海上油田動(dòng)力設(shè)備滑動(dòng)軸承故障分析

1、海上油田動(dòng)力設(shè)備滑動(dòng)軸承故障分析 本文主要基于燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組一種滑動(dòng)軸承故障現(xiàn)象，分析海上油田潤滑故障的主要影響因素，確定了故障原因，并給出了相應(yīng)對策。 機(jī)械設(shè)備潤滑故障在設(shè)備機(jī)械故障中所占的比例越來越大 ,不少專家認(rèn)為解決了設(shè)備的潤滑故障就等于解決了設(shè)備80 %機(jī)械故障。大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備，如電站汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等，通常采用滑動(dòng)軸承支撐，而滑動(dòng)軸承一旦發(fā)生潤滑故障，對機(jī)組的安全運(yùn)行往往會(huì)造成嚴(yán)重威脅。因此，分析和研究滑動(dòng)軸承潤滑故障，意義顯著。中海石油（中國）有限公司湛江分公司廣泛采用燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組作為海上油田主要?jiǎng)恿υO(shè)備，而由于機(jī)組工作環(huán)境特殊，維修困難，因此，加強(qiáng)機(jī)組的滑動(dòng)軸承潤滑監(jiān)控與管理尤為重

2、要。 本文主要針對中海石油（中國）有限公司湛江分公司海上油田主要?jiǎng)恿υO(shè)備的一種滑動(dòng)軸承故障現(xiàn)象，分析海上油田滑動(dòng)軸承潤滑故障的主要影響因素，確定了故障原因，并給出了相應(yīng)對策。 故障描述 中海中海石油（中國）有限公司湛江分公司采用siemens公司的typhoon機(jī)組作為海上油田發(fā)電機(jī)組，額定功率5200kw。 潤滑油采用的是美孚dte系列vg46號(hào)滑油。美孚石油公司的dte系列滑油，是常用的渦輪、齒輪、軸承、壓縮機(jī)、真空泵及液壓系統(tǒng)循環(huán)油。該系列滑油是由高度精練的基礎(chǔ)油加上抗氧化及防銹劑配制而成，不易乳化，具有優(yōu)異的防銹防腐蝕性能，包括抗鹽水腐蝕，以及良好的抗磨損性能。 2008年初，湛江分公

3、司潿洲終端gtg 1101b機(jī)組發(fā)生故障。機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，軸振偏高，報(bào)警停機(jī)。開機(jī)檢修發(fā)現(xiàn)，透平入口側(cè)承受徑向載荷的滑動(dòng)軸承（即圖1中編號(hào)27的部件）受損嚴(yán)重，從而導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)過高，無法正常運(yùn)行。 滑動(dòng)軸承常見故障及其影響因素 滑動(dòng)軸承常見故障包括磨損失效、氣蝕失效、油膜渦動(dòng)及油膜振蕩、軸瓦溫度過高等。 2.1.磨損失效 磨損失效包括磨粒磨損、粘著磨損、疲勞磨損及腐蝕磨損。 磨粒磨損通常是軸承表面與硬質(zhì)顆粒發(fā)生摩擦，造成軸承表面劃傷，材料脫落。對于燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組，潤滑油循環(huán)使用，可能帶來系統(tǒng)其它部位磨損的金屬顆粒，從而造成滑動(dòng)軸承磨粒磨損。此外，滑油受到泥沙、灰塵等污染，也容易造成滑動(dòng)軸承磨粒磨損。

4、 粘著磨損是滑動(dòng)軸承表面局部點(diǎn)被撕脫，形成凹坑或凹槽的一種磨損現(xiàn)象。由于軸承實(shí)際接觸面上應(yīng)力分布不均勻，某些點(diǎn)接觸應(yīng)力過高，形成粘著點(diǎn)，相對滑動(dòng)時(shí)會(huì)造成明顯的磨損。對于燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組，不平衡、不對中等因素往往很容易造成滑動(dòng)軸承粘著磨損。 疲勞磨損失效是滑動(dòng)軸承的一種常見故障。疲勞會(huì)使軸承首先產(chǎn)生裂紋，繼而裂紋擴(kuò)展，最終形成疲勞剝落。剝落坑通常呈大小不一的形狀，有時(shí)呈疏松的點(diǎn)狀，有時(shí)呈蟲孔狀。軸承的疲勞源主要有軸承表面受到的交變應(yīng)力，工作時(shí)磨擦熱和咬粘現(xiàn)象產(chǎn)生的熱應(yīng)力，以及鉛相腐蝕和滲出形成的疲勞源。 腐蝕磨損包括電化學(xué)腐蝕、酸腐蝕、硫化物腐蝕等。通常潤滑油氧化、酸化、乳化都會(huì)加速滑動(dòng)軸承的腐蝕磨

