酸再生機組廢氣鈦風(fēng)機易發(fā)故障的原因分析及技術(shù)攻關(guān)

張繼峰+聶現(xiàn)秋

摘 要：通過對酸再生機組進口RVHS1/RU250K鈦風(fēng)機運行過程中易發(fā)故障的分析研究，找出了這些故障產(chǎn)生的原因，并進行了技術(shù)攻關(guān)，實施了相應(yīng)的改進措施，實現(xiàn)了該風(fēng)機的穩(wěn)定運行。同時，這些技術(shù)的應(yīng)用對國內(nèi)冶金、化工領(lǐng)域同類型設(shè)備的技術(shù)消化吸收及自主改進創(chuàng)新、故障維修具有良好的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：鈦風(fēng)機；鈦葉輪；易發(fā)故障；原因分析、改進措施；效果；借鑒作用

中圖分類號：TF111 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）31-0073-02

1 概述

酸再生機組采用了ANDRITZ RUTHER公司廢鹽酸噴霧焙燒再生工藝。配套的132KW RVHS1/RU250K鈦風(fēng)機是德國EVG公司設(shè)備，該風(fēng)機是為再生酸生產(chǎn)系統(tǒng)提供負(fù)壓，為焙燒爐、預(yù)濃縮器、吸收塔、洗滌塔及管道內(nèi)的HCL氣體、水蒸氣、廢爐氣的流動提供動力的關(guān)鍵設(shè)備。其葉輪為鈦金屬葉輪，殼體為鋼襯膠殼體，該風(fēng)機內(nèi)部工作環(huán)境為80℃腐蝕氣體環(huán)境，主要為鹽酸霧氣。在生產(chǎn)過程中，該鈦風(fēng)機易發(fā)故障如下：（1）驅(qū)動箱軸承損壞及其箱體破裂；（2）風(fēng)機鋼襯膠殼體局部穿孔漏酸；（3）鈦葉輪葉片、輪轂筋板焊縫局部開裂；（4）風(fēng)機鋼襯膠殼體內(nèi)部鈦襯板脫落；（5）風(fēng)機葉輪鈦葉片外表面及其平衡塊腐蝕嚴(yán)重；（6）風(fēng)機鈦葉輪脫落。通過技術(shù)人員認(rèn)真分析研究，查閱大量技術(shù)資料，精心觀測該風(fēng)機運行參數(shù)變化，對以上易發(fā)故障進行了技術(shù)攻關(guān)，取得了良好效果。

2 鈦風(fēng)機易發(fā)故障的原因分析及技術(shù)攻關(guān)措施

2.1 軸承、驅(qū)動箱損壞及箱體破裂的原因分析及技術(shù)攻關(guān)措施

該損壞形式多發(fā)于葉輪側(cè)，出現(xiàn)SKF6315/C3軸承保持架損壞、軸承與驅(qū)動軸及箱體配合面磨損、甚至造成驅(qū)動箱體破裂。原因分析：軸承潤滑不良，軸承振動超標(biāo)，一般由鈦葉輪動平衡超差所致，箱體強度低。技術(shù)攻關(guān)措施：增設(shè)智能潤滑系統(tǒng)MEMOLUB HPS確保精確潤滑，當(dāng)軸承驅(qū)動箱振動速度大于4mm/s時，需對風(fēng)機鈦葉輪進行動平衡，增加鈦合金平衡塊，使葉輪平衡精度達(dá)到6.3mm/s。驅(qū)動箱材質(zhì)由鑄鐵改為鑄鋼。

2.2 風(fēng)機鋼襯膠殼體局部穿孔漏酸的原因分析及技術(shù)攻關(guān)措施

在風(fēng)機襯膠殼體的應(yīng)力集中棱角部位，易出現(xiàn)硬質(zhì)襯膠裂紋漏酸，導(dǎo)致鋼殼體腐蝕穿孔。原因分析：風(fēng)機殼體襯膠硫化過程中，內(nèi)部氣泡產(chǎn)生砂眼缺陷，在異常振動條件下加速襯膠老化。技術(shù)攻關(guān)措施：當(dāng)風(fēng)機殼體振動速度大于5mm/s，需對風(fēng)機鈦葉輪進行動平衡，增加鈦合金平衡塊，使葉輪平衡精度達(dá)到6.3mm/s。對于漏酸部位襯膠修補，清理出新面，采用德國進口耐酸耐高溫SEMPEREMA A+B膠泥修補。

2.3 鈦葉輪葉片、輪轂筋板焊縫局部開裂的原因分析及技術(shù)攻關(guān)措施

原因分析：腐蝕引起焊肉鈦金屬流失，焊縫強度降低，產(chǎn)生微裂紋。鈦金屬在鹽酸中極易發(fā)生的縫隙腐蝕作用下，微裂紋迅速擴展為明顯裂紋。鈦葉輪動平衡超差引起微裂紋發(fā)生并擴展。技術(shù)攻關(guān)措施：改善鈦葉輪腐蝕環(huán)境，保持生產(chǎn)再生酸的濃度在180-200g/L，鈦葉輪表面鹽酸溫度小于80℃、濃度小于1.7%，使鈦葉輪表面處在鈍化區(qū)。采用含F(xiàn)e3+濃度為50mg/L、流量為1000L/h的漂洗水噴淋鈦葉輪，使鈦葉輪表面始終處于鈍化態(tài)。保持風(fēng)機功率參數(shù)小于85%，當(dāng)風(fēng)機殼體振動速度大于5mm/s，需對風(fēng)機鈦葉輪進行動平衡，增加鈦合金平衡塊，使葉輪平衡精度達(dá)到6.3mm/s。

