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大型螺杆转子突然抱死怎么办？

故障概述

GML95型双螺杆压缩机是30万吨/年聚烯烃装置的常用机型。K-8200风机，型号GML95，每天不定时启动，主要用于B线掺混，每次运行4-5小时，每天运行2-3次，故障发生前累计运行7900小时。输送能力为4722Nm3/h，转速为7351rpm,轴功率243kW，入口流量6529m3/h。

故障发生后，调阅当天的风机运行的电流，运行曲线如下：

05：48 启动风机，进行掺混倒仓操作。

10：36 掺混倒仓完成，风机空载运行。

12：05 进行掺混倒仓操作。

16：22 风机出口电流高报跳车。内操发现掺混风机电流突然上涨至高报，风机停机。班组随即通知装置管理人员，同时，将设备断电。装置管理人员按照检查程序脱开联轴器，进行设备盘车，无法盘动，初步判断为轴承或转子损坏，迅速联系维保人员拆检。

通过拆检，解体检查发现：

1.1驱动轴及轴承未见明显异常；

1.2轴承箱齿轮未见明显损伤；

1.3阴阳转子啮合密封线部位有磨损（见标注1）；阳转子非驱动端端面磨损严重（见标注2）；靠近转子两侧端部的阴阳转子密封线配合型线磨损严重（见标注3）

1.4 机壳（阳转子非驱端处）出现三处裂纹

1.5 阳转子非驱动端调心滚子轴承（起轴向定位作用）外圈与定位盘磨损（见标注5）轴承外圈安装定位环上的销钉已变形（见标注6）

1.6 阳转子驱动端径向轴承保持架损坏，轴承滚柱变形、磨损并混乱排列。

1.7 转子轴装密封处出现约1/6周长的烧痕，

1.8 转子端面有约2/3圆周与壳体端发生磨损。

1.9 主转子轴弯曲偏离中心2.7mm；副转子轴弯曲偏离中心2.0mm。

2.0 主、副转子外圆均直径磨小约2.9mm。

2故障原因分析

综合拆检情况，对故障可能产生的原因进行分析如下：

2.1 结合润滑油油质分析结果为合格，油品更换周期4000小时未到，油压3.2bar在要求范围内（1.8-5.5bar），且油压设有联锁停机，初步判断润滑情况良好；排除润滑不良引起的轴承损坏造成的抱轴。

2.2 根据巡检记录，风机入口压力-30kPa，大于厂家要求的-45kPa值，且现场检查入口滤网，未发现有破损情况，各项参数均显示正常，现场巡检时，未发生异响，排除压缩机内进入异物导致转子抱死。

2.3 根据风机的拆检情况：整体来看，阴阳转子俩端面处磨损严重，中心处磨损较轻；阳转子驱动端径向轴承保持架损坏，轴承滚柱变形、磨损并混乱排列；非驱动端轴承保持相对完好，内侧止推轴承与定位盘有受力磨损痕迹，轴承外圈安装定位环上的销钉已变形；转子端面有约2/3圆周与壳体端发生磨损；转子轴装密封处出现约1/6周长的烧痕；说明转子在高速运转过程中不是整体的轴向串动，而是转子啮合过程发生倾斜，转子径向方向发生位移变形。

2.3 从运行分析来看。由于压缩机运转中出口温度高，压力大，再加上转子转速高达7351rpm,对阴阳转子顶间隙，端面间隙，相互啮合间隙要求极高。转子在运转中，由于转子变形，发生转子啮合摩擦和端面与壳体端面瞬间摩擦，造成局部温度瞬间升高，使得阴阳转子啮合间隙和端面间隙更加变小，瞬间抱轴。

综上，联系到驱动端径向轴承保持架损坏，轴承滚柱变形、磨损并混乱排列，推断驱动端径向轴承在运行过程中失效是造成设备故障的主要原因。

2.4 驱动端径向轴承运行中的失效原因

考虑到类似的设备故障、故障部位以及使用的环境，失效的原因主要有以下几个方面：

2.4.1 阳转子驱动端轴承可能存在缺陷。

2.4.2 螺杆压缩机在力的计算或轴承选用上可能失当。

2.4.3 该螺杆压缩机没有外置润滑油泵，只是在轴的末端带有润滑油泵，压缩机在启动瞬间，该设备轴承没有油的注入，润滑上存在隐患，尤其是频繁启动，更加加速轴承的失效。

2.4.4 装置生产整体负荷较高，达到了120%，加速了轴承的失效。

2.4.5 润滑油故障。机器位于高寒环境地域，冬季寒冷时节温度达零下30余度，严重影响润滑油流动性。加之，该机器原装轴承润滑喷嘴喷油通径只有0.06mm，当遭遇极寒冷时段，在润滑油流动性变差条件下，机器初始启动的一个时段内，轴承少油甚至失油是，轴承受损亦成必然。随着轴承受损程度积累，机器高速运行，不确定诱因导致瞬间轴承崩溃的几率大增，亦会出现寒冷季节轴承少油、失油导致的轴承损伤，在非寒冷季节轴承崩溃。一般情况下，寒冷季节因润滑油流动性变差导致轴承少油、失油致使轴承损伤崩溃，常发生在寒冷季节。

