濕法磷酸尾洗風(fēng)機(jī)維修性改善研究

劉闖

（云南云天化紅磷化工有限公司，云南 開(kāi)遠(yuǎn) 661600）

1 工況背景

1.1 尾洗風(fēng)機(jī)使用工況及故障形式

云南云天化紅磷化工有限公司130kt/a二水磷酸裝置使用了2臺(tái)9-31-12C型尾洗風(fēng)機(jī)，對(duì)反應(yīng)槽內(nèi)的含氟氣體進(jìn)行抽吸，以降低槽內(nèi)溫度保護(hù)橡膠襯里。由于抽吸的是帶液含氟氣體，容易導(dǎo)致葉輪腐蝕失重，故尾洗風(fēng)機(jī)的主要故障形式為失重導(dǎo)致的機(jī)座振動(dòng)，在此情況下須更換葉輪，該工位風(fēng)機(jī)葉輪的使用周期為3個(gè)月左右，該裝置每年需更換葉輪8～9個(gè)，換下的葉輪重新涂刷鈦納米聚合物、校動(dòng)平衡后備用。

1.2 尾洗風(fēng)機(jī)葉輪的特點(diǎn)

由于尾洗風(fēng)機(jī)抽吸介質(zhì)為含氟氣液，目前現(xiàn)有的任何金屬材料在該介質(zhì)環(huán)境中均會(huì)腐蝕，所以在尾洗風(fēng)機(jī)葉輪表面襯有耐氟腐蝕和顆粒結(jié)晶物沖刷的鈦納米聚合物涂料；葉輪在安裝時(shí)須保護(hù)好鈦納米聚合物，葉輪內(nèi)孔與風(fēng)機(jī)軸采用間隙配合，葉輪安裝到風(fēng)機(jī)軸上采用人工直接推入的方式，安裝過(guò)程不得敲擊葉輪的任何部位，吊裝只允許使用柔軟的吊帶。

1.3 改善維修意義

由于尾洗風(fēng)機(jī)承擔(dān)著保護(hù)設(shè)備和環(huán)境的重要功能，必須與裝置同時(shí)開(kāi)停。尾洗風(fēng)機(jī)無(wú)論是故障或是計(jì)劃?rùn)z修更換葉輪，用時(shí)過(guò)長(zhǎng)都會(huì)導(dǎo)致裝置運(yùn)轉(zhuǎn)率的下降；2018年9月～2019年1月，在尾洗風(fēng)機(jī)更換葉輪時(shí)，5次葉輪更換有3次用時(shí)超過(guò)8h，成為制約裝置按時(shí)開(kāi)車的瓶頸，為有效縮短尾洗風(fēng)機(jī)搶修或計(jì)劃?rùn)z修時(shí)間，根據(jù)葉輪更換各工序步驟做原因分析，提出維修性改善對(duì)策，以縮短尾洗風(fēng)機(jī)葉輪的更換時(shí)間。

2 風(fēng)機(jī)葉輪更換用時(shí)長(zhǎng)的原因

通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪更換各工序進(jìn)行分析，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)葉輪更換時(shí)間長(zhǎng)、更換進(jìn)度不受控主要有以下3方面的原因。

2.1 腐蝕葉輪拆卸時(shí)無(wú)法拔出

當(dāng)葉輪無(wú)法從風(fēng)機(jī)軸上拔出時(shí)，只能采取割斷風(fēng)機(jī)軸、葉輪與軸均更換的檢修方式，增加的檢修工序，如圖1所示。

圖1

增加的2個(gè)工序?qū)е嘛L(fēng)機(jī)葉輪更換時(shí)間大幅延長(zhǎng)。在風(fēng)機(jī)葉輪使用時(shí)間較短能正常拔出時(shí)，風(fēng)機(jī)軸與葉輪輪轂內(nèi)孔配合面之間仍保留有安裝時(shí)涂抹的潤(rùn)滑脂。風(fēng)機(jī)葉輪不能正常拔出被割斷的軸，用壓力機(jī)將斷軸從葉輪輪轂壓出后，檢查發(fā)現(xiàn)氟洗滌液通過(guò)鍵槽進(jìn)入到孔與軸的配合面，孔軸表面均糊有顆粒結(jié)晶物并被腐蝕，分析認(rèn)為含氟洗滌液進(jìn)入、孔與軸膠著是葉輪難以拔出的主要原因，風(fēng)機(jī)軸頭和葉輪輪轂前端面已設(shè)計(jì)有密封拼帽，氟洗滌液進(jìn)入的通道只能為風(fēng)機(jī)葉輪定位軸肩與葉輪輪轂后端面鍵槽。

2.2 風(fēng)機(jī)葉輪裝入時(shí)難以對(duì)正

風(fēng)機(jī)葉輪的輪廓外徑為1200mm，重量為280kg，葉輪輪轂長(zhǎng)度為170mm、內(nèi)徑為φ85.00+0.035 0.000，風(fēng)機(jī)軸上安裝葉輪位置軸徑為φ85.00-0.120-0.174，φ85段軸長(zhǎng)度為205mm，葉輪輪轂與風(fēng)機(jī)軸配合間隙為0.12～0.208mm，風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)孔與葉輪外輪廓的間隙僅為2～3mm。由于風(fēng)機(jī)葉輪較重，安裝時(shí)只能使用手拉葫蘆配合，機(jī)殼葉輪安裝孔與葉輪外緣的間隙太小，既保證葉輪外輪廓進(jìn)入機(jī)殼又保證葉輪輪轂套入風(fēng)機(jī)難以實(shí)現(xiàn)。

