大型螺桿轉子突然抱死，宣告報廢后找到修復方法
2025-12-18
安禮強
1 故障概述
GML95型雙螺桿壓縮機是30萬噸/年聚烯烴裝置的常用機型。K-8200風機，型號GML95，每天不定時啟動，主要用于B線摻混，每次運行4-5小時，每天運行2-3次，故障發生前累計運行7900小時。輸送能力為4722Nm3/h，轉速為7351rpm,軸功率243kW，入口流量6529m3/h。
故障發生后，調閱當天的風機運行的電流，運行曲線如下：
05：48 啟動風機，進行摻混倒倉操作。
10：36 摻混倒倉完成，風機空載運行。
12：05 進行摻混倒倉操作。
16：22 風機出口電流高報跳車。內操發現摻混風機電流突然上漲至高報，風機停機。班組隨即通知裝置管理人員，同時，將設備斷電。裝置管理人員按照檢查程序脫開聯軸器，進行設備盤車，無法盤動，初步判斷為軸承或轉子損壞，迅速聯系維保人員拆檢。
通過拆檢，解體檢查發現：
1.1驅動軸及軸承未見明顯異常；
1.2軸承箱齒輪未見明顯損傷；
1.3陰陽轉子嚙合密封線部位有磨損（見標注1）；陽轉子非驅動端端面磨損嚴重（見標注2）；靠近轉子兩側端部的陰陽轉子密封線配合型線磨損嚴重（見標注3）
1.4 機殼（陽轉子非驅端處）出現三處裂紋（見標注4）；
1.5 陽轉子非驅動端調心滾子軸承（起軸向定位作用）外圈與定位盤磨損（見標注5）軸承外圈安裝定位環上的銷釘已變形（見標注6）
1.6 陽轉子驅動端徑向軸承保持架損壞，軸承滾柱變形、磨損并混亂排列。
1.7 轉子軸裝密封處出現約1/6周長的燒痕，
1.8 轉子端面有約2/3圓周與殼體端發生磨損。
1.9 主轉子軸彎曲偏離中心2.7mm；副轉子軸彎曲偏離中心2.0mm。
2.0 主、副轉子外圓均直徑磨小約2.9mm。
2 故障原因分析
綜合拆檢情況，對故障可能產生的原因進行分析如下：
2.1 結合潤滑油油質分析結果為合格，油品更換周期4000小時未到，油壓3.2bar在要求范圍內（1.8-5.5bar），且油壓設有聯鎖停機，初步判斷潤滑情況良好；排除潤滑不良引起的軸承損壞造成的抱軸。
2.2 根據巡檢記錄，風機入口壓力-30kPa，大于廠家要求的-45kPa值，且現場檢查入口濾網，未發現有破損情況，各項參數均顯示正常，現場巡檢時，未發生異響，排除壓縮機內進入異物導致轉子抱死。
2.3 根據風機的拆檢情況：整體來看，陰陽轉子倆端面處磨損嚴重，中心處磨損較輕；陽轉子驅動端徑向軸承保持架損壞，軸承滾柱變形、磨損并混亂排列；非驅動端軸承保持相對完好，內側止推軸承與定位盤有受力磨損痕跡，軸承外圈安裝定位環上的銷釘已變形；轉子端面有約2/3圓周與殼體端發生磨損；轉子軸裝密封處出現約1/6周長的燒痕；說明轉子在高速運轉過程中不是整體的軸向串動，而是轉子嚙合過程發生傾斜，轉子徑向方向發生位移變形。
2.3 從運行分析來看。由于壓縮機運轉中出口溫度高，壓力大，再加上轉子轉速高達7351rpm，對陰陽轉子頂間隙，端面間隙，相互嚙合間隙要求極高。轉子在運轉中，由于轉子變形，發生轉子嚙合摩擦和端面與殼體端面瞬間摩擦，造成局部溫度瞬間升高，使得陰陽轉子嚙合間隙和端面間隙更加變小，瞬間抱軸。
綜上，聯系到驅動端徑向軸承保持架損壞，軸承滾柱變形、磨損并混亂排列，推斷驅動端徑向軸承在運行過程中失效是造成設備故障的主要原因。
2.4 驅動端徑向軸承運行中的失效原因
考慮到類似的設備故障、故障部位以及使用的環境，失效的原因主要有以下幾個方面：
2.4.1 陽轉子驅動端軸承可能存在缺陷。
