一起高壓電動(dòng)機(jī)軸承損壞事故的分析和處理

馬永輝　,鄒星光（陜西華電瑤池發(fā)電有限公司,陜西　咸陽(yáng)　713500）

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一起高壓電動(dòng)機(jī)軸承損壞事故的分析和處理

馬永輝,鄒星光
（陜西華電瑤池發(fā)電有限公司,陜西咸陽(yáng)713500）

摘 要：本文對(duì)幾臺(tái)鍋爐二次風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)軸承的損壞事故進(jìn)行了分析，論述了電動(dòng)機(jī)軸電流產(chǎn)生的原因及對(duì)軸承的損害，介紹了如何防止電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生軸電流，采取具體應(yīng)對(duì)措施消除了軸電流，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)；軸承損壞；軸電流；消除措施

1　引言

某電廠裝機(jī)兩臺(tái)200MW循環(huán)流化床空冷燃煤發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)鍋爐配備兩臺(tái)二次風(fēng)機(jī)。該電動(dòng)機(jī)自投運(yùn)以來(lái)頻繁發(fā)生電動(dòng)機(jī)軸承振動(dòng)大，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪音大等問(wèn)題，不得已多次更換電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端軸承，但運(yùn)行不到3個(gè)月就發(fā)生重復(fù)的故障。最終經(jīng)分析確認(rèn)為軸電流導(dǎo)致的軸承損壞，在采取針對(duì)性措施，給電動(dòng)機(jī)非驅(qū)動(dòng)端增加絕緣端蓋后，徹底解決了這個(gè)問(wèn)題。

2　電機(jī)軸承損壞現(xiàn)象和原因分析

滾動(dòng)軸承在中小型電動(dòng)機(jī)中普遍使用，主要原因是滾動(dòng)軸承維護(hù)方便、運(yùn)行可靠。但軸電流對(duì)滾動(dòng)軸承的損害很大，只要有軸電流存在，就會(huì)對(duì)滾動(dòng)軸承的使用壽命造成影響。

該電廠鍋爐二次風(fēng)機(jī)電機(jī)為YKK560-4型高壓電動(dòng)機(jī)，定位軸承為單列深溝球軸承6232/C3，非軸伸端軸承為單列滾柱NU232ECM/ C3，軸承均為SKF品牌。

自2012年以來(lái)，#1、2鍋爐四臺(tái)二次風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承頻繁出現(xiàn)軸承振動(dòng)大、溫度高的異常現(xiàn)象，運(yùn)行中測(cè)量軸伸端軸承振動(dòng)X向達(dá)13mm/s以上，Y向達(dá)9mm/s以上，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中噪音較大，軸承運(yùn)行也有較大異音。

前兩次異常發(fā)生后，經(jīng)停機(jī)解體檢查，電機(jī)非軸伸端軸承銅合金支架磨損嚴(yán)重?cái)嗔褤p壞，軸伸端NU232內(nèi)套半邊現(xiàn)搓板狀，6232軸承游隙較大約40s。我們認(rèn)為故障原因可能是：1、 風(fēng)機(jī)風(fēng)葉圓周運(yùn)轉(zhuǎn)偏心，電機(jī)非軸伸端外圈軸線相對(duì)偏斜。推力軸承應(yīng)力集中，銅合金滾柱支架摩擦產(chǎn)生高溫。膨脹不均勻；2、軸承質(zhì)量不好，有假冒偽劣可能；3、對(duì)輪中心存在不同心，偏差大，導(dǎo)致電機(jī)軸承受力不均。為此，我們更換了電機(jī)軸承的供應(yīng)商，從SKF地區(qū)授權(quán)代理商中采購(gòu)備品軸承，全部更換電機(jī)軸伸端和非軸伸端軸承三盤(pán)軸承，檢修完成試轉(zhuǎn)，剛加入運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)振動(dòng)、聲音、溫度表現(xiàn)正常，兩側(cè)軸承振動(dòng)均小于3mm/s，達(dá)到優(yōu)良水平。

但運(yùn)行一段時(shí)間（－至兩個(gè)月）后，軸承振動(dòng)逐步增大，異音逐步增大。直到振動(dòng)超標(biāo)，不得不停下來(lái)再次更換軸承。如此反復(fù)幾次，我們發(fā)現(xiàn)幾次軸承損壞的表現(xiàn)基本一致，即電機(jī)兩側(cè)支持軸承NU232出現(xiàn)內(nèi)跑道搓板狀條紋，且軸承游隙變大。經(jīng)查閱資料，咨詢SKF中國(guó)代表處，我們判斷這種損壞現(xiàn)象是典型的過(guò)電流腐蝕引起軸承損壞，故障圖片與SKF廠家提供的典型軸承損壞故障圖像完全一致。

因此，我們購(gòu)置了SKF生產(chǎn)的漏電檢測(cè)筆TKED 1，對(duì)運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)兩側(cè)軸承進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。TKED1漏電檢測(cè)筆是手持式儀器，簡(jiǎn)單易用，靠近電機(jī)軸承就可以檢測(cè)到軸承的放電現(xiàn)象，這種放電現(xiàn)象就是電機(jī)軸電壓通過(guò)電機(jī)的軸承對(duì)地放電而引起的，它會(huì)造成滾動(dòng)體和軸承跑道表面出現(xiàn)電腐蝕，潤(rùn)滑脂降解，從而引起軸承故障，振動(dòng)增大，噪音增大。

