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瓦房店鑫华轧机轴承制造有限公司

轴承知识

往复式压缩机轴瓦磨损分析及对策

2021-09-18

王有朋

(中石化石油机械股份有限公司三机分公司)

摘 要:轴瓦磨损问题是造成压缩机组非正常停机的原因之一。经综合分析,确认润滑油系统、人工修复曲轴轴颈表面粗糙度超差是造成轴瓦磨损的原因,完善相应的工艺规范、控制和检测方法,加强过程控制,可有效解决轴瓦磨损问题。

关键词:轴瓦;磨损分析;润滑油杂质;曲轴修复

某往复式天然气压缩机组,四列一级压缩,设计转速990 r/min。按照计划安排进行空载运转试验,200~800 r/min转速段运行正常,转速提高至980 r/min 时发现油压降低,电机电流不稳定,检测各列轴瓦温度,发现第3列轴瓦温度比其它列高10~12℃,拆检发现该列轴瓦磨损。修复第3列曲轴轴颈、更换轴瓦后,重新进行试验,机组转速升至980 r/min、运行3分钟时,电机电流不稳定,第3列轴瓦温度比其它列高2~3℃,该列轴瓦出现轻微磨损。

图1  第3列轴瓦两次磨损情况

1 原因分析

轴瓦损坏的原因有很多,有统计表明,轴瓦因润滑不良而损坏的占12.5%,因混入杂质而损坏的占41.5%,因装配精度不够而损坏的占24%,因工作负荷过大而损坏的占15%,因腐蚀气蚀而损坏的占6%,因其它原因而损坏的占1%. [1]轴瓦磨损发生在机组空载运行试验阶段,未通入天然气,且天然气中不含有腐蚀介质,可首先排除过载和腐蚀因素。

1.1  润滑不良因素

润滑油压力较低会造成摩擦副间油膜无法建立,进而导致轴瓦磨损。检查润滑油泵、调压阀等均无损坏,工作正常,润滑油管路无泄漏点。对机组润滑系统进行性能试验,润滑油压正常,且油冷器冷却效果满足要求。检查和试验结果证明润滑系统工作正常,未造成润滑油压力降低。

第3列轴瓦一次磨损后,摩擦副产生的摩擦热增加造成油温升高,润滑油黏度降低,同时轴瓦磨损后间隙增大,引起润滑油泄漏严重,最终导致润滑油压力骤降。因此,轴瓦磨损的原因不是润滑不良。

1.2  润滑系统杂质因素

一次磨损后,拆检第3列轴瓦,发现轴瓦及曲轴均存在较深拉痕,并有金属颗粒嵌入。检查发现润滑油过滤器滤芯表面存在金属杂质,且经检测部分金属杂质与曲轴、轴瓦的材质不一致。机组在运转试验200~800r/min时运行2h,为摩擦副磨合阶段,会产生部分磨粒,若未被润滑油及时带走也会造成磨损。因此,润滑系统含有杂质是一次轴瓦磨损的主要原因。

图2  一次磨损曲轴表面磨痕

1.3  装配质量因素

机组装机及试验过程中多次检测并记录零部件间隙值,复查相关零部件加工精度,检测记录均显示:机组装配间隙、联轴器找正精度、零部件加工精度均满足设计要求。机组装配质量因素不是造成本次轴瓦磨损的因素。

表1  轴瓦间隙检查结果

1.4  曲轴轴颈修复因素

一次轴瓦磨损后,人工修复曲轴拉伤轴颈,检测曲轴尺寸精度且基于经验判定表面粗糙度修复合格。清理润滑系统后,重新试验轴瓦出现二次磨损,复检人工修复曲轴轴颈表面粗糙度不满足设计要求。曲轴轴颈修复粗糙度超差是造成二次磨损的原因。

2 整改措施

1)拆卸润滑油管路、过滤器、油冷器等部件,清洗干净后用压缩空气吹干。在此基础上完善了润滑油系统的清洁工艺和验收标准。

2)更换油滤器滤芯和润滑油,启动机组润滑油泵,润滑油循环冲洗润滑系统,消除润滑管路金属颗粒物问题。检查过滤器滤芯未见金属颗粒等异物,轴瓦无明显杂质。

3)拆卸曲轴,重新修复曲轴轴颈,并对轴颈进行抛光处理,检查曲轴修复处的轴颈及其它部位尺寸、形位公差、表面粗糙度等,确认满足技术要求。

3 结论

经深入分析、逐一排查,确认润滑油系统含有杂质是造成压缩机组轴瓦一次磨损的主要原因;人工修复曲轴轴颈表面粗糙度超差是造成二次磨损的原因。通过完善相应的工艺规范、控制和检测方法,解决了机组轴瓦磨损问题,后续同型号机组亦未出现类似问题。

参考文献:

[1]崔志国,姚春艳.发动机轴瓦损坏原因分析.农机使用与维修.

来源:《装备维修技术》  2020年第2期

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