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        乙烯壓縮機(jī)軸瓦卡死原因分析及處理方案

        2022-08-28 05:47:04
        設(shè)備管理與維修 2022年15期
        關(guān)鍵詞:卡死機(jī)殼缸蓋

        梁 葉

        (中化二建集團(tuán)第三安裝工程有限公司,山西太原 030032)

        0 引言

        浙江石油化工有限公司4000 萬噸/年煉化一體化項(xiàng)目二期工程產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化項(xiàng)目140 萬噸/年乙烯裝置三機(jī)中的乙烯壓縮機(jī)組(ERC)為雙缸五段水平剖分式多級(jí)離心壓縮機(jī),由凝汽式蒸汽汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)低壓缸(LP)和高壓缸(HP)2 個(gè)氣缸。低壓缸(LP)的型號(hào)為9H-7S。壓縮機(jī)徑向軸承采用可傾瓦式軸承,止推軸承采用雙作用自平衡型的可傾瓦軸承。本案例中軸瓦卡死的部位為低壓缸(LP)非軸伸端(NED)的下部軸瓦(圖1)。

        1 軸瓦卡死的經(jīng)過

        如圖1 所示,干氣密封組件安裝完畢后進(jìn)行下軸瓦回裝,需從軸頂將瓦放置后翻轉(zhuǎn)至下側(cè),在翻轉(zhuǎn)時(shí),軸瓦外殼與機(jī)殼稍微卡澀,拆除檢查未發(fā)現(xiàn)此處有異物進(jìn)入,并測(cè)量各處尺寸,所有數(shù)據(jù)和尺寸都與圖紙一致。于是在廠家的指導(dǎo)下繼續(xù)加潤滑油的同時(shí)翻瓦,翻轉(zhuǎn)至2/3 處時(shí),軸瓦徹底卡死,使用3 t 倒鏈和5 t千斤頂順軸瓦翻轉(zhuǎn)方向并一直加注潤滑油欲將軸瓦翻出,沒有效果。對(duì)于此情況,考慮如果繼續(xù)使用試探性的方法處理,可能會(huì)造成軸瓦損壞或軸劃傷等不可逆的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生。故停止一切操作,分析軸瓦卡死原因,并判斷軸瓦目前可能受損的情況。

        圖1 軸瓦卡死部位

        2 軸瓦組件卡死原因分析

        依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)軸瓦卡死部位分析軸瓦卡死的情況,推斷是由以下原因造成軸瓦卡死:①由于機(jī)組長時(shí)間靜置,機(jī)殼和軸瓦組件接觸部位材料變形導(dǎo)致粘結(jié);②安裝時(shí)局部間隙太小,潤滑不足造成卡澀后,使用倒鏈和千斤頂拉拽造成局部卡死。

        根據(jù)卡死原因推測(cè)軸瓦損傷情況:①軸瓦與軸滑動(dòng)部位未損傷,軸瓦組件與機(jī)殼接觸部位粘連,若僅僅是這種情況,將軸瓦組件拆除,現(xiàn)場(chǎng)做簡單研磨、檢查、回裝即可;②軸瓦與軸滑動(dòng)部位的合金有劃傷,這種情況需將軸瓦組件拆除,如果只是輕微劃傷現(xiàn)場(chǎng)做研刮、檢查、回裝,如果合金損傷嚴(yán)重,需將軸瓦和轉(zhuǎn)子返廠處理。無論哪種情況,為了減少后續(xù)工作對(duì)軸承組件和轉(zhuǎn)子的損傷風(fēng)險(xiǎn),拆除低壓缸(LP)的大蓋,將轉(zhuǎn)子與軸承組件吊出后檢查和處理是最穩(wěn)妥的辦法。

