葉輪是離心式壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)惟一做功的心臟部件，一旦發(fā)生葉輪損壞、葉片斷裂甚至解體破壞事故，不僅損壞轉(zhuǎn)子，而且隨轉(zhuǎn)速增加將引起劇烈的振動，使其無法運(yùn)行操作，嚴(yán)重威脅壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)連續(xù)、安全穩(wěn)定運(yùn)行，將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。那么離心式壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)葉片斷裂事故原因有哪些呢?接下來京樂企服小編來給大家分析一下，一起來看看把。

　　離心式壓縮機(jī)葉輪多采用焊接和鉚接的結(jié)構(gòu)形式。葉輪損壞多發(fā)生在離心力大的葉輪外緣和應(yīng)力較高的輪蓋進(jìn)口側(cè)以及鉚釘?shù)乃蓜踊驍嗔巡课?，也有的葉輪前盤連同葉片從與后盤焊接處發(fā)生斷裂。通過大量事故分析表明，葉輪破裂的斷面無明顯的塑性變形，幾乎全部是宏觀脆斷。因此，葉輪破壞大部分屬于應(yīng)力腐蝕，其次是疲勞腐蝕。

　　應(yīng)力腐蝕是指葉輪材料在受到應(yīng)力和腐蝕的雙重作用下產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋而導(dǎo)致的脆性斷裂。應(yīng)力腐蝕裂紋一是由于局部腐蝕引起的，二是在腐蝕環(huán)境中，材料因腐蝕反應(yīng)生成氫氣從而產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展，后一種屬于氫脆斷裂。

　　疲勞腐蝕是指葉輪在處于振動的狀態(tài)下，受到交變應(yīng)力和葉輪與軸的復(fù)合振動應(yīng)力的雙重作用，在其薄弱部位產(chǎn)生局部變形，以致超過材料的疲勞極限而產(chǎn)生裂紋。隨葉輪的連續(xù)不斷地振動，裂紋逐漸擴(kuò)展，最后導(dǎo)致葉輪疲勞斷裂。

　　通過大量的事故統(tǒng)計分析可知，設(shè)計制造缺陷、安裝和檢驗不合理、氣體與酸泥腐蝕、轉(zhuǎn)子動不平衡引起的共振以及頻繁地在喘振區(qū)運(yùn)行等，是導(dǎo)致離心式壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)葉片斷裂的主要原因。

　　1、設(shè)計制造缺陷

　　葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，葉輪材料中存在若非金屬夾雜物，使其機(jī)械性能降低，特別是在僅有幾個毫米厚的輪蓋邊緣上含有夾雜物，使葉輪產(chǎn)生局部應(yīng)力集中源，從而大大降低疲勞強(qiáng)度;制造缺陷是指焊縫本身和熱影響區(qū)缺陷以及葉輪加工表面粗糙，如葉片與輪蓋之間沒有全焊、未焊透、存在氣孔、咬邊等，若非金屬夾雜物剛好在此區(qū)域，就更加劇了裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展;葉輪與輪蓋焊接后使輪蓋熱影響區(qū)內(nèi)組織發(fā)生變化，該區(qū)的強(qiáng)度、硬度相對原組織降低，若非金屬夾雜物正好處在變化前后組織的交界處，就進(jìn)一步促使應(yīng)力集中源的形成，進(jìn)而促使應(yīng)力腐蝕裂紋產(chǎn)生，以致發(fā)生葉片斷裂。

　　預(yù)防措施

　　發(fā)生上述故障時，應(yīng)立即停車，組織有關(guān)人員對損壞部件進(jìn)行檢查與事故分析;改進(jìn)葉型設(shè)計，避開共振，改變傳統(tǒng)離心式壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)葉輪設(shè)計方法，一可采用安全壽命設(shè)計，即在有效壽命期間，葉輪不得產(chǎn)生裂紋，二也可采用可靠性設(shè)計，即在葉輪存在缺陷或有損傷的條件下，應(yīng)用斷裂力學(xué)理論預(yù)測出斷裂壽命，采取有效的預(yù)防措施;選用耐腐蝕、高強(qiáng)度的葉輪材料，確保葉輪加工質(zhì)量，采用高形狀精度和高表面粗糙度加工;在葉輪輪盤外緣兩葉片之間部位可磨削圓弧;采用超聲波無損探傷，從各個方向?qū)缚p和熱影響區(qū)進(jìn)行嚴(yán)格檢查，及時發(fā)現(xiàn)焊縫和材質(zhì)內(nèi)部缺陷;葉片與輪蓋之間應(yīng)全部焊透，焊后必須進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力處理;消除過大的振動源，調(diào)整共振頻率，使葉輪振動控制在允許范圍內(nèi);修復(fù)后的轉(zhuǎn)子應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行動平衡、無損探傷和超透試驗。

