凌青飛，余 騫，高維剛

（中海浙江寧波液化天然氣有限公司，浙江寧波 315800）

0 引言

某LNG 接收站為華東地區(qū)天然氣調(diào)峰保供主力氣源，利用海水作為L(zhǎng)NG 氣化器IFV 的主要換熱介質(zhì)。一期裝置2012 年投產(chǎn)3 個(gè)流道，3 臺(tái)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)1#、2#、3#；二期裝置2021 年投產(chǎn)3 個(gè)流道，3 臺(tái)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)4#、5#、6#，最大取水流量75 000 m3/h。海水取水工藝流程為：海水取水口→明渠→泵前池→攔污柵→旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)→海水泵池→海水泵→LNG 氣化器→排海明渠。由于地處舟山漁場(chǎng)，周邊海域環(huán)境差、垃圾較多，取水過(guò)程中漂浮的垃圾會(huì)隨水流進(jìn)入取水系統(tǒng)，并通過(guò)最后一道旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)過(guò)濾后進(jìn)入泵池，直接影響海水泵的運(yùn)行可靠性。旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)主軸結(jié)構(gòu)如圖1 所示：濾網(wǎng)寬度2500 mm，深度12.25 mm，水位差200 mm；鏈板節(jié)距600 mm，流速0.8 m/s，網(wǎng)孔尺寸5 mm×5 mm；電機(jī)型號(hào)為YD132M-8/4-IP55，額定功率4.5 kW，額定轉(zhuǎn)速1500 r/min。

圖1 旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)主軸結(jié)構(gòu)

1 旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)故障現(xiàn)象

2022 年5 月22 日，發(fā)現(xiàn)取水口、5#旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)擺線針輪減速機(jī)運(yùn)行聲音異常，隨后開(kāi)展?jié)櫥蜋z查、加注作業(yè)，發(fā)現(xiàn)原潤(rùn)滑脂中存在大量金屬粉末，初步判斷減速機(jī)內(nèi)部擺線針輪損壞，于是更換新減速機(jī)。6 月1 日啟動(dòng)測(cè)試約5 min，因南、北兩側(cè)鏈條拉伸報(bào)警限位上下浮動(dòng)較大，且運(yùn)行過(guò)程中存在異響，遂立即停機(jī)并展開(kāi)故障排查。打開(kāi)5#旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)主軸非驅(qū)動(dòng)側(cè)、驅(qū)動(dòng)側(cè)軸承座蓋，檢查發(fā)現(xiàn)主軸兩側(cè)的滾子軸承22232C/W33已腐蝕損壞、滾珠散落，于是對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行解體檢修，同時(shí)對(duì)接收站其余旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)檢查，發(fā)現(xiàn)有類似的故障情況。

拆解檢測(cè)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)主軸軸承箱內(nèi)進(jìn)入海水，造成軸承保持架腐蝕損壞、滾子散落；主軸驅(qū)動(dòng)側(cè)軸承、非驅(qū)動(dòng)側(cè)軸承腐蝕嚴(yán)重（圖2a）、圖2b））；驅(qū)動(dòng)端、非驅(qū)動(dòng)端主軸磨損嚴(yán)重，出現(xiàn)明顯溝槽，最大磨損深度達(dá)2.0 mm（圖2c）、圖2d））。

圖2 旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)拆解檢測(cè)情況

2 原因分析

二期裝置新增的3 臺(tái)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)4#、5#、6#于2021年投產(chǎn)，已累計(jì)運(yùn)行2 396.3 h，根據(jù)5#旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)主軸軸承的損壞情況，運(yùn)行時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于軸承的設(shè)計(jì)使用壽命（25 000 h）。造成軸承腐蝕的主要原因是軸承箱密封失效，導(dǎo)致海水進(jìn)入、腐蝕軸承。從旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)主軸承箱的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、軸承箱、主軸材料和軸承箱的防水密封等方面進(jìn)行分析（圖3）。

圖3 改造前軸承箱結(jié)構(gòu)

2.1 主軸承箱設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

根據(jù)廠家維修手冊(cè)，主軸軸承安裝初期加入潤(rùn)滑脂，運(yùn)行后每季度通過(guò)軸承箱體外側(cè)的旋壓式油杯進(jìn)行一次潤(rùn)滑脂的補(bǔ)注。從軸承箱體結(jié)構(gòu)不難看出，采用旋壓式油杯進(jìn)行補(bǔ)注潤(rùn)滑脂時(shí)，靠近外側(cè)補(bǔ)注潤(rùn)滑脂較為理想，但軸承箱內(nèi)側(cè)腔體潤(rùn)滑脂較難進(jìn)入。由于軸承箱中間安裝有軸承，潤(rùn)滑脂要經(jīng)過(guò)軸承滾子間的縫隙，但是受雙列滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑脂流動(dòng)性差等因素影響，采用旋壓式油杯進(jìn)行補(bǔ)注潤(rùn)滑脂效果較差。另外，軸承箱內(nèi)側(cè)腔體是最靠近海水的部分，海水一旦進(jìn)入軸承箱將快速腐蝕軸承，軸承腐蝕導(dǎo)致動(dòng)、靜部分間隙增大，使主軸與軸承箱中心位置變化，進(jìn)一步加大了密封間隙，使海水進(jìn)入的情況加劇。軸承腐蝕又導(dǎo)致了主軸下沉，使其與軸承箱端蓋相互摩擦，造成損壞。旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)主要部件注油參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)各主要部件注油參數(shù)