        3 拆除方案的研究和探討

        通過對(duì)軸瓦卡死事件的分析和探討,大蓋拆除后,將轉(zhuǎn)子和軸瓦組件拆除檢查作為最終實(shí)施方案,最大程度降低對(duì)轉(zhuǎn)子和軸瓦損傷的風(fēng)險(xiǎn)。設(shè)備廠家提出初步的拆除方案,需加工專用工具,將軸瓦組件使用專用工具固定到軸上,與轉(zhuǎn)子一起起吊(圖2)。研討發(fā)現(xiàn)該方案存在以下弊端:①如果按之前分析的軸瓦組件與下機(jī)殼粘連,由于粘連部位靠近轉(zhuǎn)子末端,在轉(zhuǎn)子起吊時(shí),粘連處會(huì)以吊點(diǎn)為中心產(chǎn)生扭矩,在粘連部位分開時(shí)造成轉(zhuǎn)子瞬間傾斜,可能會(huì)造成轉(zhuǎn)子葉輪與隔板相撞;②需另加工專用工具并剛性連接,起吊操作要求高。

        圖2 初步拆除方案

        鑒于上述方案的弊端,結(jié)合以往同類型事件的處理方法,經(jīng)過安裝公司與制造廠家、業(yè)主溝通和探討,做出最終拆除方案(圖3)。將上軸瓦和下軸瓦組件安裝到軸上,安裝現(xiàn)場(chǎng)使用現(xiàn)有材料制作一臺(tái)小型專用起重機(jī),對(duì)軸瓦組件卡死部位局部施加向上的力,保持水平起吊轉(zhuǎn)子,待軸瓦組件與下機(jī)殼徹底分離后再將轉(zhuǎn)子吊出氣缸。

        圖3 最終拆除方案

        4 方案的實(shí)施

        4.1 缸體加熱螺栓拆開

        (1)準(zhǔn)備需要的專用工具,如敲擊扳手、螺栓電加熱器、液壓扭矩扳手等。

        (2)準(zhǔn)備記錄螺栓加熱溫度和時(shí)長的表格,對(duì)每個(gè)螺栓進(jìn)行編號(hào),設(shè)置液壓扭矩扳手的液壓不超過70 MPa。

        (3)螺栓拆卸:以壓縮機(jī)軸向中心線為中線,兩側(cè)同時(shí)從前往后依次加熱缸體密封螺栓,加熱溫度為75~90 ℃,加熱達(dá)到預(yù)計(jì)溫度后使用敲擊扳手和液壓扭矩扳手松動(dòng)缸體密封螺栓(圖4)。松動(dòng)螺栓前須標(biāo)記好螺母擰緊的位置,在殼體和螺母上做出標(biāo)記(圖5)。

        圖4 缸蓋螺栓加熱

        圖5 螺母標(biāo)記

        (4)螺栓松完后,按照松開的先后順序,整齊地將螺帽擺放到固定位置,方便回裝及保管。

        (5)螺栓松動(dòng)后未取下時(shí)需多松幾扣,防止螺栓在冷卻后收縮導(dǎo)致螺母再次鎖緊。

        4.2 缸蓋起升導(dǎo)向桿安裝

        (1)安裝導(dǎo)向桿的目的是缸蓋在起升時(shí)保護(hù)轉(zhuǎn)子,防止上缸蓋的隔板合金鋼鍍層與轉(zhuǎn)子相碰。

        (2)在作業(yè)平臺(tái)上將導(dǎo)向桿組裝起來,檢查導(dǎo)向桿是否光滑,并涂抹潤滑劑。

        (3)將導(dǎo)向桿安裝到要求位置,日本三菱的壓縮機(jī)缸蓋導(dǎo)向桿在左前端和右后端各安裝1 根(圖6)。

        圖6 導(dǎo)向桿安裝位置

        4.3 缸蓋起吊

        (1)起吊前做好以下準(zhǔn)備工作:①拆掉所有螺母;②使用壓縮空氣將螺絲及缸體上的雜物、灰塵清理干凈;③將頂絲清理干凈,涂抹潤滑劑;④準(zhǔn)備好放置缸蓋和轉(zhuǎn)子的專用工裝,工裝上部與缸蓋和轉(zhuǎn)子接觸部位使用橡膠板隔離,避免損傷密封面和軸等精加工部位;⑤準(zhǔn)備好密封缸蓋和下缸體的防塵覆蓋塑料布;⑥操作人員穿戴好連體工作衣,將工作衣內(nèi)的手機(jī)、工具、量具等妥善保管或用繩子系到手腕、衣服上,防止掉落至缸體內(nèi)。

