往复压缩机曲轴断裂失效分析
2021-10-19李玉艳孙振国
压缩机技术 2021年4期
李玉艳,孙振国
(1.江苏锡压石化装备有限公司,江苏 无锡 214001;2.江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院,江苏 无锡 214072)
1 引言
某石化公司一台往复压缩机在运行时突然振动连锁停机,停机后盘车不动,拆检发现电机侧曲轴拐断裂、连杆大头瓦损毁。该往复压缩机为2列立式迷宫压缩机,电机功率为185 kW,转速为750 r/min,曲轴材料为40Cr锻件,整体调质处理,表面高频淬火处理。该曲轴总服役时间不足35个月,远远低于设计寿命。
据查,该压缩机在装置投运初期因气流杂质影响,发生了一次过载事故,导致膜片式弹性联轴器的膜片和连接螺栓断裂、压缩机各轴承损坏,曲轴在机器内可见表面未见明显的损坏。经过维修、更换损坏件后压缩机正常运行,但三年多的运行过程中出现过4次连杆大头烧瓦的情况(含本次),且间隔时间分别为18个月、10个月、6个月、3个月,越来越短。期间更换新大头瓦时对曲轴颈表面做过轻微的打磨。为找出曲轴断裂的原因,对断轴进行了失效分析,提出了机器修复方案和安全运行措施,有助于企业尽快恢复生产、减少损失。
2 曲轴断裂分析
2.1 断口分析
2.1.1 宏观断口分析
该曲轴断裂于电机侧曲拐,约曲拐长度1/4处,断面与轴线约呈45°夹角。该轴完全断裂成2段,断口表面分布较多的棱,断面痕迹同时还提示该曲拐受到了明显的扭转载荷,该曲拐正常工作时在润滑油膜的润滑作用下仅受到径向载荷和较小的表面摩擦力,结合该列曲拐运行期间多次烧瓦及换瓦前曲轴表面打磨的情况可知:该段曲拐表面受到了较大的周向摩擦力,曲拐与轴瓦之间没能建立良好的润滑关系;……
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