2.4.2 螺桿壓縮機在力的計算或軸承選用上可能失當。
2.4.3 該螺桿壓縮機沒有外置潤滑油泵，只是在軸的末端帶有潤滑油泵，壓縮機在啟動瞬間，該設備軸承沒有油的注入，潤滑上存在隱患，尤其是頻繁啟動，更加加速軸承的失效。
2.4.4 裝置生產整體負荷較高，達到了120%，加速了軸承的失效。
2.4.5 潤滑油故障。機器位于高寒環境地域，冬季寒冷時節溫度達零下30余度，嚴重影響潤滑油流動性。加之，該機器原裝軸承潤滑噴嘴噴油通徑只有0.06mm，當遭遇極寒冷時段，在潤滑油流動性變差條件下，機器初始啟動的一個時段內，軸承少油甚至失油是大概率事件，軸承受損亦成必然。隨著軸承受損程度積累，機器高速運行，不確定誘因導致瞬間軸承崩潰的幾率大增，亦會出現寒冷季節軸承少油、失油導致的軸承損傷，在非寒冷季節軸承崩潰。一般情況下，寒冷季節因潤滑油流動性變差導致軸承少油、失油致使軸承損傷崩潰，常發生在寒冷季節。
3 缺陷修復
3.1 轉子軸修復，由于轉子軸彎曲，轉子外圓不規則磨損，轉子失去參考中心，且沒有完整的位置可做中心基準。我們采用冷焊工藝，補足轉子軸尺寸，以原始未磨損的部分轉子凹槽最低點為基準點，反復調整同圓周上四（六）個凹槽最低點，使之處在同一圓周上，再用不同位置的凹槽最低點進行校驗，以此反復，直至確保轉子中心找正；固定轉子軸后，在轉子軸兩端車成基準位，以此為基準位，在轉子軸兩端完成打轉子中心孔，然后，車、磨等，恢復轉子軸原始尺寸參數。
3.2 轉子葉外圓、葉面修復，轉子葉外圓修復，采用壓片滾焊修補工藝，根據外圓磨損輪廓，把不同厚度的壓片，剪成與轉子葉外圓磨損部位形狀完全相同的壓片，逐層滾焊，堆出與原始轉子曲面一致的滾焊層，修磨拋光即可；轉子葉面修補，先制作一個與兩轉子中心距完全一致工裝，把磨損轉子固定，以此測量轉子葉面不同部位的磨損量，根據不同部位轉子葉面磨損量，選取0.05~0.20mm不同標準壓片，滾焊至合格尺寸，拋光即可。
3.3 外殼修復，采用冷焊工藝，補焊至設計厚度后，鏜、珩磨之合格。
3.4 機身一體端蓋裂紋修復，采用鉆孔連續鑲螺絲方法修補至合格。
3.5 其他部位修復，均采取冷焊、車、鏜、磨常規方法修復至合格。
4 效果
該機損壞程度，經尋找多個專業廠家試圖修復，均被結論報廢，后經我公司與陜西關中壓縮機制造有限公司工程師劉安才聯合攻關，采用上述方法修復后，該機運行各項參數合格。截止目前，已穩定運行3000余小時，未出現瑕疵。
5 預防措施
為預防類似壓縮機故障的產生，需要加強風機的日常操作維護。
5.1 對設備來講，振動為故障之源，要堅持做好壓縮機振動測量并記錄，觀察趨勢。發現趨勢狀態變差，要及時停車進行維修維護；
5.2 各專業加強巡檢，檢查風機運行情況及各參數，是否有異響；
5.3 嚴格按照廠家要求的油品更換周期4000小時更換新油、油濾，確保潤滑合格。
5.4 確?？諡V等備件合格，并嚴格按照求4000小時更換空濾，若環境較差，應加大清理或更換頻次，保證無異物吸入；
5.5 冬季及時投運隔音罩內暖氣，保證壓縮機本體的啟動溫度15度以上，防止潤滑油低溫流動性變差，導致軸承少油、失油。
5.6 加強與螺桿壓縮機制造商的溝通，就壓縮機在力的計算或軸承選用進行探討。
5.7 在滿足裝置生產的條件下，盡量減少啟動頻次和增加送料摻混時間，以減小壓縮機負荷量。
5.8 定期做好檢修維護和保養。
來源：壓縮機網
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