反應(yīng)釜槳葉輪轂拆裝方式優(yōu)化改進(jìn)

范紅博 張耀武 王曉波 尹財(cái)貴

摘 ?要：催化劑三套微球裝置反應(yīng)釜始建于2008年7月，其安裝的設(shè)備為北京邁士華混合設(shè)備有限公司產(chǎn)品，攪拌系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用比較牢靠的一級(jí)級(jí)穿入后用頂絲緊固的方式。隨著裝置產(chǎn)能的提高、產(chǎn)品的優(yōu)化升級(jí)，酸性物質(zhì)量增加，攪拌系統(tǒng)在腐蝕和磨損的雙重作用下，造成設(shè)備故障頻發(fā)，檢修用時(shí)過(guò)長(zhǎng)，影響裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行。因此，需要對(duì)槳葉輪轂拆裝方式進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，以滿(mǎn)足微球裝置生產(chǎn)的需求。

關(guān)鍵詞：輪轂;拆裝;優(yōu)化

1 設(shè)備概況

2008年7月，三套微球裝置開(kāi)工投產(chǎn)，反應(yīng)釜3201/1-6是裝置關(guān)鍵設(shè)備，設(shè)備型號(hào)為MSG-TG/S/132/101.3/C1U1， 制造廠(chǎng)家：北京邁士華混合設(shè)備有限公司。設(shè)備由電機(jī)、減速機(jī)、容器、軸、槳葉、軸承等部分組成，該設(shè)備規(guī)格：Φ2800×4360/773;罐內(nèi)擋板為4塊均部，尺寸為：3200×200;容器和攪拌軸材質(zhì)均為1Cr18Ni9Ti，攪拌軸：Φ95 mm。主軸由5700mm的長(zhǎng)軸和底部的短軸組成。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

攪拌器正常工作時(shí)，收入硫酸鋁溶膠、分子篩干基、高嶺土、鹽酸、水等。混合后介質(zhì)為固液混合狀態(tài)，表現(xiàn)為酸性（PH值2～4），且粘度較大（50pa·s～100pa·s），屬于高粘度流體，固含量較高（28～32%）。為了使介質(zhì)充分混合反應(yīng)，攪拌器電機(jī)功率132KW，設(shè)備屬于大功率低轉(zhuǎn)速攪拌器，適合于粘度高的環(huán)境。

2.設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀

這六臺(tái)反應(yīng)釜近三年來(lái)故障頻發(fā)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每年就輪轂發(fā)生故障多達(dá)7次之多，主要表現(xiàn)為槳葉齊根斷裂，輪轂受介質(zhì)腐蝕損壞，與軸配合間隙變大造成滾鍵及頂絲松動(dòng)塌落等現(xiàn)象。而每次檢修更換槳葉輪轂配件需要至少四人通力配合，耗時(shí)長(zhǎng)達(dá)7天，才能檢修完畢投入使用，在這高產(chǎn)的年代，難以滿(mǎn)足生產(chǎn)長(zhǎng)周期高效率運(yùn)轉(zhuǎn)要求。并且拆檢比較費(fèi)力和耗時(shí)，同時(shí)也存在一定吊裝、人為等的不安全因素。

3.輪轂故障原因分析

起初受設(shè)計(jì)理念限制，從穩(wěn)固和大容量攪拌角度出發(fā)，采用槳葉與輪轂一體式，且輪轂與軸采用套接方式連接，最后依靠頂絲固定。這種固定方式比較簡(jiǎn)單，受振動(dòng)和溫度影響大，而該設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，軸的振動(dòng)一般比較大，容易造成頂絲松動(dòng)，輪轂發(fā)生向下脫落，產(chǎn)生不平衡力，造成槳葉彎折或輪轂?zāi)p等設(shè)備故障。

從外觀檢查發(fā)現(xiàn)，該槳葉從輪轂斷裂均出現(xiàn)在根部，即槳葉與輪轂焊縫處。槳葉與輪轂焊接成一條弧形焊縫，該弧形焊縫受焊接應(yīng)力和焊接缺陷，中段先出現(xiàn)穿透性裂紋，慢慢向兩端延伸，然后在彎曲應(yīng)力達(dá)到一定值后折斷，裂紋與槳葉上表面基本垂直。通常該槳葉材質(zhì)為304不銹鋼，而該攪拌介質(zhì)為細(xì)粉漿液，里面含有一定濃度的Cl- ，其PH值2-4，查閱文件可知其在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中扭矩的作用對(duì)不銹鋼尤其是不銹鋼焊縫容易造成應(yīng)力腐蝕和晶間腐蝕。因其腐蝕造成輪轂材質(zhì)性能減弱，難以在其基礎(chǔ)上進(jìn)行重新補(bǔ)焊，同時(shí)也難以保證槳葉角度，更難保證強(qiáng)度，所以需要拆除更換。

