壓縮機十字頭故障分析與處理

王有照，陳文忠，劉 形，邵新成

（中國石油獨山子石化煉油廠，新疆 獨山子 833600）

餾分油加氫裂化裝置是中國石油獨山子石化煉油廠重要的裝置之一，它生產的過程是把重質油經過加氫裂化反應，生產出汽油、柴油、輕質油品、潤滑油、航空煤油等產品，同時也為下游裝置提供生產原料。加氫裂化4M50型新氫往復式壓縮機是裝置中重要的設備之一，主要為深加工生產提供反應氫氣。

一、十字頭故障描述

機組氮氣100%負荷試車開始后，數次檢查，顯示壓縮機進、出口壓力和溫度、流量、電機電流、定子溫度、主軸承溫度、填料溫度、潤滑油油溫和油壓、冷卻水壓和水溫、噪聲和振動等數據正常。但在試車12h后，第二列十字頭滑道里有濃重的煙氣產生，局部溫度達130℃左右，遠高于48℃允許運行溫度。在確認其他各列十字頭運行正常后，決定緊急停機，安排拆卸第二列十字頭。

十字頭拆卸后，檢查發現十字頭下瓦面的巴氏合金表面有磨損痕跡，傷點集中在一側，連桿小頭瓦瓦面與十字頭銷釘孔端面狀況良好，無傷痕，活塞桿拆出檢查，亦無明顯傷痕。

二、故障檢查分析

出現故障的原因在十字頭部位，可能由下列因素造成：（1）十字頭巴氏合金表面與滑道接觸不良，造成十字頭局部受力，摩擦嚴重而受損。（2）有雜物或水介質進入潤滑油，造成潤滑不良。（3）十字頭與滑道間隙超標，造成振動過大，十字頭磨損。（4）活塞桿與十字頭聯接處存在應力，十字頭運行時造成接觸面不良。

1.檢查瓦面與滑道接觸面

瓦面有輕微劃痕，打磨處理了劃痕部位，使其與滑道配合，用著色法檢查其接觸面符合70%的安裝要求，排除瓦面與滑道接觸不良的因素。

2.檢查潤滑油

檢查過濾網，發現油質干凈，無雜質，觀察十字頭瓦面，沒有顆粒鑲嵌的現象；對可能進水的油路換熱器重新試壓，未發現有泄漏現象，排除潤滑油的影響因素。

3.檢查十字頭與滑道間隙

十字頭與滑道的允許間隙值為D×0.5/1000±0.130.15(D為十字頭體加工面直徑）。本機故障十字頭體加工面的直徑為540mm，故其與滑道的允許間隙值為0.14～0.42mm。

把十字頭裝入滑道實測其與滑道的間隙值，測量滑道九個點，分布見圖1。九個點的實測間隙值見表1。從表中看出，實測值均符合允許間隙值要求，排除十字頭與滑道間隙值超標的因素。

圖1 十字頭與滑道間隙測點分布圖

表1 十字頭與滑道間隙值 mm

4.檢查十字頭與活塞桿的連接

觀察十字頭體與活塞桿，見圖2。在兩者連接處，有一個φ130mm的圓柱形凹洞，上部開有鍵槽，其作用是：（1）活塞桿伸入，利用圓形墊鐵調整活塞兩端間隙；（2）鍵槽配合鍵使活塞和活塞桿不發生圓周運動。顯然，φ130mm圓柱形凹洞與十字頭的水平中心及活塞桿的中心重合，可以用此圓柱形凹洞作為檢查十字頭與滑道接觸面巴氏合金面的中心體。

圖2 十字頭與活塞桿連接簡圖

如圖3所示，委托制造廠加工一直徑為φ130mm的圓柱體做“假軸”，與圓柱形凹洞配合，加工一個找正支架作為百分表的表桿。十字頭豎放，裝好假軸和表桿，表桿上安裝三塊百分表分別打在十字頭瓦三個部位，每塊表均勻測量巴氏合金瓦的三個點，通過調整滑履與十字頭間的調整墊鐵，可以保證十字頭銷釘中心（即十字頭的水平中心）到兩個合金瓦面的距離相等。每個瓦面按圖1形式選九個點。轉動假軸，測量十字頭瓦面跳動值，發現A、D、G三點跳動值比其余六點大0.13～0.16mm，A、D、G三點位置基本上就是十字頭摩擦受損的位置，且受損面一個十字頭下接觸面跳動值與上接觸面誤差在0.15mm左右，由此判斷，故障原因是十字頭滑履瓦面與十字頭水平中心以及活塞桿的中心偏離，造成十字頭運行時與滑道間產生應力摩擦而生熱。

圖3 自制十字頭檢測工具簡圖

三、故障處理

綜上所述，造成十字頭故障的原因是滑履瓦面與十字頭及活塞桿的中心偏差，因十字頭與滑道上間隙合格，所測誤差不大，且經檢查確認十字頭的受傷瓦面沒有裂紋、剝離、起鼓現象，判斷此瓦面及滑道經細致的研磨刮削處理后可繼續使用。利用圖3所示假軸，處理下滑道面A、D、G點，以及滑履瓦面B、E、H、C、F、I等處，用著色法檢查保證滑履瓦面與滑道接觸面積70%以上，按圖3所示方法檢查，九點偏差調整至0.05mm之內。因刮削量較大，十字頭裝入滑道后，測量其與滑道的上間隙達到了0.50mm，超過允許間隙0.14～0.42mm的范圍，在十字頭的上、下滑履調整墊鐵兩處各增加0.10mm厚的墊鐵，使滑履瓦面與滑道上間隙在0.30mm左右，十字頭處理、安裝合格。

四、結論

通過處理，再次試車，故障消失，滑道溫度穩定在48℃左右，振動值也比上次試車減小，機組順利通過了72h氮氣100%負荷試車。證明本處理方法正確、有效，保證了十字頭瓦面與滑道以及活塞桿中心線的同軸度、平行度，保證了十字頭運行時無應力影響，確保了機組正常運行。