凝聚釜搅拌器桨叶改造

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  [摘 要]分析凝聚釜桨叶断裂原因,对桨叶进行改造强化处理,提高了搅拌器使用寿命,增加了设备管理经验,达到稳定生产的目的。
  [关键词];凝聚釜;搅拌器;桨叶改造;断裂;
  中圖分类号:TQ330.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)44-0008-01
  前言: CBY-1380-140S1系列搅拌器,是我厂新橡胶装置凝聚单元的关键设备,其输出功率90Kw,转速125r/min;操作介质为热水和橡胶颗粒.
  2012年橡胶装置扩建,新增加6台凝聚釜,其中搅拌器选型为CBY-1380-140S1系列的搅拌器,该搅拌器在开工后运行至2015年7月份检修时,发现B线2号釜桨叶断裂。随后6台搅拌器不同程度都发生过桨叶断裂的情况。此故障严重的影响了生产的平稳运行,对下游装置生产造成严重的影响,对该搅拌器桨叶断裂进行分析、改造成为我们当前的主要任务。
  原因分析;
  CBY-1380-140S1系列搅拌器桨叶材质为OCr18Ni10Ti,断口处宽度270mm,厚度12mm。
  仔细观察我们发现桨叶断裂是顺着搅拌器旋转方向撕裂的,同时断裂处位于搅拌器与桨叶连接螺栓孔处,属于受力薄弱、应力集中处。
  从桨叶断口我们还可以看出,桨叶断裂处表面较为平直,呈现脆性断裂的特征,呈细瓷状,无金属光泽,无明显宏观塑性变形迹象。采用20倍放大镜仔细观察断口表面,整个断口可见到疲劳弧线,平整、光滑,断口呈现疲劳断裂特征。
  通过光谱分析,桨叶材质为OCr18Ni10Ti材质,与原始设计材质一致。
  我们通过对断裂的桨叶进行扫描电镜分析,发现断口处有多道并行的疲劳辉纹。
  由以上分析可知,凝聚釜搅拌器桨叶断裂的主要原因有以下几点:
  1、桨叶运行时承受有交变载荷,易形成疲劳裂纹。
  2、断裂处为桨叶固定螺栓孔处,易产生应力集中。
  综上所述,凝聚釜桨叶断裂,是在桨叶固定螺栓孔受力集中处,由于现场运行时产生的交变载荷作用于桨叶,导致桨叶形成了裂纹源,并且裂纹以疲劳的方式进行扩展,最终导致断裂失效。
  根据以上分析的原因我们对凝聚釜桨叶进行了改造:
  1、降低、消除交变载荷
  我们发现凝聚釜在正常运行时,釜内介质液位正好处于桨叶下沿,设备运行时,由于其它桨叶的搅动,导致介质波动起伏,使得上层桨叶在介质表面形成拍打水面的现象,从而引起桨叶造成反复受力。通过与生产车间沟通,我们调整釜内介质的液位高度,将液位降低至桨叶以下或者漫过桨叶,从而消除因介质液位而造成的交变载荷。
  2、消除桨叶应力集中,增强桨叶强度
  由于桨叶固定螺栓处开有螺栓孔,对桨叶整体强度有所影响。我们通过对桨叶背面进行补焊、加强,从而将强桨叶开螺栓孔处的强度,消除应力集中。
  车间利用已断裂的桨叶,在断裂处重新加工焊接坡口,对其进行焊接处理。考虑到桨叶近端有连接螺栓孔,由于开孔造成桨叶抗拉能力下降。焊接完毕后,我们对桨叶背面进行了加强处理,增加了三道补强筋,用来达到进一步加强桨叶近端受力能力的目的,焊接后表面做打磨处理,以免运转中粘黏物料。三道加强筋的重量基本保持一致,保证了桨叶改造后运转中动平衡不会有太大的变化。
  对于新的备件,我们也按照以上原来对桨叶做了加强处理,保证了桨叶近端受力能力,避免现场出现桨叶断裂的情况再次发生。
  改造后,现在现场设备运行正常,未发生桨叶断裂现象,自改造以来,6个月内降低设备故障停车4台次,节省备件费25万余元,减少检修时间128小时/人次。不仅为企业降低了维修成本,同时还减轻了劳动强度,最大限度的稳定了装置的安全生产。
  参考文献
  1、朱有庭、曲文海 于浦义 化工设备设计手册(上册) 化学工业出版社,2004
  2、搅拌传动装置 HG/T21563~21572-1995,HG/T21537.7~8-1992 化工出版社
  3、王松汉 石油化工设计手册第一卷 化学工业出版社
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  5、合成橡胶工业(合订) 合成橡胶工业 1988年
  作者简介:吕志刚,男,2007年毕业于长春工业大学,现任大庆石化公司化工三厂综合车间助理工程师。王东波,男,1987年毕业于黑龙江省克山县技校机电专业,现任大庆石化公司化工三厂综合车间钳工班班长,机泵维修钳工技师。
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