綜上所述，輪轂的安裝方式和酸性腐蝕介質(zhì)的存在是輪轂故障的最根本原因，因此我們需從改變安裝方式和適應(yīng)腐蝕介質(zhì)的材質(zhì)兩方面解決問(wèn)題。

4.改進(jìn)措施

4.1頂絲改造

將平頭頂絲改為尖頭頂絲，并在鍵上加工出10mm深定位沉孔，頂絲位置承垂直鍵兩端分布，尖頭頂絲注重于定位性，承受扭矩時(shí)以頂端剪切形式為主，具有一定的抗振能力。

4.2 輪轂與槳葉改造

針對(duì)輪轂與槳葉一體一旦槳葉斷裂就要更換輪轂問(wèn)題，我們重新設(shè)計(jì)輪轂圖紙如圖2所示，按設(shè)計(jì)圖紙重新加工輪轂，槳葉與輪轂用螺栓連接，槳葉出現(xiàn)斷裂，只需焊接或更換槳葉。

4.3 材質(zhì)更換

將原來(lái)輪轂的304不銹鋼更換為316耐腐蝕性更強(qiáng)的不銹鋼。

5.新三瓣輪轂的使用效果及節(jié)能降耗

5.1新攪拌輪轂的使用效果

（1）新三瓣輪轂裝配比較簡(jiǎn)單，主要通過(guò)螺栓的緊固，使得外傾23.5度的15mm厚的支撐板向內(nèi)收縮，緊抱大軸，配合平鍵及嵌入式頂絲達(dá)到穩(wěn)固效果。在運(yùn)行過(guò)程中，效果良好，沒(méi)有出現(xiàn)松弛、掉落、滾鍵等現(xiàn)象。針對(duì)新舊輪轂運(yùn)行周期故障頻次統(tǒng)計(jì)對(duì)比如下表1.表2。

由上表統(tǒng)計(jì)觀察可知，原輪轂故障較多，處理需要拆掉電機(jī)、減速機(jī)、罐頂軸承等，檢修比較繁瑣，拆裝造成軸承等配件損壞，檢修費(fèi)用居高不下，另外，檢修用時(shí)比較長(zhǎng)，不能滿(mǎn)足裝置生產(chǎn)要求。經(jīng)改造后，新三瓣輪轂拆裝簡(jiǎn)便，配件都為成型標(biāo)準(zhǔn)件，更換起來(lái)方便快捷，檢修用時(shí)少，安全可靠。

6.結(jié)論

1）.新輪轂自投用以來(lái)運(yùn)行狀態(tài)一直平穩(wěn)，攪拌器采用輪轂與槳葉分離是合理的，提高了攪拌效率，降低故障頻次，減少配件頻繁拆裝，節(jié)省了配件費(fèi)用和勞動(dòng)力，同時(shí)檢修效率大大提高，滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。

2）.通過(guò)改進(jìn)輪轂裝配方式，減少罐頂軸承的損壞，延長(zhǎng)了了軸承使用壽命，降低了年度軸承損耗費(fèi)用，達(dá)到公司配件費(fèi)用目標(biāo)。

3）.降低了檢修頻率，減少了清罐、沖洗罐產(chǎn)生的污水對(duì)環(huán)境帶來(lái)的污染，適應(yīng)新環(huán)保要求，同時(shí)降低了進(jìn)罐檢修帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

4）.通過(guò)以上攪拌系統(tǒng)的改進(jìn)，從投用新攪拌到現(xiàn)在，設(shè)備完好率達(dá)到98%，設(shè)備運(yùn)行未出現(xiàn)設(shè)備故障，無(wú)因設(shè)備問(wèn)題造成的生產(chǎn)停頓或非計(jì)劃停工，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)。

本次攪拌系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)在三套微球裝置取得了良好的效果，為裝置安全、平穩(wěn)、長(zhǎng)周期運(yùn)行打下了基礎(chǔ)，目前催化劑廠(chǎng)微球車(chē)間都有類(lèi)似的舊攪拌系統(tǒng)，本次改進(jìn)也可以推廣到其他微球車(chē)間，為催化劑廠(chǎng)“節(jié)能降耗，挖潛增效”做出貢獻(xiàn)。

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