汽輪機(jī)主油泵齒式聯(lián)軸器失效的原因分析

      齒式聯(lián)軸器連接主油泵與汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子，主油泵通過齒式聯(lián)軸器連接由汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)而做功，提供潤滑油和保安油給汽輪機(jī)組運(yùn)行。2011年10月29日凌晨，動(dòng)力二站1＃汽輪機(jī)故障停機(jī)，發(fā)電機(jī)解列，轉(zhuǎn)速表顯示轉(zhuǎn)速為零，高壓油泵、交直流油泵全部聯(lián)鎖啟動(dòng)。經(jīng)檢查是主油泵齒形聯(lián)軸器齒輪 磨損導(dǎo)致無法帶動(dòng)主油泵，使機(jī)組測速顯示為零和潤滑油失壓，機(jī)組在TSI保護(hù)作用下解列。
　　1、齒形聯(lián)軸器磨損失效原因分析
　　齒形聯(lián)軸器磨損失效原因通常有三個(gè)：安裝對中不良、制造工藝或材質(zhì)應(yīng)用不當(dāng)、潤滑效果差。下面分別進(jìn)行分析。
　　對中不良，會(huì)造成齒與齒之間磨損較大。廠家圖紙要求冷態(tài)時(shí)主油泵 線比高壓轉(zhuǎn)子 線高0.25-0.3mm，因運(yùn)行中1#軸承座溫度（約80℃）比主油泵軸承座溫度（約55℃）高25℃， 線高度1000mm，按照“1米的鋼溫度升高1℃放大0.01mm”的經(jīng)驗(yàn)值，兩者線性熱膨脹高度差值約0.25mm。
　　11月11日復(fù)查對中數(shù)據(jù)，測得圓周偏差值0.005mm，端面向上偏差值0.06mm，測1#軸承座溫度（55℃）比主油泵軸承座溫度（31℃）高24℃，與運(yùn)行狀態(tài)兩者溫差值相當(dāng)，數(shù)據(jù)滿足安裝要求，排除對中不良的可能?；瘜W(xué)成份
　　制造工藝或材質(zhì)應(yīng)用不當(dāng)。查圖紙 齒輪材質(zhì)為38CrMoAlA，表面滲氮處理。根據(jù)合金結(jié)構(gòu)鋼國標(biāo)GB/T3077-1999和對本次故障的齒形聯(lián)軸器的化學(xué)成分分析報(bào)告（表1），其化學(xué)成分符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
　　材質(zhì)為38CrMoAlA的齒輪，根據(jù)JB/T 8854.2-2001，要求“齒式聯(lián)軸器齒面硬度（外齒軸套/內(nèi)齒圈）在淬火情況下應(yīng)達(dá)到45～50HRC/40～45HRC，氮化時(shí)應(yīng)>500HV，且層深不小于0.5mm。”對照其硬度試驗(yàn)報(bào)告，也符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
　　齒形聯(lián)軸器內(nèi)部潤滑不良，無法帶走磨合產(chǎn)生的熱量和油泥雜質(zhì)，長時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致聯(lián)軸器的磨損。齒式聯(lián)軸器內(nèi)部 要有良好的潤滑，潤滑油有潤滑、 、沖洗的作用。由于齒式聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有軸向移動(dòng)， 聯(lián)軸器接觸齒面有良好的潤滑，當(dāng)接觸齒面有磨損，油泥雜質(zhì)的 大粒度大于25μm時(shí)，會(huì)失去潤滑作用，同時(shí)軸向移動(dòng)磨合產(chǎn)生的熱量越多，接觸齒面溫度越高越容易磨損。聯(lián)軸器排油孔過小或堵塞，油泥雜質(zhì)就不能及時(shí)排走，在齒輪接觸面軸向移動(dòng)過程中，加劇了齒輪磨損，導(dǎo)致聯(lián)軸器故障。