3缺陷修复

3.1 转子轴修复，由于转子轴弯曲，转子外圆不规则磨损，转子失去参考中心，且没有完整的位置可做中心基准。我们采用冷焊工艺，补足转子轴尺寸，以原始未磨损的部分转子凹槽点为基准点，反复调整同圆周上四（六）个凹槽点，使之处在同一圆周上，再用不同位置的凹槽点进行校验，以此反复，直至确保转子中心找正；固定转子轴后，在转子轴两端车成基准位，以此为基准位，在转子轴两端完成打转子中心孔，然后，车、磨等，恢复转子轴原始尺寸参数。

3.2 转子叶外圆、叶面修复，转子叶外圆修复，采用压片滚焊修补工艺，根据外圆磨损轮廓，把不同厚度的压片，剪成与转子叶外圆磨损部位形状完全相同的压片，逐层滚焊，堆出与原始转子曲面一致的滚焊层，修磨抛光即可；转子叶面修补，先制作一个与两转子中心距完全一致工装，把磨损转子固定，以此测量转子叶面不同部位的磨损量，根据不同部位转子叶面磨损量，选取0.05~0.20mm不同标准压片，滚焊至合格尺寸，抛光即可。

3.3 外壳修复，采用冷焊工艺，补焊至设计厚度后，镗、珩磨之合格。

3.4 机身一体端盖裂纹修复，采用钻孔连续镶螺丝方法修补至合格。

3.5 其他部位修复，均采取冷焊、车、镗、磨常规方法修复至合格。

4效果

该机损坏程度，经寻找多个专业厂家试图修复，均被结论报废，后经我公司与陕西关中压缩机制造有限公司工程师刘安才联合攻关，采用上述方法修复后，该机运行各项参数合格。截止目前，已稳定运行3000余小时，未出现瑕疵。

5预防措施

为预防类似压缩机故障的产生，需要加强风机的日常操作维护。

5.1 对设备来讲，振动为故障之源，要坚持做好压缩机振动测量并记录，观察趋势。发现趋势状态变差，要及时停车进行维修维护；

5.2 各专业加强巡检，检查风机运行情况及各参数，是否有异响；

5.3 严格按照厂家要求的油品更换周期4000小时更换新油、油滤，确保润滑合格。

5.4 确保空滤等备件合格，并严格按照求4000小时更换空滤，若环境较差，应加大清理或更换频次，保证无异物吸入；

5.5 冬季及时投运隔音罩内暖气，保证压缩机本体的启动温度15度以上，防止润滑油低温流动性变差，导致轴承少油、失油。

5.6 加强与螺杆压缩机制造商的沟通，就压缩机在力的计算或轴承选用进行探讨。

5.7 在满足装置生产的条件下，尽量减少启动频次和增加送料掺混时间，以减小压缩机负荷量。

5.8 定期做好检修维护和保养。

怎么进行压力容器维护保养

1）压力容器的安全装置（安全阀、压力表、卸压孔及防爆膜）应可靠、灵敏、准确，并定期进行检查与校验。

2）应经常检查压力容器的防腐措施，保证完好，同时要采取措施，防止压力容器和有关连接管道的“跑、冒、滴、漏”。

3）应经常检查压力容器的紧固件和密封状况，要求完整、可靠；减少与消除压力容器的振动。

4）检查压力容器的静电接地情况，保证接地装置完整、良好。

5）停用与封存的压力容器也应定期进行维护和保养。

意问题

压力容器的维修应符合国家特种设备专业部门制定的规定。维修时，特别要注意以下问题。

（1）吹扫置换在用压力容器停止运行后，必须按规定的程序和时间执行吹扫置换。要系统地对所有管线吹扫置换流程表，严格按照吹扫流程逐项吹扫置换。对那些易燃易爆和有毒介质，特别是黏度大、压力容器和管道内壁结垢而结构复杂的压力容器，吹扫的流量、流速和时间要足够大，才能保证吹扫干净。当用水蒸气吹扫时，压力容器管道内会积存蒸汽冷凝水，故用水蒸气吹扫过后，还须用压缩空气再进行吹扫，进行低点放空、排尽积水。如果检修时人要进入用氮气置换后的压力容器内工作，则事先需用空气进行吹扫，将氮气驱净，待气体分析含量合格后方可进入。

（2）增设盲板压力容器与压力容器或压力容器与压缩机之间、泵或其他设备之间，有许多管道互相连通，对一个石油化工联合企业来说，为了保证安全生产，一套停工检修的装置必须用盲板隔绝与之相连的众多管线。不加盲板，只靠阀门是不行的。因为阀门经过长期的介质冲刷、腐蚀、结垢或杂质的积存等因素，很难保证严密，否则一旦有易燃易爆物料从中窜通，遇到施工用火便会引起爆炸燃烧事故；如果窜通有毒或窒息性物料，进入压力容器内工作的人员便会中毒或窒息而死亡。凡是能引起着火、爆炸或对人有伤害的所有物料管线均应以盲板相隔离。

