如何控制氧壓機(jī)檢修質(zhì)量及試車安全性

王興偉，朱世林，殷洪洋，郭歡

（沈陽鼓風(fēng)機(jī)股份有限公司，遼寧 沈陽 110869）

從氣動方向結(jié)構(gòu)圖（圖1）上看，氧壓機(jī)有4個氣體冷卻器，分別置于在1至5段葉輪之間，還有另一個末端冷卻器置于高壓缸機(jī)組出口氣體的末端，起到氣體冷卻作用并布置在一層基礎(chǔ)上。

圖1 氧壓機(jī)裝置總圖

為減少機(jī)組轉(zhuǎn)子的軸向力，對1至5段的10個葉輪設(shè)計時進(jìn)行了代數(shù)和的最小值的設(shè)計。同時將每個轉(zhuǎn)子剩余的一部分軸向力分別作用在兩個推力盤上，以滿足機(jī)組在氣體壓力作用下轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性。

壓縮機(jī)與原動機(jī)由膜盤聯(lián)軸器聯(lián)接，壓縮機(jī)、電機(jī)（汽輪機(jī)）安裝在同一鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上；壓縮機(jī)葉輪（蝸殼）的軸端密封采用黃銅材質(zhì)的密封元件進(jìn)行密封，機(jī)組由電機(jī)（汽輪機(jī)）作為原動機(jī)拖動。整個機(jī)組采用潤滑聯(lián)合油站供油，其布置在一層基礎(chǔ)上。

背景：該機(jī)組在用戶現(xiàn)場安裝了兩臺，前后隔兩年分別在用戶現(xiàn)場安裝完成，先后運(yùn)轉(zhuǎn)了4至6年。近期對這兩臺機(jī)組在進(jìn)行檢修時發(fā)現(xiàn)機(jī)殼和隔板存在隔板鍍銅層起層氣泡、機(jī)殼內(nèi)和隔板產(chǎn)生鍍銅生綠銹現(xiàn)象（水汽進(jìn)入）。這里發(fā)現(xiàn)的一臺隔板存在隔板鍍銅層起層氣泡的機(jī)組停車1年有余，機(jī)組在停運(yùn)期間機(jī)殼內(nèi)也沒做充氮氣保護(hù)；另一臺機(jī)殼內(nèi)和隔板產(chǎn)生鍍銅生綠銹現(xiàn)象是正在運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)組；懷疑為氣體冷卻器的冷卻水滲透到氣體管道內(nèi)所致。

但是這兩臺機(jī)組在停車前機(jī)組轉(zhuǎn)子機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的各項考核參數(shù)指標(biāo)按API考核要求標(biāo)準(zhǔn)均是在合格范圍內(nèi)的。

因該類型機(jī)組為氧氣壓縮機(jī)及所應(yīng)用領(lǐng)域的特殊性，同時結(jié)合氧氣的特性，在對該類型機(jī)組檢修時比其它同類型不同氣體的機(jī)組檢修要格外的小心。

1 各部件拆檢過程質(zhì)量控制

1.1 拆檢各軸承區(qū)部分

在拆檢機(jī)組各軸承區(qū)時，要對軸承體和軸承壓蓋過盈值、軸承內(nèi)孔和軸頸之間間隙值、推力間隙值進(jìn)行復(fù)效；尤其要對軸承、推力軸承瓦塊的檢查，表面的磨損、油楔的大小是否符合設(shè)計要求。

1.2 拆聯(lián)軸器部分

機(jī)組在拆卸時，不要忘記對驅(qū)動轉(zhuǎn)子元件的檢查——聯(lián)軸器。該部件在經(jīng)過長期運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，難免存在著聯(lián)軸器組件中的部分部件的損壞。例如：半聯(lián)器護(hù)套、膜片組、中間段、連接銷釘?shù)燃ㄈ绱笮′N釘和螺帽把合不緊，預(yù)緊力不夠，螺紋自鎖失效；膜片組上的鉚釘套松動、鉚釘套孔周圍有眼圈變形、相鄰單膜片開裂縫太大；半聯(lián)器護(hù)套和中間段把合銷釘孔處和其他部位有變形等），所以要對它們進(jìn)行目視化的檢查，發(fā)現(xiàn)有異常和損壞的零部件進(jìn)行更換。

1.3 拆各機(jī)殼及機(jī)殼內(nèi)隔板

查隔板中分面配合間隙是否符合裝配要求（防止中分面級間和段間竄氣）。拆卸各隔板，清理機(jī)殼、隔板上的塵垢；檢查機(jī)殼、隔板表面的鍍銅層皮是否有脫落、起泡、銹蝕、水汽帶來的銅綠胎等。

1.4 檢查轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)磨損情況

在拆檢時對轉(zhuǎn)子軸、葉輪表面和流道表面及葉片焊口處要進(jìn)行檢查，以防止其表面有銹蝕、葉片焊口開裂紋現(xiàn)象（葉片裂紋將使轉(zhuǎn)子振動過大）。見圖2（葉輪流道內(nèi)和軸端密封處銹蝕）。