　　查聯(lián)軸器圖紙，要求主油泵端安裝一ф8左右噴油管對著聯(lián)軸器進(jìn)油孔，潤滑油在離心力作用下順著傾斜的進(jìn)油孔進(jìn)入聯(lián)軸器內(nèi)潤滑，再由外齒軸套排油孔排出，對聯(lián)軸器內(nèi)部潤滑、沖洗和 。
　　由于疏忽，機(jī)組安裝時(shí)實(shí)際沒有安裝噴油管，只有前軸承箱內(nèi)飛濺的少量潤滑油進(jìn)入聯(lián)軸器內(nèi)，長時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致聯(lián)軸器外齒軸套和內(nèi)齒圈潤滑不足而磨損。
　　當(dāng)汽輪機(jī)軸封運(yùn)行調(diào)整不當(dāng)時(shí)會(huì)有蒸汽進(jìn)入軸承箱內(nèi)，帶水的潤滑油潤滑效果大打折扣，還會(huì)加快鐵質(zhì)部件的銹蝕過程。水份加上磨損留下的雜質(zhì)長期殘留在聯(lián)軸器內(nèi)，將加快聯(lián)軸器的磨損，直 聯(lián)軸器失效。據(jù)了解，該汽輪機(jī)組的高壓缸軸封漏汽一直較大，運(yùn)行期間班組每天都要油箱底部放水，說明潤滑油帶水。
　　1#汽輪機(jī)組在2011年4月初 10中旬之間停運(yùn)作備用，停運(yùn)期間只按規(guī)定開交流油泵、頂軸油泵盤車，沒有潤滑油進(jìn)入聯(lián)軸器內(nèi)部沖洗，有磨損的外齒套和內(nèi)齒圈在帶水的油泥雜質(zhì)作用下發(fā)生銹蝕 終導(dǎo)致聯(lián)軸器失效，見紅棕色物質(zhì)。
　　3、整改措施和建議
　　在本次聯(lián)軸器故障檢修中， 換了原廠生產(chǎn)且硬度檢測合格的聯(lián)軸器，并按照聯(lián)軸器圖紙所示，安裝了對聯(lián)軸器齒輪主動(dòng)供油潤滑的噴油管，加大潤滑油量， 大 了潤滑狀況， 效果良好。小修期間拆檢該聯(lián)軸器，接觸齒面只有輕微磨損痕跡， 可以繼續(xù)使用。
　　主油泵故障導(dǎo)致停機(jī)的情況在電力系統(tǒng)比較常見，特別是中、小型機(jī)組。為 齒式聯(lián)軸器安全運(yùn)行應(yīng)做好以下措施：
　　提高安裝精度。提高安裝精度可以減少因聯(lián)軸器兩端幾何位置的改變使齒式聯(lián)軸器出現(xiàn)卡澀或磨損的可能。主油泵找 時(shí)，端面偏差應(yīng)≤0.03mm，圓周偏差應(yīng)≤0.03mm，高低數(shù)值要考慮預(yù)留高差,在冷態(tài)時(shí)找 主油泵 要高于汽輪機(jī) 線0.20～0.25mm。
　　 換新聯(lián)軸器時(shí)也要對其進(jìn)行硬度檢查。足夠的硬度是 齒形聯(lián)軸器 而長周期運(yùn)行的 條件。換新聯(lián)軸器時(shí)要對外齒軸套和內(nèi)齒圈進(jìn)行硬度檢查， 齒式聯(lián)軸器齒面硬度滿足使用要求。
　　 齒式聯(lián)軸器內(nèi)部有足夠的透平油流動(dòng)，潤滑油有潤滑、 、沖洗的作用。
　　調(diào)整汽封供汽壓力，減少漏汽進(jìn)入軸承箱，減少油中帶水，油箱底部及時(shí)放水。如果機(jī)組長時(shí)間停運(yùn)，在開機(jī)前需要檢查聯(lián)軸器是否有銹蝕，以免引起聯(lián)軸器故障停機(jī)。
　　條件允許的情況下，在勵(lì)磁機(jī)端增加測速裝置，預(yù)防主油泵聯(lián)軸器故障后汽輪機(jī)組的超速飛車事故。

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