50m3發(fā)酵罐的維修及改造技術(shù)

謝業(yè)東，農(nóng) 琪

（廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧530001）

50m3發(fā)酵罐的維修及改造技術(shù)

謝業(yè)東，農(nóng) 琪

（廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧530001）

介紹50m3發(fā)酵罐主體結(jié)構(gòu)維修方法，并進(jìn)行夾殼聯(lián)軸器技術(shù)改造，方便機(jī)械密封的檢修，提高維修的效率。

維修；改造；發(fā)酵罐；夾殼聯(lián)軸器

發(fā)酵罐是生物、化工、醫(yī)藥、食品等生產(chǎn)企業(yè)的重要設(shè)備。由于制造、安裝、使用、介質(zhì)腐蝕以及周?chē)h(huán)境等因素的影響，發(fā)酵罐使用到一定年限后，罐體的主體結(jié)構(gòu)及重要零部件都需要進(jìn)行不同程度的修理和維護(hù)，以保持設(shè)備良好的運(yùn)行狀態(tài)。本文以50m3發(fā)酵罐的維修及改造為例進(jìn)行說(shuō)明。

1 發(fā)酵罐修理前的準(zhǔn)備工作［1］

（1）切斷設(shè)備電源（拔掉電源熔斷器），并經(jīng)兩次啟動(dòng)復(fù)查無(wú)誤后，在電源開(kāi)關(guān)處掛上禁止啟動(dòng)牌或上安全鎖卡。

（2）清空發(fā)酵罐，清洗置換后，保持通風(fēng)狀態(tài)，并辦理《設(shè)備內(nèi)安全作業(yè)證》和《高處安全作業(yè)證》（50m3發(fā)酵罐內(nèi)作業(yè)屬高處作業(yè)），檢修人員即可進(jìn)入罐內(nèi)檢查與維修。

（3）設(shè)備內(nèi)作業(yè)必須設(shè)作業(yè)監(jiān)護(hù)人，監(jiān)護(hù)人應(yīng)由有經(jīng)驗(yàn)的人員擔(dān)任，監(jiān)護(hù)人必須認(rèn)真負(fù)責(zé)，堅(jiān)守崗位，并與作業(yè)人員保持有效的聯(lián)絡(luò)。

（4）設(shè)備內(nèi)應(yīng)有足夠的照明，照明電源必須是安全電壓，燈具必須符合防潮、防爆等安全要求。

（5）在罐內(nèi)維修工作面架設(shè)工作臺(tái)，可在罐內(nèi)壁上用角鋼焊接水平骨架，然后在水平骨架上鋪設(shè)踏腳板，修理工作結(jié)束后及時(shí)拆除。

（6）在發(fā)酵罐上橢圓形封頭頂部的3個(gè)對(duì)稱(chēng)吊環(huán)懸掛3臺(tái)1t手動(dòng)葫蘆，方便吊裝。

2 發(fā)酵罐的檢查與修理

2．1 發(fā)酵罐不銹鋼襯里的檢查與修理

不銹鋼襯里穿孔滲漏及裂紋會(huì)造成發(fā)酵液染菌，嚴(yán)重影響發(fā)酵生產(chǎn)正常進(jìn)行。

不銹鋼襯里常見(jiàn)的故障有：局部腐蝕穿孔滲漏，裂紋，鼓包及突起等變形。

（1）不銹鋼襯里穿孔滲漏及裂紋的檢查與修理

不銹鋼襯里由于焊接缺陷等原因，經(jīng)常在焊縫處發(fā)生穿孔、裂紋。罐體內(nèi)壁清洗干凈后，會(huì)有比較明顯的褐色發(fā)酵液滲出，也可采用無(wú)損檢測(cè)的滲透劑做進(jìn)一步檢查確定穿孔及裂紋的確切位置和范圍。

對(duì)于內(nèi)壁出現(xiàn)的腐蝕、機(jī)械性穿孔、裂紋、砂眼等，可以直接補(bǔ)焊修復(fù)。

（2）不銹鋼襯里鼓包及突起等變形的檢查及修理

不銹鋼襯里鼓包及突起等變形故障還是比較容易發(fā)現(xiàn)的，檢修人員用安全電壓照明燈進(jìn)行檢查即可。對(duì)于面積較小的鼓包，可用規(guī)格適當(dāng)?shù)氖皱N敲擊復(fù)原。對(duì)于面積較大的突起變形，手錘敲擊復(fù)原困難的，可將突起變形處鋼板割去，更換新板，注意不銹鋼襯里應(yīng)按原樣每隔一定距離鉆直徑3 mm的小孔，以方便不銹鋼襯里與儲(chǔ)罐主體鋼板點(diǎn)焊。焊接完成后，應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行滲透試驗(yàn)檢查。