2.4 風(fēng)機鋼襯膠殼體內(nèi)部鈦襯板脫落的原因分析及技術(shù)攻關(guān)措施

原因分析：鈦風(fēng)機內(nèi)部腐蝕環(huán)境惡劣，固定鈦襯板的M8鈦螺栓與鈦螺母之間、鈦螺母與鈦襯板之間，在80℃鹽酸霧氣腐蝕環(huán)境中發(fā)生縫隙腐蝕，造成M8鈦螺栓與鈦螺母腐蝕脫落并引發(fā)鈦襯板脫落。技術(shù)攻關(guān)措施：改善鈦風(fēng)機內(nèi)部腐蝕環(huán)境，保持生產(chǎn)再生酸的濃度在180-200g/L，鈦襯板、鈦螺栓與鈦螺母表面鹽酸溫度小于80℃、濃度小于1.7%，使鈦金屬表面處在鈍化區(qū)。采用含F(xiàn)e3+濃度為50mg/L、流量為1000L/h的漂洗水噴淋鈦葉輪芯部，通過離心力將漂洗水覆蓋鈦襯板、鈦螺栓與鈦螺母表面，使鈦金屬表面始終處于鈍化態(tài)。在固定鈦襯板的M8鈦螺栓與鈦螺母的外表面，采用德國進口耐酸耐高溫SEMPEREMA A+B膠泥進行密封覆蓋。

2.5 風(fēng)機鈦葉輪葉片外表面及其平衡塊腐蝕嚴(yán)重的原因分析及技術(shù)攻關(guān)措施

原因分析：未經(jīng)再次稀釋的鹽酸霧氣在風(fēng)機鈦葉輪引風(fēng)口及葉輪外圓周邊處存在紊流，并直接與鈦葉輪葉片外表面及其平衡塊接觸產(chǎn)生腐蝕。在鈦風(fēng)機內(nèi)部80℃焙燒爐廢爐氣中，鈦金屬表面鹽酸濃度超標(biāo)。技術(shù)攻關(guān)措施：在鈦風(fēng)機側(cè)蓋上增設(shè)對葉輪葉片外表面及其平衡塊噴淋漂洗水裝置（圖1）。使含F(xiàn)e3+濃度為50mg/L、流量為1000L/h的漂洗水直接作用在鈦葉輪葉片外表面及其平衡塊表面。目的是稀釋鹽酸霧氣中的鹽酸濃度并使鈦金屬表面處在鈍化態(tài)。改善鈦風(fēng)機內(nèi)部腐蝕環(huán)境，生產(chǎn)再生酸的濃度保持在180-200g/L，鹽酸霧氣溫度小于80℃、濃度小于1.7%。

2.6 風(fēng)機鈦葉輪脫落的原因分析及技術(shù)攻關(guān)措施

原因分析：葉輪芯部輪轂端密封蓋M6-6鈦螺釘螺紋間產(chǎn)生縫隙腐蝕，導(dǎo)致M6固定鈦螺釘脫落，從而引起葉輪芯部輪轂端密封蓋脫落、軸端M20定位鈦螺釘螺紋間產(chǎn)生縫隙腐蝕后脫落、碳鋼傳動軸與葉輪芯部輪轂配合面產(chǎn)生縫隙腐蝕，尤其是該碳鋼軸端在80℃酸霧中發(fā)生急劇腐蝕、造成鈦葉輪在高速旋轉(zhuǎn)中突然脫落的惡性事故。

技術(shù)攻關(guān)措施：將原葉輪芯部輪轂端密封蓋（圖2）進行結(jié)構(gòu)上、固定形式上的技術(shù)改進。原葉輪芯部輪轂端密封蓋是由均布的M6-6鈦螺釘固定（圖2）。改進后，新結(jié)構(gòu)的鈦密封蓋（圖3）采用M90*2的左旋內(nèi)螺紋連接固定形式。

3 使用效果

對上述技術(shù)攻關(guān)措施實施后，酸再生機組RVHS1/RU250K鈦風(fēng)機運行情況穩(wěn)定。幾年來未發(fā)生鈦風(fēng)機事故，實現(xiàn)廢鹽酸處理率100%，年減少經(jīng)濟損失150余萬元，徹底解決了該風(fēng)機因故障率高對帶鋼連續(xù)酸洗生產(chǎn)線的制約生產(chǎn)問題。

4 結(jié)束語

通過對帶鋼連續(xù)酸洗生產(chǎn)線酸再生機組進口RVHS1/RU250K鈦風(fēng)機運行過程中出現(xiàn)的各種故障的技術(shù)攻關(guān)、技術(shù)的消化吸收與創(chuàng)新，收到了良好效果，提高了腐蝕環(huán)境下大家對該特殊風(fēng)機的維護技術(shù)水平，改進后的鈦風(fēng)機故障率明顯降低。以上各技術(shù)成果的應(yīng)用能為國內(nèi)冶金、化工領(lǐng)域同類型設(shè)備的技術(shù)消化、吸收及自主創(chuàng)新、腐蝕環(huán)境下該類設(shè)備的維護、技術(shù)改進具有良好的借鑒作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]余國琮.化工機械工程手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[2][德] C.萊因斯M.皮特爾斯.鈦與鈦合金[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[3]張喜燕.趙永慶.白晨光.鈦合金及應(yīng)用[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[4]趙樹萍.呂雙坤.郝文杰.鈦合金及其表面處理[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003.endprint