空壓機地腳螺栓斷淺析及修復(fù)

摘要：針對空壓機多次地腳螺栓斷裂情況總結(jié)分析，查找原因，確定方案，修復(fù)，解決問題制止了斷裂事件再次發(fā)生

關(guān)鍵詞：空壓機；地腳斷裂；分析；找正；修復(fù)

1.簡介

空分車間使用無油潤滑空氣壓縮機對氮氣增壓進入管網(wǎng)供氣，型號：5L-16/50-Ⅱ，生產(chǎn)廠家：沈陽氣體壓縮機廠，出廠日期：93年2月。93年安裝投用，在1997年3月24日停機檢查發(fā)現(xiàn)2#地腳螺栓斷，在2007年9月15日停機檢查1#地腳螺栓斷，在2011年6月13日大停機檢查2#地腳螺栓斷，在2013年1月11日發(fā)現(xiàn)壓縮機1#地腳螺栓斷，1月25日修復(fù)開機，使用測振儀監(jiān)測振值2.2，一周后振值2.8，在2013年2月20日振值4.2，停機檢查發(fā)現(xiàn)2#地腳螺栓斷。壓縮機外觀如圖1

2.分析

2.1原因

五次斷裂事件發(fā)生時間間隔越來越短，每次斷裂斷口均發(fā)生在距螺帽外端2～5mm之間如圖2，由于1#、2#地腳螺栓反復(fù)斷裂說明這兩個螺栓反復(fù)承受較大的交變應(yīng)力作用，螺栓斷口沒有塑性變形，基本保持平面狀態(tài)，表面呈灰色較平滑，是典型的疲勞斷裂。

該壓縮機多次更換地腳螺栓時都沒有對其進行垂直度復(fù)核，沒有對墊鐵與基礎(chǔ)接觸面進行檢查處理。該壓縮機三級出口處、一級入口處法蘭錯位分別是20mm、5mm，外力作用在壓縮機機體上，產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)力矩，1#、2#地腳螺栓承受拉應(yīng)力，導(dǎo)致壓縮機垂直度發(fā)生偏差，墊鐵與基礎(chǔ)接觸不良存在間隙，產(chǎn)生振動，地腳螺栓處于交變應(yīng)力下，最終疲勞斷裂。

2.2受力分析

對壓縮機進行簡化看成如圖3所示，是該機的受力簡化圖。作用在三級出口的力F對機體產(chǎn)生了翻轉(zhuǎn)力矩M，最終由1#、2#螺栓承受。

2.3結(jié)論

螺栓斷裂的主要原因是作用在機體上翻轉(zhuǎn)力矩M導(dǎo)致機體垂直度發(fā)生變化，地腳螺栓的墊鐵與基礎(chǔ)接觸不良存在間隙，機振動加大，1#、2#螺栓承受交變應(yīng)力，最終斷裂。

3.修復(fù)方案

3.1基礎(chǔ)更新

前四次采用開挖斷裂螺栓的基礎(chǔ)，向下挖200～300mm，新的螺栓與舊的地腳進行焊接方式進行修復(fù)。實事證明這種辦法不能徹底解決問題。決定將壓縮機解體后，把1#、2#地腳螺栓全部挖出來，重新埋入新的地腳螺栓。

3.2基礎(chǔ)打磨

壓縮機的垂直度由墊鐵找平，墊鐵與水泥基礎(chǔ)的接觸面的平整度是保證基礎(chǔ)穩(wěn)固的條件。為保證墊鐵與基礎(chǔ)的貼合度，在水泥基礎(chǔ)上放置墊鐵的位置處進行打磨，使用水泥打磨機對基礎(chǔ)打磨平整且面積大于平墊鐵的面積。在整個平面范圍內(nèi)各個方向都要完全研磨平整，并用標(biāo)準(zhǔn)水平儀校核準(zhǔn)確。

