫥妥冑|(zhì)不達標，使?jié)櫥湍げ灰仔纬桑灾劣诎l(fā)生燒瓦。

（3）油路故障：若潤滑油管路上出現(xiàn)油路不暢、油溫過高、油壓過低等故障，如油箱空氣濾清器或供油系統(tǒng)濾網(wǎng)破損，軸承供油不清潔，造成油孔堵塞；油冷卻器效果變壞，進油溫度高，油的黏度下降；供油壓力過低，不能建立正常油膜；潤滑油帶水，破壞油膜、腐蝕軸頸和軸承，這些問題都會引起軸瓦與軸徑的摩擦，使表面溫度迅速升高，從而造成軸瓦溫度升高，時間一長演變成燒熔甚至抱軸等事故。

（4）軸瓦間隙不符合標準：由于產(chǎn)品質(zhì)量問題或者檢測方法的不正確，使軸瓦的實際間隙沒有達到標準值，直接影響了潤滑油膜的形成。間隙過小，潤滑油不易進入到軸瓦與軸徑之間的摩擦表面，油量減少，來不及帶走摩擦產(chǎn)生的熱量；若間隙過大，則潤滑油膜的厚度減小，不能把摩擦表面完全隔開，增加了燒瓦的故障產(chǎn)生幾率。

（5）軸承接觸點不合格：軸瓦的接觸點不合格，也會造成軸瓦不能滿足正常承載能力的要求，油膜難以形成，供油不足將使軸頸和軸瓦發(fā)生碰磨甚至直接進入干摩擦狀態(tài)，造成軸瓦溫度升高。

2.2 軸瓦振動大

（1）軸承間隙過大：軸瓦的間隙決定油楔的厚度,并直接影響軸的運轉(zhuǎn)精度。軸瓦間隙過大會導致設(shè)備振動，減低主機穩(wěn)定性和可靠性。

（2）軸瓦瓦背與軸瓦瓦座之間的配合不符合要求：軸瓦瓦背與軸瓦瓦座的配合關(guān)系到軸瓦的使用壽命，如果瓦背外徑尺寸大于瓦座內(nèi)徑尺寸，會使軸瓦和瓦座變形；如果瓦背外徑尺寸小于瓦座內(nèi)徑尺寸，壓縮機轉(zhuǎn)動時，軸瓦會在瓦座內(nèi)產(chǎn)生振動，對軸瓦傷害極大。

（3）軸承殼體配合松動：軸承在安裝過程中，軸承蓋與軸承座之間壓得不緊，軸承套和軸承蓋之間存在間隙，或緊固件安裝不到位，使緊固力矩沒有達到要求值，又無防松措施，導致轉(zhuǎn)子工作時軸瓦松動，影響軸承油膜的穩(wěn)定性，造成軸瓦振動。

（4）轉(zhuǎn)子不平衡：壓縮機轉(zhuǎn)子因產(chǎn)品制造質(zhì)量問題或者在運行中，轉(zhuǎn)子軸等部件因裂紋、擴展、開裂、變形及零部件的松動和脫落、轉(zhuǎn)子腐蝕、磨損等產(chǎn)生轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡等，都會造成轉(zhuǎn)子軸系失穩(wěn)，導致軸承振動高，同時誘發(fā)油膜渦動與振蕩，導致滑動軸承碰磨、損壞等。

（5）機組同心度對中不合格：如果機組同心度偏差過大，相互產(chǎn)生抗勁，導致實際運行工作中的兩軸同軸度誤差偏大，使聯(lián)軸器﹑軸﹑軸承產(chǎn)生附加載荷，從而引起機械設(shè)備的振動﹑噪音升高。

2.3 軸瓦刮傷、合金碎裂

（1）潤滑油等級不符合要求：潤滑油的作用除了潤滑減少摩擦以外，還具有一定的吸振和吸熱降溫的作用。潤滑油的等級直接影響著壓縮機的運行狀態(tài)，等級不符合要求的潤滑油會增加設(shè)備軸瓦的損耗，降低運行效率，使軸瓦產(chǎn)生不同程度的擦傷現(xiàn)象。

