4M12-66/0.2-36型壓縮機四五級十字頭下滑道技術修復

孫星 陳明 楊文攀 季思偉（兗礦魯南化工有限公司 山東 滕州市 277527）

一、壓縮機情況簡介

兗礦魯南化工有限公司變壓吸附裝置二段精脫碳工段底部富含CO組分的逆放氣回收使用了沈陽遠大4 M12-66/0.2-36型壓縮機。對提高整套裝置CO收率，提高出口CO氣體純度起到了非常關鍵的作用。該壓縮機為四列五級、M型對稱平衡式壓縮機。氣缸為無油潤滑、水冷式雙作用。其中四、五級串列布置，使用一根活塞桿帶動兩級活塞同步運行。

該壓縮機組為四列五級、M型對稱平衡式壓縮機，工藝編號C 8101。氣缸為無油潤滑、水冷式雙作用。其中四、五級串列布置，使用一根活塞桿帶動兩級活塞同步運行。

壓縮機主要技術規(guī)范：

（1）容積流量（吸入狀態(tài)） 66m3/min

（2）進排氣壓力 0.122/3.6 Mpa(G)

（3）各級缸徑 760/530/370/340/250 mm

（4）行程 250mm

（5）曲軸轉速 375r/min

（6）主軸徑 ￠210 mm

（7）軸功率 747k W

（8）運動機構潤滑油供油溫度 ≤ 45 ℃

（9）運動機構潤滑油供油壓力 0.30～0.35 Mpa

（10）主機重量 38150kg

二、壓縮機故障情況及原因

壓縮機組自2011年10月投用后一直運行非常穩(wěn)定。2012年3月，該壓縮機發(fā)生五級出口單向氣閥閥桿斷裂事故，斷裂閥桿進入五級氣缸內(nèi)，將五級氣缸打壞，劃傷了氣缸缸套，并造成四五級十字頭小頭襯套嚴重燒蝕，大頭瓦磨損面積超過40%。十字頭連桿柱銷變形，十字頭下滑道行程末端損壞，斷裂出一整塊約101 cm2碎塊，碎塊沿滑道滑向最長處89.6 mm，弦長112.8 mm，呈不規(guī)則三角形。

三、維修情況

1.維修方案擬定

經(jīng)過初步判斷，滑道損壞為整個事故修復難度最高的部分。該滑道為整體焊接于壓縮機中體主機內(nèi)部，按照廠家技術人員給出的技術指導，應將中體整體拆出后返廠，切割下原損壞滑道后更換焊接新滑道并與現(xiàn)有十字頭重新研配，預計返廠及維修時間約2-3個月。

返廠維修有以下幾個影響：

（1）拆除設備中體需對現(xiàn)有基礎進行部分破除，施工工作量較大；且返廠重新制作滑道及安裝預計維修費用達80萬元；

（2）返修結束后重新安裝，由于涉及到中體重新配平及對中等一系列安裝問題，維修時間有可能進一步延長；

（3）按壓縮機停產(chǎn)3個月計算，整套變壓吸附裝置預計將減產(chǎn)CO氣累計約5000000 m3。變壓吸附裝置出口CO氣體純度也會受到影響。經(jīng)濟損失約為六百萬元。

為盡可能減少公司經(jīng)濟損失，車間技術人員在查閱了部分技術資料，仔細研究了該滑道損壞特點及程度，提出了不拆除中體，直接在破損部位利用原滑道碎塊進行修復的自主維修方案。

由于滑道碎塊為一形狀規(guī)則整體碎塊，具備重新鑲嵌進缺口的可能性。第一、為滿足修復后碎塊與滑道連接一體性及強度，需制作專用支撐并保證其穩(wěn)固性。第二、修復后的滑道能保證十字頭滑履與機中體滑道的徑向間隙應符合技術要求規(guī)定的0.21～0.379 mm，使滑道能夠受到充分潤滑。第三、在壓縮機組長周期高負荷運行過程中，修復后的碎塊與滑道應結合牢固，不出現(xiàn)位移、變形等情況。

