摘要：针对空压机多次地脚螺栓断裂情况总结分析，查找原因，确定方案，修复，解决问题制止了断裂事件再次发生

关键词：空压机；地脚断裂；分析；找正；修复

1.简介

空分车间使用无油润滑空气压缩机对氮气增压进入管网供气，型号：5L-16/50-Ⅱ，生产厂家：沈阳气体压缩机厂，出厂日期：93年2月。93年安装投用，在1997年3月24日停機检查发现2#地脚螺栓断，在2007年9月15日停机检查1#地脚螺栓断，在2011年6月13日大停机检查2#地脚螺栓断，在2013年1月11日发现压缩机1#地脚螺栓断，1月25日修复开机，使用测振仪监测振值2.2，一周后振值2.8，在2013年2月20日振值4.2，停机检查发现2#地脚螺栓断。压缩机外观如图1

2.分析

2.1原因

五次断裂事件发生时间间隔越来越短，每次断裂断口均发生在距螺帽外端2～5mm之间如图2，由于1#、2#地脚螺栓反复断裂说明这两个螺栓反复承受较大的交变应力作用，螺栓断口没有塑性变形，基本保持平面状态，表面呈灰色较平滑，是典型的疲劳断裂。

该压缩机多次更换地脚螺栓时都没有对其进行垂直度复核，没有对垫铁与基础接触面进行检查处理。该压缩机三级出口处、一级入口处法兰错位分别是20mm、5mm，外力作用在压缩机机体上，产生翻转力矩，1#、2#地脚螺栓承受拉应力，导致压缩机垂直度发生偏差，垫铁与基础接触不良存在间隙，产生振动，地脚螺栓处于交变应力下，最终疲劳断裂。

2.2受力分析

对压缩机进行简化看成如图3所示，是该机的受力简化图。作用在三级出口的力F对机体产生了翻转力矩M，最终由1#、2#螺栓承受。

2.3结论

螺栓断裂的主要原因是作用在机体上翻转力矩M导致机体垂直度发生变化，地脚螺栓的垫铁与基础接触不良存在间隙，机振动加大，1#、2#螺栓承受交变应力，最终断裂。

3.修复方案

3.1基础更新

前四次采用开挖断裂螺栓的基础，向下挖200～300mm，新的螺栓与旧的地脚进行焊接方式进行修复。实事证明这种办法不能彻底解决问题。决定将压缩机解体后，把1#、2#地脚螺栓全部挖出来，重新埋入新的地脚螺栓。

3.2基础打磨

压缩机的垂直度由垫铁找平，垫铁与水泥基础的接触面的平整度是保证基础稳固的条件。为保证垫铁与基础的贴合度，在水泥基础上放置垫铁的位置处进行打磨，使用水泥打磨机对基础打磨平整且面积大于平垫铁的面积。在整个平面范围内各个方向都要完全研磨平整，并用标准水平仪校核准确。

3.3更新垫铁

重新按标准选取加工平垫铁和楔铁，平垫铁尺寸 100×150，厚度取20，楔铁尺寸 100×150，斜度：1：10，薄端厚度取 l0，要求平垫铁和楔铁的上下两面粗糙度 Ra不大于 3 2 um。垫铁组安放平稳整齐，垫铁之间应 接触良好，斜垫铁斜面应相向使用，搭接长度不小于全长的3/4，放置 在平垫铁上面，放置平垫铁时，厚的在下面，薄的在中间。垫铁总数不宜超过5块 （斜垫铁 一对算一块），垫铁组的总高度不宜超过70mm，以保证有足够的稳定性。

3.4安装要求

根据压缩机的安装要求，保证机组立缸垂直度，水平缸的水平度。利用螺纹千斤顶、垫铁 、楔铁和标准水平 仪首先对曲轴箱进行找正工作。此项工作复杂繁琐质量要求高，对下一步工作影响较大，要认真细致。通过调整千斤顶和楔铁 （楔铁要成对使用，错开部分不得超过垫铁面积的 1/4）， 进行反复多次的找正。水平仪要多位置定点测量，尽可能把误差控制在最小范围。曲轴箱纵横两方向水平 度控制在 0.1 mm/m标准内.曲轴的水平度控制在 0.1 mm/m标 准内，否则曲轴箱水平度误差过大，将给以后中体和气缸的安装带来曲轴箱经过水平纵横两个方向.多点位反复找平、找正后，把所有与曲轴箱底座相连地脚螺栓全部旋紧固定。注意不能因为旋紧地脚螺栓而影响曲轴箱的水平状态。然后把所有的垫铁点焊固定，曲轴箱的找正工作就此结束。

随后对各级中体和气缸进行找正。各级中体中心滑道水平度控制在 0.1mm/m 标准内. 各 级气缸的水平度控制在0.05 mm/m标准内，气缸和中体的同轴度控制在 ： 0.05 mm/m以内。气缸和中体的旋转倾斜度控制在一级 0.03mm/m以内。控制好误差，以保证组装顺利。

3.5重新配管

由于压缩机入口、三级出口法兰错位，对地脚螺栓施加了外力，使地脚螺栓受交变载荷而断裂。必须重新对出口管线重新配管，解决法兰错位问题。要求法兰焊接完毕后管线处于自由状态下法兰螺栓孔不允许错位。

4.试机运行

经过上述修复工作，试机水平振动值，垂直振动值，达到要求。压缩机运行一年振动值不变，运行正常。压缩机地脚螺栓断裂原因分析准确，修复方案可行，修复工作达到要求。

参考文献：

[1]GB50461--2008 石油化工静设备安装工程施工质量验收规范.中国计划出版社，2009 .

[2]SH3532--2005 石油化工换热设备施工及验收规范.中国石化 出版社，2006 .

[3]SH/T3542—2007 石油化工静设备安装工程施工技术规程.中国石化出版社，2008.

[4]王迪生，杨乐之.活塞式压缩机结构[M].北京：机械工出版社.1990.

[5]朱圣东，邓建，吴家声.无油润滑压缩机[M].北京：机械业出版社.2001.

作者简介：高胜利（1969-），男，工程师，大学本科，研究方向化工机械。