        (2)缸蓋起吊準(zhǔn)備:①缸蓋重量25 t,吊裝前使用的吊索具需要計(jì)算無誤;②前支腿吊耳使用2 根10 t 吊帶,后支腿吊耳使用2 個(gè)10 t 手拉倒鏈,用于調(diào)整缸蓋起吊時(shí)的整體平衡;③使用頂絲試驗(yàn)缸蓋是否能頂起。

        (3)使用頂絲將殼體稍微頂起,利用鋼板尺檢查上下缸體密封面前后左右四個(gè)部位的間隙,確定上缸蓋是否平衡,調(diào)整手動(dòng)倒鏈后,使缸蓋平穩(wěn)起升20 mm,再次檢查上下缸體密封面的間隙,保證缸體平衡后再緩慢起吊。

        (4)起吊過程中要時(shí)刻測(cè)量上下缸體密封面之間的間隙,保持上缸蓋平穩(wěn)起升。

        (5)待上缸蓋起升高度超出導(dǎo)向桿后,緩慢吊裝至可承受機(jī)殼總重量的專用工裝上。工裝上表面必須光滑并確認(rèn)沒有雜質(zhì)。

        4.4 取出轉(zhuǎn)子

        (1)取出轉(zhuǎn)子前需測(cè)量回流器隔板的密封環(huán)和軸套間隙,輪蓋和密封環(huán)間隙,軸封的間隙,徑向和軸向軸承間隙,并做好記錄。如果設(shè)備隨機(jī)資料里有記錄其他數(shù)據(jù),在轉(zhuǎn)子拆除前均應(yīng)測(cè)量并做好記錄。

        (2)轉(zhuǎn)子的吊點(diǎn)必須按照隨機(jī)資料里的吊裝位置和程序執(zhí)行,按圖紙尺寸找出轉(zhuǎn)子的重心,按隨機(jī)資料里要求的吊點(diǎn)吊裝(圖7)。

        圖7 轉(zhuǎn)子重心、吊點(diǎn)及支撐點(diǎn)位置

        (3)由于轉(zhuǎn)子拆出需要同時(shí)讓NDE 側(cè)瓦殼卡死部分分離,在拆除的時(shí)候壓縮機(jī)廠房的行車吊重顯示器顯示所吊重量與轉(zhuǎn)子加單側(cè)軸瓦重量一致時(shí),使用圖3 的方案,在軸瓦殼粘連處施加向上的力。當(dāng)行車吊重顯示器顯示所吊重量小于轉(zhuǎn)子加單側(cè)軸瓦重量時(shí)繼續(xù)起吊,使吊重顯示器的重量保持與轉(zhuǎn)子加單側(cè)軸瓦一致,緩慢將軸瓦粘連處分離,轉(zhuǎn)子吊裝實(shí)操見圖6。