　　2、轉(zhuǎn)子的嚴(yán)重振動

　　由于葉輪設(shè)計欠佳，使危險振型沒有避開共振;葉片制造缺陷，在施工或檢修現(xiàn)場進(jìn)行了不適當(dāng)?shù)恼{(diào)整、調(diào)換，造成驅(qū)動機(jī)與壓縮機(jī)主軸對中發(fā)生了偏離;葉輪安裝不夠緊密，或因磨損、腐蝕的不均勻，灰塵在葉輪上積聚，個別葉片折斷等，使葉輪不平衡，將引起較大的振動。特別是葉輪的自振頻率與擴(kuò)壓器、回流器或氣體管道的自振頻率相吻合時，將產(chǎn)生共振，這對葉輪的安全運(yùn)轉(zhuǎn)威脅很大。

　　預(yù)防措施

　　消除過大的振動源，調(diào)整機(jī)組的共振頻率，使葉輪振動控制在允許范圍內(nèi);精心安裝，確保轉(zhuǎn)子對中良好;發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子不平衡時，應(yīng)查明原因并加以消除，必要時可在高轉(zhuǎn)速動平衡機(jī)上進(jìn)行試驗;在變工況運(yùn)行時，要避免發(fā)生負(fù)荷突變，嚴(yán)格控制調(diào)速范圍，嚴(yán)防轉(zhuǎn)速過低使葉片振動頻率落人共振區(qū);采用軸振動頻譜分析的方法，及早發(fā)現(xiàn)主軸的異常振動;嚴(yán)格控制進(jìn)油溫度，適當(dāng)增加油的黏度;從壓縮機(jī)頂上垂直下來的進(jìn)口管道不應(yīng)直接壓在壓縮機(jī)上，必須由管道掛鉤或支架來承擔(dān)其重量，以防止機(jī)殼在管道重量下產(chǎn)生變形而使振動加劇;安裝高效過濾器，及時清除葉輪上的積塵、結(jié)焦和鹽垢;當(dāng)發(fā)現(xiàn)離心式壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)機(jī)組發(fā)出異聲且伴有劇烈振動時，應(yīng)立即停車檢查;嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，防止喘振、旋轉(zhuǎn)失速等不穩(wěn)定氣流發(fā)生;密切注視壓力、真空度、進(jìn)氣量的波動及機(jī)組的異常響聲，及時發(fā)現(xiàn)，及早處理。

　　3、氣體與酸泥腐蝕

　　石油化工用離心壓縮機(jī)輸送的介質(zhì)大多具有較強(qiáng)的腐蝕性，例如CO2、NH3、CO和H2，它們在一定條件下生成氨基甲酸銨(NH2COOONH4)等，即使是空氣壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)，由于空氣和工業(yè)煙氣中含有SO3、SO3等酸性氣體，濕度大時將形成亞硫酸、硫酸，它們對葉輪都有不同程度的腐蝕作用。裸露的葉片長期受氣體和酸泥的腐蝕，在沒有進(jìn)行定期檢查或段間冷卻器、分離器液面指示失真、報警失靈情況下，使下一段人口氣體帶有酸性，在焊接葉片的焊接縮孔、氣孔處形成腐蝕坑，同時伴有部分氫滲現(xiàn)象，易形成疲勞源，致使葉片在受到高應(yīng)力和腐蝕時發(fā)生脆性斷裂。

　　預(yù)防措施

　　采用耐腐蝕高強(qiáng)度的不銹鋼焊接葉輪，焊后進(jìn)行熱處理，其表面進(jìn)行防腐涂層保護(hù);盡可能降低工藝氣中CO、CO2的含量，并控制其合成氣出口溫度不能過低，一般≥38℃，以防止氨基甲酸銨的生成;定期排出中間冷卻器內(nèi)所生成的含有亞硫酸、硫酸的冷凝水，使其導(dǎo)出機(jī)外;安裝高效的吸氣過濾器(如脈沖式袋濾器)，以降低壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)進(jìn)口的流速，減少空氣中所含的霧狀水滴與粉塵;嚴(yán)格檢查葉輪的腐蝕情況，并及時清除葉輪內(nèi)部和表面的沉積物。

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