往復式壓縮機曲軸的修復方法

王興海

（神華烏海能源公司西來峰甲醇廠，內蒙古烏海016000）

往復式壓縮機曲軸的修復方法

王興海

（神華烏海能源公司西來峰甲醇廠，內蒙古烏海016000）

往復式壓縮機在運行過程中曲軸的失效形式，闡述曲軸軸頸損傷后的修復方法及避免軸頸損傷的方法。

往復式壓縮機；曲軸修復；磨損

0 前言

曲軸是往復式壓縮機傳遞運動的最主要部件，電機拖動曲軸旋轉，通過連桿、十字頭，使活塞在氣缸內做直線往復運動。壓縮機在正常運行過程中，由于曲軸的曲拐軸頸與連桿大頭瓦配合形成的磨擦副做360°回轉運動，無法對該部位溫度進行有效的時時在線監控?，F有的監控手段主要以日常油品雜質檢驗分析和定期檢修兩種形式為主進行確認。實際情況是，一旦人為發現操作異常，該部位曲軸軸頸一般都已出現不同程度損傷，需停機進行修復。

1 往復式壓縮機曲軸修復的基本途徑

1.1 軸頸磨損修復

往復式壓縮機曲軸主軸頸及連桿軸頸因高溫磨損失去圓度和圓柱度是曲軸損傷的主要形式。對連桿軸頸沒有超過極限尺寸的磨損曲軸，一般可在極限尺寸允許的偏差范圍內按進行磨削，同時裝配新的軸瓦。如磨損量超過極限尺寸則應采用電鍍、堆焊、噴涂等工藝恢復到標準尺寸。曲軸軸頸磨損嚴重時還可以采用焊貼切分軸套的方法進行修復，如圖1所示。先把已加工好的軸套切分開，然后焊貼到曲軸磨損的軸頸上，并將2個半套也焊在一起，再用曲軸磨床等通用的方法加工到公稱尺寸。

不同直徑的曲軸和不同的磨損量，所采用的切分軸套的壁厚也不一樣。曲軸的損傷軸頸為Φ50～100mm，切分軸套的厚度可取4～6 mm；軸頸為Φ100～150 mm，切分軸套的厚度為6～8 mm；軸頸為Φ150～200 mm，切分軸套的厚度為8～12 mm。切分軸套在曲軸上焊接時，應先將半套鉚焊在曲軸上，然后再焊接其切口，軸套的切口可開V形坡口。為防止曲軸在焊接過程中產生變形或過熱，應用小的焊接電流，分段焊接切口、多層焊、對稱焊。焊后需將焊縫退火，消除應力，再進行機械加工。

1.2 曲軸裂紋修復

由于應力集中原因，曲軸裂紋易產生在主軸頸或連桿軸頸與曲柄臂相連的過渡圓角處和軸頸的油孔邊緣，若發現連桿軸頸上有較細的裂紋時，經修磨后裂紋能消除，則可繼續使用。若發現有橫向裂紋時，通常不進行修復，須予以更換。神華烏海能源公司西來峰甲醇廠現有4臺6M50-640/23-BX型往復式焦爐氣壓縮機4臺。4臺壓縮機投產不久后，其中1臺在使用過程中出現大頭瓦巴氏合金脫落，導致曲軸的4級曲拐軸頸磨損和表面產生疲勞裂紋現象，且損傷面積較大。曲軸主要參數：壓縮機曲軸材料34CrNiMo，曲軸總長5420 mm，主軸頸尺寸300 mm，曲拐軸頸尺寸300 mm，回轉直徑710 mm，總重5560 kg，配套壓縮機型號6M50-640/23-BX。

事故發生后，廠里及時組織力量進行檢修，通過打磨拋光等表面處理后進行滲透探傷發現表面有很多細微裂紋，測量圓柱度偏差超標較嚴重（最大單邊＞1 mm）。因曲軸為合金鋼鍛造件，加工制造工藝比較復雜，價格昂貴。為節省開支，甲醇廠與生產廠家針對該機曲軸的修復工作進行了深入交流、合作，并最終確定了修復方案。即返廠后用曲軸磨將損壞的曲拐軸頸磨圓后進行無損探傷，確定沒有裂紋后進行表面噴涂，該廠加工工藝中規定噴涂厚度不允許＞2 mm，此工藝適用于該曲軸的修復。噴涂后再用曲拐磨床將曲拐軸頸加工到公稱尺寸，進行探傷確定沒有缺陷后，修復完成。曲軸成功修復后，設備至今仍穩定運行。

圖1 曲軸軸徑修復圖

1.3 鍵槽修復

當鍵槽只有小凹痕、毛刺和輕微磨損時，可用細銼、油石或刮刀等進行修整。若鍵槽損壞程度較大時，可擴大鍵槽或重新開槽，并配大尺寸的鍵或階梯鍵。也可在原槽位置上旋轉90°或180°重新按標準開槽，為確保強度和使用安全，開槽前需先把舊鍵槽用氣焊或電焊填滿。

1.4 曲軸的彎曲矯正

小型往復式壓縮機曲軸彎曲可將彎曲變形的曲軸置于壓床上用V形鐵支撐兩端主軸頸，并在曲軸彎曲的反方向對其施壓，產生彎曲變形。若曲軸彎曲程度較大，為防止折斷，校正可分幾次進行。經過冷壓校正的曲軸，因彈性后效作用還會使其重新彎曲，最好進行自然時效處理或人工時效處理，消除冷壓產生的內應力，防止出現新的彎曲變形。

2 避免壓縮機曲軸損傷的方法

2.1 保證機組良好的潤滑條件

大型機組的潤滑油品管理對保證機組正常運行至關重要，據分析統計，國內工業生產造成動設備損壞的主要原因中，因為設備潤滑管理不到位造成設備損壞的占比在80%左右。針對這一情況，生產單位普遍通過制定油品“五定”標準來規范對設備潤滑的管理工作，即“定人、定質、定量、定點、定時”。另外，要對油品指標定期進行化驗分析，分析項目主要包括水分、黏度、酸值、閃點、抗乳化性及機械雜質等，運行機組的油品分析頻次一般要求每月1次，庫存油品要求在使用前對指標進行化驗分析，根據化驗分析指標的具體情況，對油品進行更換、過濾或部分補充調整，最終達到保證油品指標合格的目的。

2.2 確保壓縮機運行工況正常

壓縮機在額定工況允許范圍內運行時，其軸瓦工作溫度均控制在正常工作范圍以內，在這個溫度下潤滑油的各項理化指標比較穩定，既保證了流動性，又保證其黏度，在運動機構的摩擦副表面形成合格的潤滑油膜，確保良好的潤滑條件。如果壓縮機在超溫、超壓或其他異常情況下運行，會使運動部件溫度上升，潤滑油的溫度也隨之上升而黏度下降，導致潤滑油膜被破壞或達不到要求，造成曲軸、軸瓦磨損加劇。因此，壓縮機一旦出現超溫、超壓或工況異常的現象，應及時檢查處理，避免損壞設備或造成更大的安全事故。

3 結束語

加強壓縮機檢修人員和操作人員的專業技術培訓，提高其專業知識和操作技能，建立大型機組特護管理規定，并嚴格執行機組的檢修、操作和維護保養三大規程，是延長機組使用壽命，確保機組安全平穩運行的關鍵。

〔編輯 凌瑞〕

TH45

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.02.20