2．2 帶輪傳動(dòng)裝置的檢查與修理

（1）帶輪傳動(dòng)裝置的檢查

皮帶張緊力的大小直接影響到皮帶傳動(dòng)的效率和使用壽命。張緊力過(guò)小時(shí)，皮帶傳動(dòng)過(guò)程中，由于缺少摩擦力，容易在帶輪上打滑，使得皮帶的磨損加快，傳動(dòng)效率大大降低；張緊力過(guò)大時(shí)，皮帶受拉伸而降低使用壽命，軸件也容易產(chǎn)生彎曲變形，軸承受力過(guò)大而過(guò)早損壞。

檢查皮帶張緊力時(shí)，可在皮帶與兩帶輪切點(diǎn)距離的中點(diǎn)處，施加一個(gè)垂直于皮帶方向的載荷（可用彈簧稱(chēng)），根據(jù)皮帶撓度的大小，來(lái)判斷和檢查皮帶張緊力的大小。

在皮帶傳動(dòng)中，規(guī)定皮帶在測(cè)量載荷的作用下，皮帶在兩帶輪切點(diǎn)距離L中，每100 mm長(zhǎng)度上，其中點(diǎn)產(chǎn)生1．6 mm撓度的張緊力最為適宜，撓度計(jì)算公式為Y＝（1．6／100）L。

檢查皮帶張緊力時(shí)，所加的測(cè)量載荷的大小，與V形帶的型號(hào)有關(guān)，其經(jīng)驗(yàn)數(shù)值見(jiàn)表1［2］。

表1 V型帶傳動(dòng)具有適當(dāng)張緊力時(shí)所需測(cè)量載荷

（2）帶輪傳動(dòng)裝置的檢查與修理

帶輪傳動(dòng)裝置的修理一般是更換皮帶，更換皮帶時(shí)，應(yīng)注意：

①新V帶應(yīng)與原帶型號(hào)、周長(zhǎng)相同；

②新舊不同的V帶不能混用，應(yīng)更換同組所有V帶，以保證每根皮帶的張緊力相等；

③裝拆時(shí)不能硬撬皮帶，應(yīng)先縮小中心距，套上帶后再增大中心距，將帶張緊到合適程度，并檢查皮帶張緊力是否符合規(guī)范。

2．3 發(fā)酵罐軸承的更換

發(fā)酵罐的軸承主要有：傳動(dòng)軸的向心球軸承和向心推力圓錐滾子軸承各1個(gè)；攪拌軸的2個(gè)中間軸承和1個(gè)底軸承。

（1）傳動(dòng)軸的向心球軸承和向心推力圓錐滾子軸承

更換傳動(dòng)軸的軸承時(shí)，應(yīng)先利用發(fā)酵罐上橢圓形封頭頂部對(duì)稱(chēng)布置的3臺(tái)1t手動(dòng)葫蘆，通過(guò)鋼絲繩懸掛支承在第一層渦輪攪拌槳上，以支承整個(gè)攪拌軸及其附件的重量，即可拆除傳動(dòng)軸下端的夾殼聯(lián)軸器。然后按順序起吊帶傳動(dòng)保護(hù)罩，拆卸皮帶、起吊從動(dòng)帶輪，拆卸軸承蓋、起吊傳動(dòng)軸，即可更換向心球軸承和向心推力圓錐滾子軸承。

（2）攪拌軸的中間軸承和底軸承

主要是檢查聚四氟乙烯軸瓦和鑄鐵軸套的磨損情況。磨損過(guò)大應(yīng)更換備品配件。

2．4 發(fā)酵罐機(jī)械密封的檢查與修理

機(jī)械密封拆卸時(shí)，須拆卸機(jī)械密封上部的夾殼聯(lián)軸器。方法及步驟可參考2．3發(fā)酵罐軸承的檢查與修理（1）。

（1）動(dòng)環(huán)和靜環(huán)摩擦面的檢查與修理

機(jī)械密封拆卸后，應(yīng)檢查動(dòng)環(huán)及靜環(huán)摩擦面的磨損情況，可用90°角尺測(cè)量摩擦面對(duì)中心線的垂直度偏差，檢查兩摩擦面有無(wú)劃痕、裂紋、凹陷缺陷。

如果兩者的摩擦面磨損嚴(yán)重或出現(xiàn)裂紋等缺陷時(shí)，應(yīng)更換新的備品配件。如果摩擦面上出現(xiàn)較淺的劃痕，應(yīng)用磨床進(jìn)行磨削，然后在平板上進(jìn)行研磨和拋光。研磨時(shí)，先粗磨，再精磨。摩擦面表面粗糙度Ra不大于0．2～0．4 μm， 摩擦面平面度偏差不大于1μm。研磨質(zhì)量檢驗(yàn)方法：使動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的摩擦面貼合在一起，兩者之間只能產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，而不能用手掰開(kāi)，則研磨質(zhì)量合格。

（2）彈簧的檢查與更換

機(jī)械密封是借助彈簧的彈力使動(dòng)環(huán)和靜環(huán)產(chǎn)生貼緊力來(lái)實(shí)現(xiàn)密封的。由于介質(zhì)的腐蝕，彈簧會(huì)逐漸失去了原有的彈性，甚至斷裂，從而影響機(jī)械密封的密封性能。因此，主要檢查彈簧是否斷裂、腐蝕。對(duì)于失去彈性的彈簧，應(yīng)更換規(guī)格相同的新彈簧。