經(jīng)漏電筆檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)過(guò)軸承故障的二次風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)軸承有明顯放電，1分鐘內(nèi)檢測(cè)到的最大放電次數(shù)多達(dá)120多次。而其他高壓電動(dòng)機(jī)均未檢測(cè)出軸電流的放電現(xiàn)象。這也進(jìn)一步證明了二次風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)軸承損壞就是由于電機(jī)軸上的電壓通過(guò)軸承向地面釋放時(shí)引起軸電流，從而導(dǎo)致軸承電蝕、潤(rùn)滑脂降解和軸承的最終失效。

3　電動(dòng)機(jī)軸電流故障的特征

通過(guò)這幾次軸承損壞事件的分析，我們也總結(jié)出了電動(dòng)機(jī)軸電流損壞軸承的特征。即：軸電流會(huì)在軸承內(nèi)外圈的跑道上形成許多搓板樣的條形燒傷痕跡，這是軸電流對(duì)滾動(dòng)軸承破壞的特有特征。嚴(yán)重時(shí)，軸承的表面還會(huì)出現(xiàn)一些麻點(diǎn)及傷痕，甚至出現(xiàn)軸承表面裂紋。同時(shí)，由于軸承表面的損傷，使得軸承溫度出現(xiàn)較為明顯的上升，造成潤(rùn)滑油脂流出。

因此，對(duì)于使用滾動(dòng)軸承的大、中型電機(jī)，檢修過(guò)程中需要檢查軸承表面痕跡，判斷是否發(fā)生了軸電流損傷軸承的現(xiàn)象。

4　電動(dòng)機(jī)軸電流的產(chǎn)生

電動(dòng)機(jī)軸電流產(chǎn)生的原因是軸電壓。而軸電壓是通過(guò)電機(jī)軸的交變磁鏈產(chǎn)生的。產(chǎn)生軸電壓的原因主要是，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和定子槽、鐵心片之間的連接部分和供電電源不平衡造成的，進(jìn)而造成電動(dòng)機(jī)內(nèi)部磁通的不平衡。

軸電壓形成軸承電流有兩種基本途徑。一是由于分布電容的存在，使電動(dòng)機(jī)定子繞組和軸承形成一個(gè)電壓耦合回路，進(jìn)而耦合回路將軸電壓傳到大地，形成軸電流。二是電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾珠和滾道之間不斷接觸，軸電壓超過(guò)軸承跑道與滾動(dòng)體之間的潤(rùn)滑油層擊穿電壓時(shí)，使得軸承內(nèi)外的滾道發(fā)生短路，軸電壓就會(huì)在軸承上形成很大的放電電流，也就是電火花加工電流，加工電流使得軸承跑道表面出現(xiàn)燒痕。

5　消除軸電流損壞軸承的措施及實(shí)施效果

為了有效消除軸電流損壞軸承的現(xiàn)象。我們采取的辦法是將電機(jī)一端的滾動(dòng)軸承與其端蓋絕緣，切斷軸電流的形成回路。為此，我們委托湘潭電機(jī)股份有限公司制作了電機(jī)非軸伸端絕緣端蓋，在軸承座及端蓋間采用環(huán)氧樹(shù)脂絕緣材料進(jìn)行絕緣隔絕處理，驅(qū)動(dòng)端的軸承端蓋未進(jìn)行更換。

更換四臺(tái)二次風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)非軸伸端端蓋為絕緣端蓋后，運(yùn)行中我們繼續(xù)采取加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，采用SKF漏電檢測(cè)筆對(duì)四臺(tái)電動(dòng)機(jī)每周進(jìn)行定期檢測(cè)，再未測(cè)出軸承過(guò)電流的現(xiàn)象。

四臺(tái)電機(jī)絕緣端蓋處理后，均運(yùn)行正常，電機(jī)振動(dòng)小于3mm/s，軸承溫度小于60℃。運(yùn)行一個(gè)小修周期后，打開(kāi)檢查發(fā)現(xiàn)軸承完好，表面光滑，潤(rùn)滑油脂狀態(tài)良好。

需要特別注意的是，電動(dòng)機(jī)非軸伸端絕緣端蓋采用絕緣材料隔絕了軸承座與端蓋機(jī)殼之間的電氣連接，但軸承座排油口及排油管與軸承座和軸承連接，需要在排油孔及排油管與機(jī)殼之間采用絕緣橡膠進(jìn)行絕緣處理，否則功虧一簣，仍然會(huì)產(chǎn)生軸電流。

6　結(jié)束語(yǔ)

為了有效消除了軸電流對(duì)軸承的損壞現(xiàn)象，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，需要對(duì)電機(jī)端蓋進(jìn)行改造。通過(guò)以上改造，希望為相同類(lèi)型電動(dòng)機(jī)軸承故障的預(yù)防和處理提供一定的借鑒作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]SKF維護(hù)和潤(rùn)滑產(chǎn)品——SKF公司.

[2]楊萍.電動(dòng)機(jī)軸電流的危害及消除軸電流的措施[J].包鋼科技,2005,31(4).

作者簡(jiǎn)介：馬永輝（1975-），陜西渭南人，碩士，工程師，主要從事：電力生產(chǎn)技術(shù)管理方面的工作。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.014