4M50—240/219—BX型二氧化碳压缩机事故案例分析
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摘要：4m50-240/219-bx型二氧化碳压缩机因震动引发的一级活塞体撞裂，二级气缸基础地脚螺栓孔出现裂纹，地脚螺栓及二级气缸与连接体紧固螺栓拉断，气缸镜面拉毛的事故，改进活塞体导向环固定板材料及固定方式，二级气缸前调整支架的结构像是，消除震动源，解决设备运行过程由震动导致的设备问题。
关键词：压缩机振动 二段气缸基础 调整支架 螺栓断裂 气缸镜面拉毛 改进结构 修复
4M50-240/219-BX型二氧化碳压缩机是沈阳透平机械股份有限公司为浩化分公司尿素车间生产的配套设备。其作用是将造气车间送来的二氧化碳气体通过五级压缩产生高温高压气体进入尿素合成塔与塔内液氨反应生成甲胺，脱水后产生尿素，压缩机是否正常运行，直接影响我公司尿素生产计划。
一、 压缩机的结构与主要技术参数
1.4M50-240/219-BX型往复活塞式压缩机为四列、五缸、五级压缩，气缸为对称平衡式布置，具有较好的动平衡性。由电动机通过刚性连接直接驱动。
2.主要技术参数如表
二、事故现象
2012年11月4日零晨2时，压缩机现场操作人员发现二级气缸有异常响声，气缸摆动较大，紧急停车，打开各级泄压阀门做停车处理。随后检修人员进入现场对该压缩机进行检查，发现二级气缸调整支架紧固地脚螺栓被拉断，混凝土基础地脚螺栓位置被震裂，拆开一级、二级气缸缸头，盘车发现一级活塞体碰击痕迹并有裂纹，二级气缸镜面拉毛，拆检各级主轴瓦、连杆，二级接头及连杆大、小头瓦均为发现问题。
三、事故原因
压缩机在运行过程中，二级气缸前调整支架地脚螺栓产生震动，操作人员在巡检时未及时发现，在二级气缸轻微震动的状态下，没有联系检修人员处理，导致气缸振幅增大，摆动幅度增加，造成气缸前调整支架地脚螺栓断裂，引发气缸与连接体击鼓螺栓断裂，一级活塞体导向环固定板锁紧螺钉脱落，固定板脱离活塞体沟槽进入气缸，击裂活塞体、二级气缸镜面拉毛。由于停车处理及时，压缩机没有造成更加严重的设备事故。
四、压缩机的事故处理及部件改进
1.压缩机拆检
将压缩机各级主轴承连杆、二级十字头、连杆大、小头瓦拆下，曲轴吊出，经检查未发现问题，对磨损轻微的轴瓦进行刮研处理。
2.将二级缸拆下，取出拉断的紧固螺栓，返厂更换气缸缸套
3.部件的改进
3.1一级活塞体导向环固定板改进
一级活塞体为铝合金材料，导向环采用120°碳素纤维聚乙炔四氟材料。固定板材料为铸铁并钻有四个φ8min的孔，采用M6的碳钢沉头螺钉固定在导向环两侧。当气缸震动较大时，沉头螺钉松动脱落，固定板脱离进入气缸。此次改进将固定板换成比活塞体材质硬度低的铝板，沉头螺钉材质为铝钉并与固定板焊接成一体，避免紧固螺钉脱落。
3.2气缸前调整支架的改进
压缩机二级前调整支架，混凝土基础因震动出现裂纹，地脚螺栓孔处混凝土强度已不能满足压缩机设计要求，重新制作混凝土基础，并在基础中埋制两根改造后的前调整支架紧固螺栓，增长了气缸前调整支架的紧固地脚螺栓螺纹长度，利用螺母锁紧第一个紧固螺母。将气缸前调整支架底板两侧采用焊接方式增设两侧加强板钻孔，与混凝土内预埋的两根紧固螺栓配合把紧，以增加调整支架固定强度。改进前、后调整支架如图：
4.压缩机的修复
4.1事故发生后对压缩机所有地脚螺栓、气缸紧固螺栓进行检查并紧固。
4.2二级气缸从厂家修复返回后，在安装前对气缸进行清洗并用空气吹净，气缸冷却水腔进行密封性水压试验，确保气缸水腔无渗漏现象。新气缸缸套进行装配尺寸效验，以保留原始安装数据。
4.3将二级气缸就位后，当采用拉钢丝找正，应以十字头滑道中心线为基准找正气缸的中心线，其同轴度的偏差应在：轴向倾斜≤0.06，径向位移≤0.15，二级气缸直径=720mm，其倾斜方向应与十字头滑道方向一致，如超差时应使气缸做水平或径向位移，或刮研接筒与气缸止口处连接平面进行调整，不得采用加偏垫或施加外力的办法强制调整。测量二级气缸轴向倾斜为0.13mm，径向位移为0.10mm符合标准值。
4.4采用水平找正阀在气缸镜面上用合像水平仪进行测量，二级气缸水平度为0.04mm/m符合标准值。
五、修复后的效果
压缩机经过修复后，化工车间进行了空负荷和负荷试车，二级气缸没有因压缩机气体的脉冲产生振动，前调整支架的 改进减轻了二级气缸振幅，达到了消除振动源的效果。
六、结束语
浩化分公司尿素车间4M50-240/219-BX型二氧化碳压缩机时尿素生产的关键设备，其完好性决定了工厂的尿素产量，压缩机的微小事故未能及时发现，引发了压缩机的重大事故，造成了设备损伤，尿素生产系统减产，给工厂带来不可估量的经济损失。小事故大伤害，在今后的化工生产中要引以为戒，吸取教训，一定加强操作人员现场巡查工作，及时发现设备的缺陷，将问题处理在萌芽状态，为企业减少经济损失。