        (4)轉(zhuǎn)子拆除流程(圖8):①卸下內(nèi)部密封油供應(yīng)管的C 形止動(dòng)環(huán),將拆卸器擰入并安裝到氣缸螺孔中,將氣缸抽出;②用專用吊索和手拉葫蘆將專用工具(轉(zhuǎn)子吊梁)固定在起重機(jī)吊鉤上,提升吊梁,用手拉葫蘆調(diào)節(jié)以保持水平位置,然后調(diào)節(jié)起重機(jī)位置將起重機(jī)吊鉤設(shè)在轉(zhuǎn)子重心,該過程必須緩慢進(jìn)行,不停地在卡住的軸瓦處加入潤滑油;③將吊索圍繞轉(zhuǎn)子固定,需在轉(zhuǎn)子掛點(diǎn)處墊5 mm 厚橡膠板以保護(hù)轉(zhuǎn)子,并將吊索串鉤轉(zhuǎn)子吊梁上的孔;④提升轉(zhuǎn)子并移動(dòng)至已架設(shè)好的轉(zhuǎn)子支架上,支架的支撐點(diǎn)須按照隨機(jī)資料或設(shè)備檢修手冊(cè)執(zhí)行;⑤覆蓋機(jī)殼所有孔口以避免雜質(zhì)侵入,與機(jī)殼相連的管口全部封堵避免雜質(zhì)進(jìn)入;⑥轉(zhuǎn)子吊裝前需特別注意干氣密封屬于易損部件,需提前拆除,在密封腔內(nèi)裝入用棉白布包裹的木塊支撐轉(zhuǎn)子。

        圖8 轉(zhuǎn)子拆除

        4.5 軸瓦組件和氣缸下機(jī)殼處理

        (1)吊出轉(zhuǎn)子后檢查粘連情況,在轉(zhuǎn)子支架上將軸瓦拆除。

        (2)拆除后分析軸瓦及瓦座是否仍能使用,檢查軸是否有損壞,測(cè)量上下軸瓦座的直徑和圓度有無變形,測(cè)量瓦座與軸瓦滑道的配合尺寸,并做好測(cè)量記錄。

        (3)將徑向瓦座粘連受損處使用什錦銼、砂紙研磨修復(fù)。

        (4)在瓦座涂抹紅丹粉,將下瓦放入研磨,觀察有無卡澀現(xiàn)象。拿出下瓦修復(fù)高點(diǎn)使接觸面積達(dá)到85%以上。

        (5)研磨修復(fù)完成后,對(duì)可傾瓦塊、瓦座內(nèi)部、瓦座外部和壓縮機(jī)下機(jī)殼瓦座配合處使用PT(滲透檢測(cè))無損檢測(cè)方法,檢查是否有裂紋等缺陷。

        (6)軸瓦拆除后要做好標(biāo)記,回裝時(shí)按標(biāo)記回裝到原處。

        4.6 回裝

        (1)回裝前清洗:使用清洗劑清洗瓦塊、瓦座、機(jī)器殼內(nèi)部、轉(zhuǎn)子葉輪、梳齒密封等。

        (2)先將可傾瓦和瓦殼組裝,包裝好備用。

        (3)安裝轉(zhuǎn)子支撐專用工具,安裝干氣密封腔,結(jié)合轉(zhuǎn)子吊出程序?qū)⑥D(zhuǎn)子回裝。

        (4)安裝軸向瓦、干氣密封、儀表線、徑向瓦。

        (5)清理上下缸體密封面上的密封膠,重新涂抹密封膠。密封膠使用如下:固化劑(CAT-RA)8 g 配密封膠(KE-20)1 kg均勻攪拌10 min(罐體發(fā)熱),固化劑加得越少密封膠凝固時(shí)間越長(固化劑為危險(xiǎn)物品),密封膠凝固時(shí)間在11 h 左右。

        (6)回裝缸體上缸蓋。在5~6 h 將所有螺栓回裝完成。

        5 結(jié)論

        大型機(jī)組在檢修時(shí)很容易遇到軸瓦卡死問題,產(chǎn)生的原因可能是鉗工操作不當(dāng),也可能是由于機(jī)組本身存在的制造缺陷造成,本文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)發(fā)生該事件的原因進(jìn)行分析,論證處理方案,成功的案例證明本文所述大型離心式壓縮機(jī)軸瓦卡死事件處理方案可行,為類似問題的處理提供了可靠依據(jù)和借鑒。

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