（2）潤滑油不清潔：機組安裝或大修后都先要進行油系統(tǒng)沖洗，通過油循環(huán)清除管道與油中的固體污染物（如金屬屑、鑄造砂、焊渣、金屬氧化物、油漆膜和織物纖維等）。由于油系統(tǒng)沖洗時不一定沖洗的十分徹底，機組運行后，在振動、油溫及油流速度變化的作用下，殘留在部件、管路內(nèi)的固體雜質(zhì)仍會混入油中，在軸瓦的表面產(chǎn)生刮痕，嚴重時會造成軸瓦及軸徑的磨損，誘發(fā)潤滑油油膜渦動或油膜振蕩。油膜渦動或振蕩加劇軸承的振動和磨損，軸瓦超標磨損使得軸瓦間隙進一步增大，從而導致軸系振動值隨之增大甚至嚴重超標，最終使滑動軸承包括軸承巴氏合金碎裂。

（3）產(chǎn)品質(zhì)量不達標：巴氏合金松脫的原因多半是澆注前基體金屬清洗不夠，材料鍍錫，澆注溫度不夠。當巴氏合金與基體金屬松脫時，會導致軸承加速疲勞，潤滑油竄入分離面，此時軸承將很快損壞。

3 軸承故障的防治措施

3.1 針對軸瓦溫度高

（1）加強軸瓦安裝施工過程質(zhì)量控制，組裝前檢查軸瓦零部件，保證無劃痕、磕碰、毛刺、裂紋等缺項。將零部件清洗干凈，組裝后檢查軸瓦各零部件安裝牢固，瓦塊能自由擺動，無卡澀現(xiàn)象。

（2）按照設(shè)備隨機技術(shù)文件要求加注等級合格的潤滑油。

（3）軸承組裝時，軸承內(nèi)部一定要保持清潔、無雜物，要檢查軸承座上的供油孔和軸承箱體上的油孔是否吻合和暢通。在酸洗、吹掃合格后，進行潤滑油管線安裝，要求連接部位緊固力達標無泄漏。檢查進油支線上的節(jié)流閥，要求能活動靈活，無卡澀，能完成進油量的調(diào)控；檢查潤滑油站本體上的工藝流程，應暢通無阻，油泵、冷油器及過濾器運轉(zhuǎn)正常。

（4）正確測量軸瓦間隙，若超出設(shè)備技術(shù)文件的要求值，則應進行調(diào)整或者更換。測量方法包括抬軸法、假軸法和測量法。抬軸法，即在靠近軸承的軸徑處和瓦背處分別架設(shè)百分表，慢慢抬軸，直至瓦背上的百分表有微量觸動后停止，得出兩表的差值；然后根據(jù)瓦塊的塊數(shù)，用此差值和相應的系數(shù)相乘，得出的積即為可傾瓦的間隙（圖3）。假軸法，假軸的直徑等于軸頸加上大約的瓦間隙值，測量時可以在軸上對稱加墊或在瓦殼中分面加墊片，最后瓦間隙等于假軸頸加上或減去墊片的厚度。測量法，即分別測量二油楔、四油楔軸承的軸承座孔徑（DA）、軸承環(huán)厚度（W1）、瓦塊厚度（W2）及軸頸直徑（d），按再公式[S2=DA- 2（W1+W2）- d]得出軸承間隙（S2）。

圖3 抬軸法檢測軸瓦間隙

（5）檢查軸瓦與轉(zhuǎn)子軸頸的接觸：一般用涂色法檢查軸瓦與轉(zhuǎn)子軸頸的接觸印痕，顯示劑用紅油或藍油，涂層厚度約為0.003～0.006mm。在軸頸及軸瓦表面清理干凈后，在軸頸表面均勻涂上色標，標記長度應大于軸瓦寬度；均勻施力輕緩盤動轉(zhuǎn)子后，取出下瓦，檢查軸瓦的接觸印痕。軸承下瓦底面中部的印痕沿軸線方向在軸瓦全長范圍應連續(xù)、均勻分布，印痕長度應大于軸瓦寬度的90%。