3.3更新墊鐵

重新按標(biāo)準(zhǔn)選取加工平墊鐵和楔鐵，平墊鐵尺寸 100×150，厚度取20，楔鐵尺寸 100×150，斜度：1：10，薄端厚度取 l0，要求平墊鐵和楔鐵的上下兩面粗糙度 Ra不大于 3 2 um。墊鐵組安放平穩(wěn)整齊，墊鐵之間應(yīng) 接觸良好，斜墊鐵斜面應(yīng)相向使用，搭接長度不小于全長的3/4，放置 在平墊鐵上面，放置平墊鐵時，厚的在下面，薄的在中間。墊鐵總數(shù)不宜超過5塊 （斜墊鐵 一對算一塊），墊鐵組的總高度不宜超過70mm，以保證有足夠的穩(wěn)定性。

3.4安裝要求

根據(jù)壓縮機的安裝要求，保證機組立缸垂直度，水平缸的水平度。利用螺紋千斤頂、墊鐵 、楔鐵和標(biāo)準(zhǔn)水平 儀首先對曲軸箱進行找正工作。此項工作復(fù)雜繁瑣質(zhì)量要求高，對下一步工作影響較大，要認真細致。通過調(diào)整千斤頂和楔鐵 （楔鐵要成對使用，錯開部分不得超過墊鐵面積的 1/4）， 進行反復(fù)多次的找正。水平儀要多位置定點測量，盡可能把誤差控制在最小范圍。曲軸箱縱橫兩方向水平 度控制在 0.1 mm/m標(biāo)準(zhǔn)內(nèi).曲軸的水平度控制在 0.1 mm/m標(biāo) 準(zhǔn)內(nèi)，否則曲軸箱水平度誤差過大，將給以后中體和氣缸的安裝帶來曲軸箱經(jīng)過水平縱橫兩個方向.多點位反復(fù)找平、找正后，把所有與曲軸箱底座相連地腳螺栓全部旋緊固定。注意不能因為旋緊地腳螺栓而影響曲軸箱的水平狀態(tài)。然后把所有的墊鐵點焊固定，曲軸箱的找正工作就此結(jié)束。

隨后對各級中體和氣缸進行找正。各級中體中心滑道水平度控制在 0.1mm/m 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi). 各 級氣缸的水平度控制在0.05 mm/m標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，氣缸和中體的同軸度控制在 ： 0.05 mm/m以內(nèi)。氣缸和中體的旋轉(zhuǎn)傾斜度控制在一級 0.03mm/m以內(nèi)?？刂坪谜`差，以保證組裝順利。

3.5重新配管

由于壓縮機入口、三級出口法蘭錯位，對地腳螺栓施加了外力，使地腳螺栓受交變載荷而斷裂。必須重新對出口管線重新配管，解決法蘭錯位問題。要求法蘭焊接完畢后管線處于自由狀態(tài)下法蘭螺栓孔不允許錯位。

4.試機運行

經(jīng)過上述修復(fù)工作，試機水平振動值，垂直振動值，達到要求。壓縮機運行一年振動值不變，運行正常。壓縮機地腳螺栓斷裂原因分析準(zhǔn)確，修復(fù)方案可行，修復(fù)工作達到要求。

參考文獻：

[1]GB50461--2008 石油化工靜設(shè)備安裝工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范.中國計劃出版社，2009 .

[2]SH3532--2005 石油化工換熱設(shè)備施工及驗收規(guī)范.中國石化 出版社，2006 .

[3]SH/T3542—2007 石油化工靜設(shè)備安裝工程施工技術(shù)規(guī)程.中國石化出版社，2008.

[4]王迪生，楊樂之.活塞式壓縮機結(jié)構(gòu)[M].北京：機械工出版社.1990.

[5]朱圣東，鄧建，吳家聲.無油潤滑壓縮機[M].北京：機械業(yè)出版社.2001.

作者簡介：高勝利（1969-），男，工程師，大學(xué)本科，研究方向化工機械。