2.3 備用葉輪安裝未能一次到位

由于葉輪表面刷有鈦納米聚合物，葉輪表面不能進(jìn)行任何敲擊，葉輪安裝到風(fēng)機(jī)軸上用人力推入時(shí)會(huì)出現(xiàn)不能一次到位的情況，又增加了葉輪拔出再次推入的時(shí)間，不能一次推入到位的原因多為推力不均產(chǎn)生偏斜卡阻或葉輪輪轂內(nèi)孔有未砂磨干凈的鈦納米聚合物阻擋，人力推入時(shí)推力不均產(chǎn)生偏斜卡阻是難以避免的。

3 維修性改善對(duì)策與實(shí)施

3.1 對(duì)策

通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪更換用時(shí)長(zhǎng)的原因進(jìn)行分析，形成維修性改善對(duì)策如表1。

表1

3.2 對(duì)策實(shí)施

（1）在風(fēng)機(jī)定位軸肩與葉輪輪轂后端面位置加密封擋板。①變更風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與評(píng)估。在葉輪與風(fēng)機(jī)軸配合段軸肩位置增加擋板、葉輪將向進(jìn)風(fēng)側(cè)移動(dòng)，存在刮擦吸入口風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)測(cè)量葉輪軸向輪廓寬度為525mm，風(fēng)機(jī)殼軸向凈空630mm，擋板安裝后軸向和周向間隙均大于20mm，擋板厚度小于18mm，軸向和軸向均不會(huì)引起刮擦。②在風(fēng)機(jī)定位軸肩與葉輪輪轂后端面位置加密封擋板的實(shí)踐與優(yōu)化。密封擋板的材質(zhì)選擇上，技術(shù)人員提出了兩種方案，一是采用6mm的Q235B碳鋼擋板，二是使用8mm的四氟擋板，由于130kt/a二水磷酸裝置使用的兩臺(tái)尾洗風(fēng)機(jī)工況介質(zhì)情況均相同，2019年2月，維修人員在2臺(tái)尾洗風(fēng)機(jī)的葉輪安裝定位軸肩與葉輪輪轂后端面位置分別加裝碳鋼擋板和四氟擋板進(jìn)行試驗(yàn)，擋板內(nèi)徑與風(fēng)機(jī)軸直徑相同，外徑為100mm，確保遮蓋鍵槽位置。2019年5月，拆除風(fēng)機(jī)葉輪檢查，發(fā)現(xiàn)在風(fēng)機(jī)定位軸肩位置加裝碳鋼擋板的軸仍然發(fā)生了銹蝕，碳鋼擋板無(wú)變形；另一臺(tái)在風(fēng)機(jī)定位軸肩位置加裝的四氟擋板翻邊變形，密封性亦不能保證?；谠囼?yàn)效果，技術(shù)人員提出利用碳鋼擋板的強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)，結(jié)合橡膠板的柔軟特性，在厚度為6mm的碳鋼擋板一側(cè)，粘貼厚度為3mm的耐酸橡膠板安裝到風(fēng)機(jī)定位軸肩與葉輪輪轂后端面位置進(jìn)行試用。風(fēng)機(jī)運(yùn)行3個(gè)月后，2019年8月，維修人員拆卸計(jì)劃?rùn)z修時(shí)更換風(fēng)機(jī)葉輪，葉輪能正常拔出，仍可見(jiàn)到風(fēng)機(jī)軸與葉輪輪轂之間的潤(rùn)滑脂，風(fēng)機(jī)軸和葉輪輪轂內(nèi)孔無(wú)腐蝕，密封擋板無(wú)變形，擋板強(qiáng)度及密封效果良好。

（2）導(dǎo)向延長(zhǎng)軸，加工專用工具（如圖2所示）。

圖2

（3）未能一次推入到位，制作輔助壓入專用工具（如圖3所示）。該推入工具后來(lái)還可用于葉輪的拉拔，利用葉輪上原有拉拔孔，螺母在壓板裝入前旋入，反向推動(dòng)壓板即可實(shí)現(xiàn)拉拔。

圖3

4 改善效果

（1）采取上述改善維修對(duì)策后，葉輪難以拆除割斷風(fēng)機(jī)軸，更換軸承箱及葉輪的情況已得到避免，降低了風(fēng)機(jī)軸承箱的修備費(fèi)用。

（2）2套專用工具投用后，裝置再進(jìn)行計(jì)劃?rùn)z修或搶修，風(fēng)機(jī)葉輪更換均可在6h內(nèi)完成，不會(huì)影響到裝置開(kāi)車，保證和提高了裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)率，為產(chǎn)量目標(biāo)任務(wù)的完成爭(zhēng)取了更多主動(dòng)。