5、損。對于海上油田的燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組，由于所處環(huán)境潮濕，且鹽霧頻繁，潤滑油容易被氧化、酸化、乳化。因此，腐蝕磨損是海上油田滑動(dòng)軸承常見的一種失效形式。 滑動(dòng)軸承磨損失效的原因還有很多，如滑油供油不良、滑油溫度偏高而碳化，都會(huì)造成滑動(dòng)軸承的磨損失效。 2.2.氣蝕失效 氣蝕失效是潤滑油中的小油蒸氣氣泡，在滑動(dòng)軸承壓力較高區(qū)域破裂形成的壓力波造成?；瑒?dòng)軸承發(fā)生氣蝕失效，通常會(huì)在軸承表面出現(xiàn)不規(guī)則的剝落，但這種剝落一般較輕微。 2.3.油膜渦動(dòng)及油膜振蕩 軸承油膜渦動(dòng)及油膜振蕩，是由軸承油膜作用力引起的自激振動(dòng)造成的。通常，滑油溫度或油質(zhì)異常會(huì)引起油膜渦動(dòng)及油膜振蕩。 2.4.軸瓦溫度過高 軸承承載能力不

6、足，滑油供油不充分，油質(zhì)劣化，油膜渦動(dòng)劇烈，機(jī)組超載運(yùn)行等等因素，都會(huì)導(dǎo)致軸瓦溫度過高。軸瓦溫度偏高會(huì)加劇疲勞磨損，縮短軸承壽命；溫度過高時(shí)，甚至?xí)霈F(xiàn)燒瓦、拉罐等現(xiàn)象，導(dǎo)致軸承失效。 故障分析及處理 仔細(xì)觀察圖2及圖3，可以發(fā)現(xiàn)，滑動(dòng)軸承下半?yún)^(qū)較上半?yún)^(qū)受損更為嚴(yán)重，這與旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)行時(shí)受重力影響有關(guān)。此外，還可以發(fā)現(xiàn)，滑動(dòng)軸承上半?yún)^(qū)只有少量磨損造成的線性痕跡，可與主軸外表面周向的磨損痕跡對應(yīng)；而軸承下半?yún)^(qū)則不單單有磨損造成的線性痕跡，還有由溫度過高造成大塊的燒蝕塊。根據(jù)這些現(xiàn)象，可以確定滑動(dòng)軸承的故障類型為磨損失效或軸瓦溫度過高導(dǎo)致失效。 由于機(jī)組工作環(huán)境潮濕，且多鹽霧，潤滑油在這種環(huán)境下長期

7、循環(huán)使用，容易氧化、乳化、酸化。潤滑油的氧化、乳化、酸化，都會(huì)導(dǎo)致滑油粘度下降，滑動(dòng)軸承工作表面不能形成良好的油膜，降低滑油的潤滑效果，使金屬處于直接接觸的摩擦狀態(tài)，應(yīng)力集中嚴(yán)重，摩擦磨損嚴(yán)重，發(fā)熱大，造成滑動(dòng)軸承磨損甚至燒損。但是，考慮到該機(jī)組2007年才安裝調(diào)試完成，運(yùn)行時(shí)間較短；而選用的滑油又不易乳化，具有良好的抗氧化性、防腐蝕性及抗磨損性。因此，可以排除滑油性能變化從而導(dǎo)致滑動(dòng)軸承潤滑故障。 不但滑油性能變化會(huì)導(dǎo)致潤滑故障，滑油供油量不足也會(huì)導(dǎo)致潤滑故障。供油量不足，會(huì)造成部分軸承工作面不能充分形成油膜，從而導(dǎo)致邊界摩擦，甚至干摩擦，引起軸承摩擦副磨損或者燒損。 根據(jù)這一思路，結(jié)合siemens公司專家指導(dǎo)意見，更換滑動(dòng)軸承后，采取了如下對策：3.1.清洗過濾器及濾芯，保障油路暢通，避免供油量不足。 3.2.檢查滑油泵，確保滑油供油壓力及供油量。 3.3.加強(qiáng)管道密封，堵塞漏油通道。 再次啟動(dòng)后，機(jī)組運(yùn)行正常。由此，可以確定，此次滑動(dòng)軸承磨損及燒損是由于潤滑油供給不足導(dǎo)致。 4.1.潿洲終端gtg 1101b機(jī)組2008年發(fā)生的滑動(dòng)軸承潤滑故障是由潤滑油供給不足導(dǎo)致的。 4.2.滑動(dòng)軸承潤滑故障的影響因素繁多，需綜合考慮各方面的影響因素。 4.3.海上油田動(dòng)力設(shè)備由于工作環(huán)境潮濕，且多鹽霧，潤滑