2.2 軸承箱和主軸材料

主軸材料為316L 不銹鋼、軸承箱材料早期設(shè)計(jì)為球墨鑄鐵，為防止軸承箱腐蝕，后期也改為316L 不銹鋼，也就是說(shuō)主軸與軸承箱材料相同。采用316L 不銹鋼雖然增強(qiáng)了軸承箱的耐海水腐蝕性能，但相同金屬材料或冶金相溶性大的材料易發(fā)生摩擦副粘著磨損。主軸與軸承箱一旦接觸在相對(duì)滑動(dòng)中粘著處被破壞，就會(huì)有金屬?gòu)闹鬏S表面被拉拽下來(lái)，粘著在軸承箱內(nèi)表面（即咬合磨損）。從主軸磨損出現(xiàn)的明顯溝槽來(lái)看，雖然轉(zhuǎn)速不高，但產(chǎn)生的粘著加速了主軸的磨損。

2.3 軸承箱防水密封

主軸線速度小于3 m/s，軸承箱潤(rùn)滑壓力為常壓，軸承箱密封采用羊毛氈密封理論上較為可行。羊毛氈密封適用于線速度VC≤3 m/s 的低速、常壓，用于密封油脂的電機(jī)、齒輪箱等，優(yōu)點(diǎn)是富有彈性、結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定、隔熱、隔音性能好、組織緊密空隙小、耐磨性良好等。采用該密封方式要求主軸與軸承箱的動(dòng)、靜密封間隙越小越好，但因?yàn)槊芊忾g隙較小，一旦主軸運(yùn)轉(zhuǎn)偏離軸承箱的中心軌跡，將造成動(dòng)、靜部分相互摩擦而導(dǎo)致?lián)p壞。另一方面，由于主軸轉(zhuǎn)速較低，動(dòng)、靜摩擦后不會(huì)產(chǎn)生較高的高溫，所以主軸的磨損很難被發(fā)現(xiàn)，往往會(huì)造成較嚴(yán)重的主軸損壞。

2.4 旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)沖洗水和擋水罩

旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)垃圾的收集采用沖洗水（海水）。利用多個(gè)噴頭對(duì)附著在濾網(wǎng)上的垃圾進(jìn)行沖洗，將其沖至收集槽。為防止污染周圍環(huán)境，還設(shè)置有擋水罩。由于沖洗水量較大并產(chǎn)生飛濺，擋水罩需要進(jìn)行密封。密封過(guò)于嚴(yán)密將造成海水形成大量的水霧，影響軸承箱羊毛氈的密封效果。

3 解決方法

3.1 潤(rùn)滑脂加注方式改造

將原來(lái)的旋壓式油杯補(bǔ)注的潤(rùn)滑脂加注方式改為油槍補(bǔ)注，并在靠近海水側(cè)的軸承箱端蓋上增加了2 個(gè)油嘴。通過(guò)油槍定期進(jìn)行補(bǔ)油脂，使軸承箱內(nèi)部始終充滿油脂，以避免海水進(jìn)入。改造后的軸承箱結(jié)構(gòu)如圖4 所示。

圖4 改造后軸承箱結(jié)構(gòu)

3.2 軸承箱密封改造

在原有的羊毛氈密封基礎(chǔ)上，根據(jù)主軸外徑尺寸增加了一道VA 水封V 形防塵密封圈，用于防止飛濺的海水進(jìn)入軸承箱，相當(dāng)于多了一道防水措施（圖5）。為提高原軸承箱（球墨鑄鐵）的耐腐蝕性能，在軸承箱密封端蓋表面采用激光熔覆方法焊接一層耐腐蝕材料（圖6）。

圖5 主軸兩側(cè)增加擋水環(huán)

圖6 密封端蓋表面激光熔覆

3.3 擋水罩通風(fēng)改造

為減少運(yùn)行中擋水罩內(nèi)部形成較大的水霧，造成軸承箱密封失效，在擋水罩頂部進(jìn)行必要的通風(fēng)，以減少水霧經(jīng)過(guò)羊毛氈進(jìn)入軸承箱。

3.4 加強(qiáng)日常維護(hù)

在日常維護(hù)中采取了如下措施：①加強(qiáng)設(shè)備巡檢，對(duì)出現(xiàn)的異響加以分析和排查；②定期檢查限位報(bào)警是否準(zhǔn)確，檢查鏈條漲緊度，并適時(shí)調(diào)整；③按廠家維修手冊(cè)要求，每季度進(jìn)行一次檢查補(bǔ)充潤(rùn)滑脂；④嚴(yán)格控制潤(rùn)滑脂，選用耐水性好的鈣基脂；④保持防水罩內(nèi)的常壓狀態(tài)，并嚴(yán)格控制沖洗水壓力小于0.4 MPa。

4 結(jié)束語(yǔ)

為解決海水取水系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)運(yùn)行中出現(xiàn)的故障，針對(duì)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)主軸軸承箱的設(shè)計(jì)缺陷，從軸承箱密封結(jié)構(gòu)、補(bǔ)注潤(rùn)滑脂方式、軸承箱材料等方面進(jìn)行了技術(shù)改造。改造后，設(shè)備運(yùn)行可靠性得到了很大程度的提升，故障次數(shù)明顯減少。為確保設(shè)備正常運(yùn)行，在對(duì)設(shè)備定期進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)的同時(shí)，還要加強(qiáng)設(shè)備的巡檢維護(hù)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)排查、處理。