為此技術人員決定將碎塊略作修整后，制作專用缸套，通過缸套-滑道結合，碎塊-缸套結合的方式，最終間接完成碎塊與滑道結合修復。

2.維修修復過程

（1）經(jīng)測量該壓縮機組滑道橫截面為圓弧行，其中r=160 mm，圓心角α=82度?；姥鼗蜷L530 mm。整體材質為灰鑄鐵HT 250。其中斷裂一側約有13 mm伸入主機曲軸箱內(nèi)。根據(jù)以上特點，技術人員選用了s s 304不銹鋼制作了一個橫截面為圓形的鋼套，規(guī)格為L=40 mm，R（內(nèi)側）=160 mm，d（厚度）=15 mm，并使鋼套與滑道形成微量間隙配合，間隙0.05 mm。選用不銹鋼的原因因為韌性較強，不易對原滑道產(chǎn)生應力。缸套后部加工一條略小于滑道內(nèi)徑臺面，用于固定滑道碎塊。鋼套長度等于于滑道伸出長度，不能過長。過長的鋼套會使滑道承受較大的向下的應力，長時間運行有可能導致滑道伸出端變形，由于灰鑄鐵HT 250韌性較差，應力長期作用可能會使滑道斷裂。鋼套長度也不能小于滑道伸出端長度。這會使后期拼合碎塊產(chǎn)生難度，且對拼合后的碎塊支撐不夠。在十字頭長時間作用下，導致拼合后的碎塊變形破裂。

（2）將鋼套套進滑道伸出端，到位后在鋼套及滑道伸出端兩側各鉆一個公制M8帶內(nèi)螺紋通孔D 1、D 2，使用特制長度內(nèi)六方螺釘將鋼套與滑道位置徹底固定（螺釘另一面剛好與滑道內(nèi)表面平齊）。然后，在滑道缺口位置的下方鋼套上同樣鉆取兩個公制M8帶內(nèi)螺紋通孔D 3、D 4。

（3）重新拼接固定滑道與滑道碎塊是整個修復方案的重點。技術人員將滑道碎塊拼接至滑道缺口處，由于鋼套托襯，碎塊得以較好的與滑道結合。在反復試拼合滑道與碎塊后，技術人員使用鉆床在鋼套通孔D 3、D 4對應的碎塊位置上，鉆取帶內(nèi)沉孔通孔D 5、D 6。鉆取這四個孔時應保證孔的垂直度，如果通孔對應不完全，會在裝配后產(chǎn)生橫向應力，影響碎塊與滑道拼合良好程度。

（4）技術人員先用特制長度內(nèi)六方螺釘將碎塊固定于鋼套之上，在確認結合良好后，使用belzona1131金屬修補劑將兩部分徹底粘連，并用該金屬修補劑仔細涂抹結合瑕疵處及D1、D 2、D 5、D 6螺孔。在修補劑徹底凝固后，維修人員對碎塊結合處進行仔細打磨，保證滑道表面光潔度要求。

修復后整體情況

（5）其他維修情況

維修人員更換了大頭瓦，更換連桿與十字頭柱銷、小頭襯套，其中十字頭銷與連桿小頭襯套徑向間隙為0.09 mm。最后更換了五級活塞套件及氣缸缸套。

四、修復后試運行情況

為保證修復后壓縮機長周期穩(wěn)定運行，技術人員制定了有步驟的試運行方案。1、壓縮機空負荷運行2小時；2、進一步空負荷運行24小時；3、滿負荷試運行壓縮機48小時；在壓縮機運行期間，各指標均良好。停機重復檢查十字頭滑道間隙及曲拐徑與連桿大頭瓦的徑向間隙均無變化。

結語

本次檢修共計9天，檢修費用總計約4萬元。節(jié)約資金70余萬元。本次自主修復，不但大大節(jié)約了檢修時間，并且為公司節(jié)約了大量檢修費用。更為重要的是本次檢修解決了生產(chǎn)急需，保障了整套變壓吸附裝置穩(wěn)定高效運行。對該壓縮機滑道修復也填補了公司處理該類設備問題的空白，為今后提升設備檢修技術進而提升設備管理水平有很大的幫助。

[1]寧德君，柴連滿，劉寶軍，侯立鋒.4M40型壓縮機十字頭滑道斷裂的技術修復.石油化工設計，2007,24（1）：31-34.