1.5 檢查機(jī)殼內(nèi)密封磨損情況

在吊轉(zhuǎn)子之前，要對轉(zhuǎn)子與各密封間隙進(jìn)行檢查，是否符合設(shè)計要求。

轉(zhuǎn)子與密封相碰（造成密封間隙超差），致使段間壓力發(fā)生變化，造成級間和段間竄氣。而葉輪與隔板發(fā)生摩擦或碰創(chuàng)，發(fā)生火花，將使機(jī)殼燃燒。

圖2 葉輪流道內(nèi)銹蝕和軸端密封處

機(jī)殼兩端軸端密封間隙過大，致使密封氣無法將潤滑油封住，導(dǎo)致潤滑油進(jìn)入機(jī)殼內(nèi)，使?jié)櫥团c機(jī)殼內(nèi)的氧氣接觸混合發(fā)生爆燃，導(dǎo)致機(jī)殼燃燒。

2 如何控制有質(zhì)量問題零件的恢復(fù)

對于氧壓機(jī)檢修時，處理好有質(zhì)量問題的各零部件是關(guān)鍵步驟，將直接影響機(jī)組回裝試車安全和指標(biāo)參數(shù)的穩(wěn)定。所以，要對各零部件在修復(fù)時要掌握相應(yīng)的加工工藝過程及手工修復(fù)方法來達(dá)到合格要求。

2.1 軸承裝配及更換瓦塊

對于各軸承、推力軸承瓦塊的裝配，要保證其表面粗糙度的質(zhì)量（包括油楔、表面刮研油囊），粗糙度要在Ra0．8以上。假設(shè)不符合要求采取手工及刮刀進(jìn)行修復(fù)，并測量相應(yīng)工件的尺寸一致。

①同時對瓦塊可進(jìn)行著色檢查（檢查鎢金層和瓦塊體接觸表面是否有縫隙，如達(dá)不到要求要重新更換或修復(fù)），直至以達(dá)到要求。

②檢查軸承體地過盈值是否符合要求，如過盈值不符合要求要進(jìn)行修復(fù)。

③如軸承間隙、推力間隙在裝配檢查時不夠，要學(xué)會調(diào)整方法（有帶調(diào)整墊的、不帶調(diào)整墊）。

2.2 聯(lián)軸器的更換

在更換聯(lián)軸器組件中的部分零部件的損壞時，例如半聯(lián)器護(hù)套、膜片組、中間段、連接銷釘?shù)燃?，除采用目視化的檢查外，還要對異常和損壞的零部件進(jìn)行質(zhì)量的稱重檢查或單件做動平衡，以保證聯(lián)軸器組合件組裝到一起的時候，其在高轉(zhuǎn)速下的動平衡質(zhì)量精度，最好是要對其作整體動平衡。

2.3 清理機(jī)殼、隔板、密封及脫脂處理

對于機(jī)組要進(jìn)行拆檢清理前，要了解機(jī)組是已運(yùn)轉(zhuǎn)幾年了，是否有過異常情況發(fā)生。在每次檢修過程中隔板是否都進(jìn)行過拆檢吊出并進(jìn)行過檢查，如果沒有進(jìn)行過拆檢那要做好異常拆檢的準(zhǔn)備工作。

首先，在對機(jī)殼拆檢時要做到外觀的檢查，其次對機(jī)殼中分面螺栓拆卸（注意拆卸時誤將螺栓和螺帽碰壞了，以免回裝時螺栓和螺帽裝不上）。

機(jī)殼吊起時要將吊繩調(diào)平，吊鉤處繩索要挽個扣，以免吊起滑落。起吊時一定要裝導(dǎo)桿，避免機(jī)殼內(nèi)隔板、各密封與轉(zhuǎn)子碰撞。

上機(jī)殼吊起后，要將上機(jī)殼移至機(jī)殼旁側(cè)面空位置的地方，將此部件吊至適當(dāng)高度，仰視初步檢查上機(jī)殼、各隔板、各密封是否有損壞的部位和零件。之后找一個現(xiàn)場空地方放置一個膠合板，將上機(jī)殼翻個置于上面。上面鋪蓋上白布，以防止異物（油、硬物）掉入或相碰。

下機(jī)殼拆檢首先要將轉(zhuǎn)子吊起，然后才能初步檢查下機(jī)殼、各隔板、各密封是否有損壞的部位和零件。

接下來要對上下機(jī)殼內(nèi)的隔板、密封進(jìn)行仔細(xì)檢查。

①檢查密封表面牙尖是否有磨損現(xiàn)象。

②對上下機(jī)殼內(nèi)的隔板在拆卸時要注意避免磕碰，對很難拆卸的隔板要采取相應(yīng)的工藝方法進(jìn)行。對所有拆卸下來的隔板進(jìn)行目視化、手電燈光檢查，查看是否有鍍銅層起泡、掉皮、生銅銹蝕現(xiàn)象。如圖3（隔板鍍層起泡）、圖4（掉氧化皮）、圖5（鍍銅生銹）。尤其是氣體導(dǎo)流道處，必須要認(rèn)真檢查，不可放過。如有異常，要及時處理（采用相應(yīng)工具對有問題的部位進(jìn)行修磨，然后鍍銅）。這些質(zhì)量問題處理后要對機(jī)殼內(nèi)表面進(jìn)行脫脂處理工藝。

