淺談二氧化碳壓縮機高壓缸徑向軸承軸瓦電蝕現象

張吉衛，賴財滿

（中海石油化學股份有限公司海南基地，海南東方 572600）

淺談二氧化碳壓縮機高壓缸徑向軸承軸瓦電蝕現象

張吉衛，賴財滿

（中海石油化學股份有限公司海南基地，海南東方 572600）

對二氧化碳壓縮機高壓缸徑向軸承軸瓦電蝕情況進行了描述，對電蝕原因進行了分析，并提出了解決問題的對策。

徑向軸承軸瓦；電蝕；接地電刷；接地導線

1 設備簡介

中海石油化學股份有限公司海南基地年產52萬t尿素裝置于1996年9月正式投入生產。二氧化碳壓縮機高壓缸K101HP是其關鍵設備之一，它將再生塔輸出的CO2氣體經壓縮后送往尿素合成塔。該設備由意大利新比隆公司制造，型號2BCL306/A，為二段壓縮，六級葉輪，其中三段為四級葉輪、四段為二級葉輪。缸體為筒式結構。采用可傾瓦徑向軸承及金斯伯雷止推軸承。

2 事故經過

中海石油化學股份有限公司海南基地年產52萬t尿素裝置二氧化碳壓縮機高壓缸自2012年3月年度計劃性大修后；非驅動側機械密封于2013年出現泄漏情況，監控運行一段時間后于8月14日裝置停車搶修更換非驅動側機械密封后消除了泄漏；為了確保設備處于良好的運行狀態，2015年1月的年度計劃性大修決定對高壓缸進行解體大修，檢修人員用抬軸法測得驅動側徑向軸承間隙為0.14mm，已達技術要求（0.095～0.135）mm的上限值，初步判斷認為徑向軸承軸瓦磨損導致間隙偏大，拆卸驅動側徑向軸承后檢查發現3塊軸瓦及轉子徑向軸承處存在很多的黑色麻點，經過分析得出3塊軸瓦及轉子徑向軸承處有輕微電腐蝕。

3 原因分析

3.1 電蝕的危害常常被忽略

大型化工設備在運行過程中，一旦徑向軸承磨損、溫度升高或振動增大，我們往往最先考慮的是：機組對中是否有問題，供油系統是否有問題，或者是軸承質量和安裝是否有問題等，而由于電蝕引起的軸承磨損、溫度升高等危害常常被忽略。

3.2 電蝕的形成

3.2.1 接地電刷磨損嚴重，檢查更換不及時

之前3次二氧化碳壓縮機組計劃性停檢修中，檢查發現接地電刷均發生比較嚴重的磨損，極大地影響了接地電刷消除機組靜電荷的效果。具體見圖1、圖2、圖3：

圖1 2011年大修磨損靜電刷

圖2 2013年大修磨損靜電刷

圖3 2015年大修磨損靜電刷

3.2.2 接地導線斷開或接地開關觸點松動

接地不良在短時間內對機組的運行不會產生明顯的影響，也不容易被發現。但由于氣體流動與缸體和轉子摩擦產生的靜電積累，以至于缸體被磁化而產生的感應電動勢在轉子和缸體上形成電位差。電位差不斷增大就會發生間歇性放電，發出電火花。放電位置是轉子和缸體距離最近點，通常是在軸瓦和軸頸之間。電火花產生放出的熱量集中在放電點上，所以這一點的實際溫度很高，一般在1 000℃以上。而巴士合金的熔點在150℃ 左右，所以在放電點巴士合金被燒化出現麻點，破壞了正常的油膜潤滑，瓦溫升高。不斷的放電使麻點增多，這些麻點通常集中在瓦面某些形成油膜比較薄的區域。而測溫熱電阻一般安裝在瓦塊上巴士合金下2～3mm的位置，所以這時瓦塊溫度就會明顯上漲，而且隨著電蝕的加重，溫度將持續上升。

4 故障處理

4.1 檢查接地電刷

嚴重磨損的接地電刷不能與軸良好地接觸，消除不了靜電，所以必須定期對電刷進行檢查，更換磨損嚴重的接地電刷。2011年大修發現二氧化碳壓縮機組的接地電刷磨損嚴重后，相關技術管理人員增加了檢修人員對二氧化碳壓縮機組接地電刷的檢查頻率，現在基本可以保證一個計劃性大修周期內（2a）檢查4次（半年一檢查、一年一更換），視檢查情況進行處理。

4.2 檢查接地導線

2015年初計劃性大修中，檢修人員發現二氧化碳壓縮機高壓缸驅動側徑向軸承軸瓦及轉子徑向軸承處有輕微電腐蝕后，在拆卸檢查接地電刷的同時，還對接地導線進行了檢查，結果發現接地線靠近接地電刷的位置存在接觸不良情況，隨后將接地導線接觸不良的地方重新進行了處理。

4.3 檢查接地電流（建議）

檢查接地電流的目的是及時發現轉子和缸體之間電位差的增高。如果轉子和缸體之間電位差的很大，電刷很快就會被燒損。轉子和缸體之間發生強烈地放電，軸瓦很快就會被損壞。所以定期檢查接地線路中的電流是非常重要的。檢測方法如圖4所示。

圖4 接地電流檢查裝置示意圖

在機組運行過程中，在電刷引出端B和接地點A之間跨接一個1Ω的非感應電阻。打開接地開關并使用一臺示波器測量出接地開關兩側的電位差ΔU，即可按公式：I=ΔU/R計算出電流，如果電流低于0.5A，并且無事故征兆，表明靜電電流并不大，可以閉合接地開關。如果電流超過0.5A或更大，就必須分析原因，必要時將透平停車檢查，進行消磁。

5 結束語

機組經2015年1月檢修后開車運行至2016年3月，借裝置停車檢修機會，檢修人員對二氧化碳壓縮機高壓缸進行檢查，未發現兩側徑向軸承軸瓦有電蝕情況的發生，說明電蝕的原因分析是正確的，處理方法是行之有效的。

[1] 周忠凱.機泵維修鉗工[M].北京：石油工業出版社，2013.

[2] 任曉善.化工機械維修手冊（上卷）[M].北京：化學工業出版社，2004.

Discussion on Electric Erosion of Radial Bearing Bushings in High Pressure Cylinder of Carbon Dioxide Compressor

Zhang Ji-wei，Lai Cai-man

The corrosion of the bearing of high-pressure cylinder bearing of carbon dioxide compressor is described.The cause of electric erosion is analyzed，and the countermeasures to solve the problem are put forward.

radial bearing bearing；electric erosion；grounding brush；ground wire

TH45

A

1003–6490（2016）09–0060–02

2016–09–01

張吉衛（1987—），男，山東濟南人，助理工程師，主要研究方向為機械工程及其自動化。