（3）检修施工用火检修施工用火都要经过批准，并要做到“三不动火”：即没有批准不动火；防火措施不落实不动火；监护人不在现场不动火。用火必须明确规定的地点和时间。因不执行用火规定发生过着火和人员伤亡事故的情况时有发生。因此，必须严格执行用火管理制度。

（4）压力容器及设备拆卸与封闭检验修理及操作人员进到现场，首先遇到的工作就是开启压力容器人孔，拆卸压力容器的人孔盖，管线的法兰、机泵等。拆卸工作中安全作业应予重视，稍有疏忽，就会发生事故，造成人身伤害。在封闭人孔时，由于不认真检查，将安全帽、破布、手套、工具、螺钉等在设备内部，开工后造成设备堵塞。1）开启塔类设备的人孔时，应坚持按自上而下的顺序依次打开。封闭人孔时则应自下而上地依次封闭。封闭人孔前至少应有2人（施工、生产单位各1人）共同检查，确认内部无物品时方可封闭。2）任何压力容器在打开底部人孔或手孔时，均应事先打开低点放空，并要注意因堵塞造成的假象，当确认无问题时，方可打开底部人孔或手孔，开启时不要对着人进行。3）拆卸泵时，应关闭出入口阀门，打开底部放空阀，在电源开关处挂上警告牌，以防误送电，确认后方可拆泵。4）管道法兰的拆卸应先放空泄压，尤其是对酸碱等腐蚀性介质的管道。松螺栓后不要全部去掉，防止管道下垂伤人。5）人孔、法兰等拧螺栓时，应根据操作温度和压力选用垫片。紧固螺栓应对称地进行，使螺栓和垫片受力均匀，方能保证其严密不漏。

（5）进入压力容器内部作业当贮存或使用过有害气体或液体的压力容器打开后，不能立即入内工作，应先采样分析氧和有毒、易燃气体含量，待确认分析合格，同时按相关规定的要求，做好准备和清理工作。再办理好压力容器内部作业许可证后方可入内，其压力容器外部应设专人监护。

（6）起重吊装压力容器系统中，有的压力容器体积大，起重负荷达到近百吨；有的压力容器安装在高处，高度有几十米；检修时一个阀门或一段管道都需要吊装，由于检修现场条件有限，做好起重吊装工作会碰到很多困难，为确保安全检修，起重吊装必须要遵守有关规定。对于高处作业要遵守高处起重吊装规定，每个起重操作工都要具备一定的专业技术知识，经过培训合格后才能从事起重吊装工作；对每一项起重设备，都应准确计算起重负荷，并留有适当的安全系数，严禁超负荷起吊。（7）高处作业高处作业主要是保护作业者的安全，防止高处坠落事故的发生，除应为操作人员提供必要的工作条件（如脚手架等）外，*重要的是操作人员在高处作业要遵守高处作业有关规定。

（8）电气安全1）对工作介质为易燃易爆特性的压力容器，必须使用防爆灯具。2）操作人员进入压力容器检修，照明灯具必须使用12～36V电压，以确保安全作业。3）对操作人员使用手持电动工具，使用时必须有安装触电保护器措施。

（9）检修质量对压力容器系统进行检修，操作人员必须严格按工艺要求作业，现场监护必须严格把关，认真验收，确保检修质量。

（10）其他注意事项1）不得在压力容器上任意开孔。2）修理时要制定正确的焊接工艺。3）检修后要进行必要的检验，并彻底清理。4）压力容器内部有压力时，不得对主要受压元件进行任何修理或紧固作业。5）检修完毕，将填写的记录存入档案。

修理改造

除前面提到的压力容器修理改造注意的问题以外，还要进行以下处理。1）有衬里的压力容器，如衬里有裂纹、气孔、夹渣等缺陷，可进行补焊或局部更换衬里。补焊前，应对有缺陷部位打磨再做渗透检测；补焊后还应做渗透检测。对有特殊耐蚀要求的衬里的修理，还应按设计要求进行特殊项目的检验。2）压力较低的压力容器，局部腐蚀严重可采用挖补或更换筒节、封头，更换的筒节或封头应按现行标准进行制造与检验。3）压力容器的密封面损坏，可采用打磨及补焊处理，高压容器用的金属密封元件，可采用研磨修理。4）换热容器管-管板接头的修理。换热容器管-管板焊接接头出现裂纹等缺陷时，或管腐蚀需要换管时，可用铰削或磨去的方法，清除接头的焊缝金属，然后重新焊接。4.移动式压力容器在维修中会碰到更换安全附件、重新涂漆等情况，应根据相关规定对移动式压力容器进行维修工作。