圖3 隔板鍍層起泡

圖4 掉氧化皮

圖5 鍍銅生銹

③上下機(jī)殼內(nèi)進(jìn)行目視化、手電燈光檢查，是否有鍍銅層起泡、掉皮、生銅銹蝕現(xiàn)象。尤其是風(fēng)口流道處，必須要認(rèn)真檢查，不可放過。如有異常，要及時處理（采用相應(yīng)工具對有問題的部位進(jìn)行修磨，然后鍍銅）。這些質(zhì)量問題處理后要對機(jī)殼內(nèi)表面進(jìn)行脫脂處理工藝。如圖6（機(jī)殼風(fēng)口流道內(nèi)鍍銅生銹）。

圖6 機(jī)殼風(fēng)口流道內(nèi)鍍銅生銹

2.4 檢查轉(zhuǎn)子動平衡精度及脫脂處理

轉(zhuǎn)子對整個機(jī)組檢修來說是一個重要部件，它的高速旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性好與壞決定每次機(jī)組的檢修質(zhì)量。所以對轉(zhuǎn)子動平衡精度的控制是保證機(jī)組檢修成功的關(guān)鍵，當(dāng)轉(zhuǎn)子動平衡精度達(dá)到要求后，還要對轉(zhuǎn)子進(jìn)行脫脂處理以確保機(jī)組安全。

2.5 更換各密封、油封及脫脂處理

對于有問題的密封、油封一定要進(jìn)行更換，不可放過，以免影響檢修質(zhì)量（氣體級間竄氣、壓力不穩(wěn)、轉(zhuǎn)子振動、油氣進(jìn)入機(jī)殼內(nèi)產(chǎn)生燃燒、污染等）。同時要對所有的密封進(jìn)行脫脂處理才能回裝，以確保機(jī)組安全。

上述這些工作在施工時一定要采用不含油的脫脂（布手套、白布、吊繩等）輔料，以確保施工檢修安全質(zhì)量。

3 機(jī)組開車的條件

3.1 機(jī)組是否具備開車條件

首先，要對整個裝置相關(guān)參數(shù)的確認(rèn)。如原動機(jī)（汽機(jī)、電機(jī)或調(diào)頻電機(jī)）、變速機(jī)、主機(jī)。其次，對氣體冷卻器及油站、進(jìn)油總溫度和壓力，進(jìn)油支管的溫度和壓力，油泵運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，油泵過濾器差壓是否在要求范圍內(nèi)小于1．5kg，高位油箱是否注油及在正常范圍內(nèi)進(jìn)行確認(rèn)。第三，對各密封氣壓力的確認(rèn)（如氮氣、混合氣、氮氣、油封隔離氣等）。

3.2 開車時要對機(jī)組各階段轉(zhuǎn)速確認(rèn)

在開車前查閱機(jī)組各轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速及一階、二階轉(zhuǎn)速的確認(rèn)。要知道各轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速及不平衡響應(yīng)曲線的曲率走向。同時還要繪出升速曲線圖和報警延時點，這樣才能保證轉(zhuǎn)子達(dá)到機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。

如該機(jī)型的一階臨界轉(zhuǎn)速參數(shù)設(shè)計給錯，導(dǎo)致在轉(zhuǎn)子升速時引起振動值達(dá)到高于報警值而跳車。所以，在對各臨界轉(zhuǎn)速升速時要特別謹(jǐn)慎和注意。假設(shè)其振動值過高甚至達(dá)到高于報警值要求，這樣對各主機(jī)轉(zhuǎn)子是很不好的。振動值長時間過高對轉(zhuǎn)子軸易產(chǎn)生軸彎曲，影響轉(zhuǎn)子的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。

4 結(jié)語

通過對上述兩臺氧壓機(jī)組的檢修，檢查出了轉(zhuǎn)子、隔板、機(jī)殼、密封等零件存在的質(zhì)量問題，避免了后續(xù)機(jī)組開車及平穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)過程中質(zhì)量事故的發(fā)生。同時也找出了原機(jī)組在開車過程中引起機(jī)組振動值過大的原因，確保了機(jī)組平穩(wěn)順利開車。經(jīng)過72小時的運(yùn)轉(zhuǎn)，其振動值在25．4μm以下，符合API標(biāo)準(zhǔn)要求，從而得到結(jié)論，對于這次檢修是成功的，分析原因路徑是正確的，得到用戶的認(rèn)可。

參考文獻(xiàn)：

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[2]景思睿,張明遠(yuǎn)．流體力學(xué)[M]．西安交通大學(xué)出版社．