2．5 發(fā)酵罐冷卻加熱管組的修理

發(fā)酵罐冷卻加熱管組的用途是在發(fā)酵過(guò)程的不同階段，用冷卻水維持一定范圍的發(fā)酵溫度，發(fā)酵結(jié)束時(shí)，用過(guò)熱水蒸汽加熱發(fā)酵液，再用冷卻水冷卻后，發(fā)酵液即可壓送到提取工段。

發(fā)酵罐冷卻管組的故障主要是冷卻加熱管組內(nèi)壁積垢過(guò)厚，影響管組的冷卻或加熱的傳熱效率。

可利用化學(xué)除垢法除去管組內(nèi)壁的積垢，化學(xué)溶液可用濃度為5%～10%的鹽酸溶液，為了防止溶液對(duì)設(shè)備的腐蝕作用，可在溶液中加入少量的緩蝕劑（小于1%）就可以顯著降低溶液的腐蝕性，緩蝕劑形成了選擇性腐蝕的條件，這時(shí)水垢被破壞和溶解，但不會(huì)腐蝕金屬。緩蝕劑可用有機(jī)緩蝕劑，如磺化膠、淀粉及動(dòng)物膠等。

管組可用離心泵循環(huán)流動(dòng)清洗，清洗過(guò)程中，定期檢查化學(xué)溶液的濃度并補(bǔ)充新鮮溶液，在除垢過(guò)程結(jié)束時(shí)，溶液的濃度應(yīng)不低于原有濃度的1／2～1／3，再用足夠的蒸汽和水進(jìn)行洗滌。

3 夾殼聯(lián)軸器的改造

3．1 原夾殼聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)

在檢修發(fā)酵罐的機(jī)械密封，特別是機(jī)械密封易損件（動(dòng)環(huán)、靜環(huán)）需要更換時(shí)，除了須拆卸傳動(dòng)軸上的夾殼聯(lián)軸器外，還要起吊大皮帶輪聯(lián)接的傳動(dòng)軸，才能拆除并更換機(jī)械密封易損件。這樣，既費(fèi)工費(fèi)時(shí)，也容易損壞軸上其他零件。因此，有必要對(duì)夾殼聯(lián)軸器改造，便于機(jī)械密封維修，提高工作效率。

3．2 夾殼聯(lián)軸器的改造

為了在不拆卸傳動(dòng)軸的情況下，也能進(jìn)行機(jī)械密封的檢修，原夾殼聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)改造作如下考慮（見(jiàn)圖1）。

圖1 夾殼聯(lián)軸器改造設(shè)計(jì)

（1）假設(shè)動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的最大高度為h。聯(lián)軸器經(jīng)改造設(shè)計(jì)強(qiáng)度校核后，先對(duì)原夾殼聯(lián)軸器夾持的一對(duì)軸進(jìn)行改造，結(jié)構(gòu)型式不變，軸徑不變，對(duì)軸的夾持部分進(jìn)行車(chē)削，各縮短h／2＋5 mm，預(yù)留出足夠的空間，以便取出動(dòng)環(huán)及靜環(huán)。軸鍵槽先進(jìn)行部分堆焊，以便加工出環(huán)槽，鍵槽待最后再重新加工。

（2）夾殼、半環(huán)及軸端的改造如圖1所示。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）發(fā)酵罐不銹鋼襯里的穿孔和裂紋，應(yīng)在單罐發(fā)酵液發(fā)生染菌時(shí)，引起重視。在對(duì)染菌的發(fā)酵罐清洗后，用照明燈仔細(xì)檢查襯里有無(wú)穿孔和裂紋，以防止再次造成發(fā)酵液染菌。

（2）發(fā)酵罐冷卻加熱管組應(yīng)定期用化學(xué)溶液清洗管內(nèi)積垢，提高管組的冷卻或加熱的傳熱效率。

（3）夾殼聯(lián)軸器的技術(shù)改造，除半環(huán)須重新加工新結(jié)構(gòu)尺寸的半環(huán)外，基本是利用原夾殼聯(lián)軸器及原夾持軸的零件材料進(jìn)行改造，改造成本低，檢修效率顯著提高。

［1］ 張麥．化工機(jī)械安裝修理［M］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007．

［2］ 趙振山．化工機(jī)械維修［M］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999．

Repair and Remake Technology on 50m3Fermentation Tank

XIE Ye-dong，NONG Qi
（Guangxi Industrial Vocational Technical College，Nanning 530001，China）

TS 920．5

B

1671-9905（2011）06-0064-03

謝業(yè)東（1966-），男，廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，研究方向：化工機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，通訊地址：廣西南寧市秀靈路37號(hào) 廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，郵編：530001，電話：13978697139，電子信箱：xyd97139＠126．com

農(nóng)琪（1969-），女，廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院高工，研究方向：化工機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，通訊地址：廣西南寧市秀靈路37號(hào)廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，郵編：530001， 電話：13607873980， 電子信箱：nq07873980＠126．com

2011-02-17