3.2 針對軸瓦振動大

（1）按技術(shù)文件要求調(diào)整軸瓦間隙在適用范圍以內(nèi)，必要時可更換軸瓦。

（2）裝配軸瓦時，必須保證軸瓦與瓦座接觸面沒有翹腳并接觸均勻，不允許有間隙。如果有瓦背接觸不好的情況，要對其進行刮研，并根據(jù)軸心位置進行調(diào)整。接觸面經(jīng)刮研后應符合規(guī)定的接觸面積，軸瓦下瓦與軸瓦瓦座之間的接觸面積不小于60%～75%。

（3）軸承上瓦蓋按照規(guī)定力矩緊固后，軸承瓦背與瓦蓋之間要求有0.02～0.05mm 的過盈量。

（4）高速運轉(zhuǎn)的壓縮機對于動靜平衡的要求精度特別高。在進行動平衡檢查前，應重點檢查轉(zhuǎn)子軸的整體裝配緊力、軸徑的表面粗糙度，以及設(shè)備技術(shù)文件中規(guī)定要求檢測的部位在徑向、軸向上的圓跳動度，確保轉(zhuǎn)子軸整體的動平衡精度，避免轉(zhuǎn)軸發(fā)生松動。

（5）按照設(shè)備技術(shù)文件中的冷態(tài)找正曲線值進行機組的同心度對中。機組初次運行之后，當設(shè)備達到正常運行條件時，各部位溫度都穩(wěn)定后，可進行熱態(tài)對中檢查。為了使軸的熱態(tài)對中偏差盡可能接近零，必要時應對找正值加以修正。

3.3 針對軸瓦刮傷、合金碎裂

（1）加注設(shè)備文件中要求的等級合格的潤滑油。

（2）正確掌握管線油沖洗要點，提高沖洗效果，縮短沖洗時間。除加大沖洗油量外，還應使油溫冷、熱交替變化，以8h 為一個循環(huán)周期，期間低溫約25℃、高溫約75℃。在進行油升溫時，所有與油接觸的管路都應升溫，如果仍有管路未升溫應查明原因并予以排除。沖洗過程中對管道，尤其是焊口部位，不時用木錘或銅錘敲擊，以使雜質(zhì)易于脫落。經(jīng)沖洗油系統(tǒng)清潔度符合要求后，放出沖洗油，排盡系統(tǒng)中的殘油，清理油箱、軸承座及齒輪箱、濾油器的內(nèi)部，并清洗濾網(wǎng)；然后向油箱注入合格的汽輪機油，油量為運行油量，并且加油時要采取措施防止油受到污染。

（3）定期對潤滑油品質(zhì)進行檢測：機組在運行期間內(nèi)，要以3 個月的間隔檢查油質(zhì)量是否正常（在頭3 個月運行期間，規(guī)定每月檢查一次）。如果不再符合所規(guī)定的指標值，應換新潤滑油。雜質(zhì)和水分兩項至少每月檢驗1次，若機組運行正常，可適當延長檢驗周期。但如發(fā)現(xiàn)油中混入水分（油呈渾濁）時，應增加檢驗次數(shù)；如果不再符合所規(guī)定的指標值，則應換新油。用GB511 方法測定，機械雜質(zhì)含量在0.005%以下時，認為無雜質(zhì)。用GB260 方法測定，試樣的水分少于0.03%，則認為是痕跡。在儀器拆卸后接受器中沒有水存在，認為試樣無水。

（4）軸瓦安裝前仔細檢查軸瓦質(zhì)量，表面應無損傷，合金層不應有裂紋、夾渣、空洞和重皮等缺陷，如有缺陷可提前進行修復及更換。

4 結(jié)語

在煉油裝置的正常生產(chǎn)中，軸瓦的穩(wěn)定運行對壓縮機及整個裝置的長期穩(wěn)定運行均有直接影響。所以對可傾瓦軸承在前期的安裝質(zhì)量控制方面要嚴格、仔細，將軸承故障消除在萌芽狀態(tài)。發(fā)生故障時，要及時準確地判斷故障發(fā)生的原因，并做出正確處理，以為機組的運行提供有力的保障。