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山東安瑞動(dòng)力機(jī)械有限公司
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手 機(jī): 15065336888
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壓縮機(jī)軸瓦異常磨損分析與處理

2020-12-01
吳勇1 呂冰2
(1.中油濟(jì)柴集團(tuán)成都壓縮機(jī)廠,2.長城鉆探工程有限公司蘇里格氣田項(xiàng)目部)
1 概述
一臺編號為200851#的ZTY470壓縮機(jī)組,主要由動(dòng)力部分、壓縮部分、空冷器總成和儀表控制部分組成。機(jī)組為一級壓縮 ,配備3只進(jìn)口動(dòng)力缸,2只壓縮缸均為7”,無余隙開度,雙缸雙作用,機(jī)組主要用于天然氣增壓處理。機(jī)組設(shè)計(jì)參數(shù)如下:
型號:ZTY470MH7x7
介質(zhì):含硫天然氣
排量:17x10Nm3/d
進(jìn)氣溫度:0~35℃
進(jìn)氣壓力:1.8 MPa
排氣壓力:5.5 MPa
2 運(yùn)行中出現(xiàn)的問題
2012年4月23日,機(jī)組在正常運(yùn)行過程中突然出現(xiàn)無油流報(bào)警,隨后該機(jī)組立即自動(dòng)停機(jī)。停機(jī)拆卸后檢查,發(fā)現(xiàn)3副主軸瓦、1副止推瓦均出現(xiàn)不同情況磨損,取較典型的止推瓦樣品一副分析(圖1顯示止推瓦內(nèi)表面合金大面積剝落,圖2為止推瓦外表面無明顯磨損)。該增壓站ZTY470壓縮機(jī)止推瓦、主軸瓦一直正常使用,截止停機(jī)時(shí)間,機(jī)組累計(jì)運(yùn)行9065.8h。



3 故障原因分析
3.1 現(xiàn)場情況
根據(jù)現(xiàn)場工況,利用整體式天然氣壓縮機(jī)A-JAX軟件行工況校核, 機(jī)組負(fù)荷率為80%左右(圖3),故排除超負(fù)荷使用情況。
3.2原因分析
經(jīng)失效件(ZSnSbllCu6)的化學(xué)成分分析,軸承材料的化學(xué)成分基本滿足GB/T1174-92標(biāo)準(zhǔn)中的ZSnSbllCu6化學(xué)成分的要求;尺寸檢測合金厚度為0.3-0.6mm,符合設(shè)計(jì)要求;檢測磨損軸承材料硬度為HB31-32,滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)HB≥27的要求。本次止推瓦出現(xiàn)的合金剝離部位的失效特征:軸瓦合金表面產(chǎn)生撕裂、壓延局部不規(guī)則的塊狀、點(diǎn)狀剝落,剝落部位仍留有與基體而不規(guī)則的合金層,這些殘留表面具有顯著的貝殼狀斷口形貌(圖4)。
綜上所述,本次止推瓦出現(xiàn)的合金剝落失效現(xiàn)象判定為疲勞剝落。
損傷機(jī)理分析:
從滑動(dòng)表面延伸的裂紋在最高負(fù)載區(qū)域、高壓區(qū)呈現(xiàn)網(wǎng)狀擴(kuò)展并可能呈現(xiàn)為合金層被壓延或剝蝕的現(xiàn)象,這些網(wǎng)狀裂紋在結(jié)合表面上改變方向,導(dǎo)致襯層碎片的軸承合金上剝落,剝落邊緣清晰。由于機(jī)器自身軸承座孔、軸頸變形等因素,軸承工作表面載荷分布不均勻產(chǎn)生局部峰值壓力;潤滑油脈沖過度壓力波動(dòng),伴以高壓力梯度,導(dǎo)致超過軸承的疲勞極限,造成合金疲勞剝落;潤滑油品質(zhì)不良(增壓站潤滑油系某煉廠產(chǎn)品,現(xiàn)場油品分析報(bào)告顯示,潤滑油中含有水分),潤滑性能降低,局部潤滑部位溫升會加大,急劇降低合金的摩擦性能,極大地加速瓦片失效,縮短瓦片使用壽命,并且,其它幾臺壓縮機(jī)也有類似現(xiàn)象發(fā)生。
由此,可得出結(jié)論,增壓站壓縮機(jī)負(fù)荷正常,潤滑油品質(zhì)不穩(wěn)定,造成瓦片潤滑性能降低,溫升加劇,是造成瓦片加速失效的主要原因。
4 故障處理
(1)更換磨損的軸承;
(2)曲軸箱更換機(jī)油;
(3)要求及時(shí)更換油品并定期做好油品分析。
5 結(jié)語
更換軸瓦與潤滑油品后,至今機(jī)組運(yùn)行良好。為了減少故障發(fā)生,建議用戶嚴(yán)格監(jiān)測機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的變化,定期檢查油品,跟蹤油品質(zhì)量,同時(shí)需要補(bǔ)充完善保養(yǎng)內(nèi)容,確保機(jī)組長期、穩(wěn)定運(yùn)行。
來源:《壓縮機(jī)技術(shù)》