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。

气动系统常见故障与简易诊断方法

气动系统由如下四部分组成：

一、气源

包括空气压缩机、储气罐、空气净化设备和输出管道等。为气动设备提供洁净、干燥的具有稳定压力和足够流量的压缩空气，它是气动系统的能源装置。

二、气动执行元件

是把气体的压力能转变成机械能，实现气动系统对外做功的机械运动装置。

三、气动控制元件

包括有压力、流量、方向等动力控制元件和传感器、逻辑元件、伺服机构等信号转换、执行运算等一类的元件。

四、辅助元件

为压缩空气的净化、元件的润滑、元件之间的连接、消音等所需要的辅助装置。如油雾器、消音器、管接头、气管等。

气动系统故障常见类别

气动系统的常见故障，如果按照发生时间段来看，我们可以分为三类。

类：设备早期故障

主要是指设备调试阶段和运转初期（刚开始运转的几个月）发生的故障，引发故障可能的原因如下：

1、设计方面问题

❂设计时对元件的材料选用不当，加工工艺要求不合理等；

❂对元件的功能性能了解不够，元件选择不当；

❂空气处理系统不能满足要求，设计出现错误。

2、制造方面问题

❂元件内孔的研磨不合要求；

❂不清洁安装，零件装反装错；

❂零件材质不符合要求，外购零件（如电磁铁、密封圈等）质量差。

3、装配方面问题

装配时气动元件及管道内吹洗不干净，杂质混入造成气动系统故障；

❂装配气缸时存在偏心；

❂管道的固定和防振未采取有效措施。

4、维护保养方面问题

比如未及时排除冷凝水，没及时给油雾器补油等。

第二类：设备中期故障

主要是指系统在稳定运行期间突然发生的故障。

❂空气或管路中残留杂质混入导致相对运动件卡死；

❂电磁阀突然烧毁；软管突然破裂；

❂气动三联件中发生破损；

❂突然停电造成的回路错误动作等。

第三类：设备晚期故障

指个别或少数元件已经达到使用寿命后发生的故障，也称为老化故障（寿命故障）。

此类故障在参考各元件技术参数合预测发生期限的基础上，相对容易应对处理。

气动系统故障常用简易诊断方法

种：传统经验法

也叫“望闻问切”诊断法，主要依靠日常经验，并借助一些简单的仪表，诊断故障发生的部位，找出故障原因的方法。

望：执行元件的运动速度有无异常变化；各测压点压力表显示是否符合规定值，有无大的波动；润滑油的品质和滴油量是否符合要求；冷凝水是否正常排出；换向阀排气口排出的空气是否干净；电磁阀的指示灯显示是否正常；紧固螺钉及管接头有无松动；管道有无扭曲和压扁；有无明显振动存在；加工产品质量有无变化等。

闻：气缸及换向阀换向时有无异常声音；系统停止工作但尚未泄压时，各处有无漏气，漏气声音大小及其每天变化情况；电磁线圈和密封圈有无因过热而发出特殊气味等；

问：查阅气动系统的技术档案，询问了解系统的工作程序、运行要求及主要技术参数；查阅产品样本，了解每个元件的作用、结构、功能和性能；查询检查维护记录，了解日常维护保养工作情况；询问现场工作人员，了解设备运行情况，了解故障发生前的征兆及故障发生的状况；了解曾经出现过的故障及其排除的方法。

切：触摸相对运动件、电磁线圈等处，如触摸2S感到烫手，则应查明原因。气缸、管道处有无振动感，气缸有无爬行感，各接头处及元件处手感有无漏气等。

经验法操作简单易行，但由于每个人的感觉、实际经验和判断能力的差异，故障诊断效果会存在一定的局限性。

第二种：推理分析法

也就是利用逻辑推理、循序渐进，寻找故障的真实原因的方法。

1、推理步骤：

故障的症状到找出故障发生的真实原因，可以按照以下三步进行：

步，从故障的症状，推理出故障的本质原因；

第二步，从故障的本质原因，推理出可能导致故障的常见原因；

第三步，从各种可能的常见原因中，推理出故障的真实原因。

2、推理方法：

由简到繁、由易到难、由表及里逐一进行分析，排除掉不可能的和非主要的故障原因，先查故障发生前曾调整或更换过的元件，优先考虑故障率高的常见原因。

方法一：仪表分析法

利用仪表，如压力表、压差计、电压表、温度计、电秒表及其他电子仪器等，检查系统或元件的技术参数是否符合要求。

方法二：部分停止法

暂时停止气动系统中部分工作元件，观察对故障现象的影响。

方法三：试探反证法

试探性改变气动系统中部分工作条件，观察对故障现象的影响。

方法四：比较法

用标准的或合格的元件代替系统中相同的元件，通过工作状况的对比，来判断被更换的元件是否失效。