淺談LW450*730臥式螺旋卸料沉降離心機的故障分析與處理措施
技術(shù)支持
在江漢鹽化的漂粉精生產(chǎn)中，LW450*730型臥式螺旋沉降離心機是關(guān)鍵的設(shè)備，臥式螺旋沉降離心機是利用離心沉降原理分離懸浮漿料的機器，對0.005～3mm范圍內(nèi)的固相顆粒，比重差較大的固液懸浮漿料，均可進(jìn)行固液兩相分離和顆粒分級。但是隨著現(xiàn)運行生產(chǎn)裝置的臥式螺旋沉降離心機長周期運行，離心機轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁、內(nèi)螺旋等部件磨損損壞較為嚴(yán)重，在使用過程中設(shè)備故障頻繁，分離效果下降，嚴(yán)重影響了漂粉精的正常生產(chǎn)。為解決離心機存在這些問題，本文將結(jié)合LW450*730型臥式沉降離心機在漂粉精生產(chǎn)過程中的使用情況及曾經(jīng)發(fā)生的非常見故障，從操作、日常維護及檢修等多個角度探討避免LW450*730-Ⅰ型離心機在漂粉精生產(chǎn)運行中發(fā)生類似非常見事故的診斷方法和進(jìn)一步改進(jìn)提高的預(yù)防措施。
1 LW450*730臥式沉降離心機的工作原理
LW450*730型臥式螺旋沉降離心機為漂粉精生產(chǎn)的特護設(shè)備，主要是把濕的固態(tài)次氯酸鈣濾餅從氯化漿料中分離出來，用強制離心把母液和固態(tài)次氯酸鈣晶體分離，固態(tài)濾餅的水分含量是40～50%。主要的工作原理是離心機啟動到全速后，懸浮漿料由進(jìn)料管進(jìn)入離心機螺旋內(nèi)，漿料通過螺旋內(nèi)的出料孔進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓，在離心力的作用下，比重較大的固相物料沉附到轉(zhuǎn)鼓壁上，形成一個環(huán)形的固相層，螺旋輸送器在差速器（保證差轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的裝置）的作用下，實現(xiàn)了于轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速、差轉(zhuǎn)速的無級可調(diào)，可適應(yīng)相對的流量、濃度的變化，保證了良好穩(wěn)定的分離效果。螺旋與轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生相對的差轉(zhuǎn)速，將脫水后的固相沉渣從圓錐轉(zhuǎn)鼓的小端出渣口推出，比重輕的澄清液從圓柱端的溢流口溢出，如此連續(xù)不斷地工作，達(dá)到連續(xù)分離的目的。
2 常見的LW450*730臥式螺旋卸料沉降離心機故障
作為高速旋轉(zhuǎn)的設(shè)備，正常的潤滑油品缺失或變質(zhì)等導(dǎo)致軸承溫度升高，以及異物進(jìn)入所造成的震動和瞬間電流的異常等常見故障在日常設(shè)備管理中得到較好的把控。
3 非常見故障診斷及預(yù)防
由于漂粉精物料具有高腐蝕的特性，在離心機的使用過程中，由于硬度相對較小的鈦質(zhì)螺旋葉片和轉(zhuǎn)鼓直接與晶體以及介質(zhì)中夾帶的硬質(zhì)雜質(zhì)接觸，離心機高速運轉(zhuǎn)時沖擊磨損不可避免。雖然這種離心機的螺旋葉片外沿安裝有耐酸堿耐磨陶瓷片，但經(jīng)過長周期使用，螺旋輸送器耐磨陶瓷片破裂、脫落造成螺旋葉片、外轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁磨損等現(xiàn)象仍會發(fā)生，如果控制得當(dāng)，簡單維修，維持平衡后就可再次投入使用，否則，就會造成設(shè)備返廠大修，不僅費用高，檢修周期長，并且會影響鈦質(zhì)設(shè)備的基材壽命。這類非常見故障包括：
（1）離心機轉(zhuǎn)鼓螺旋及內(nèi)壁磨損嚴(yán)重。
（2）離心機內(nèi)螺旋葉片耐磨瓷片大面積脫落，螺旋鈦質(zhì)基座深度磨損。
（3）長期磨損造成各部件配合間隙尺寸增大。
起初，此類非常見故障都屬于事后被動維修，以下是對于關(guān)鍵設(shè)備離心機怎樣能杜絕類似故障的重復(fù)發(fā)生，怎樣預(yù)知設(shè)備隱患、主動維修，延長設(shè)備完好時間，應(yīng)予以補救措施。
（1）離心機轉(zhuǎn)鼓螺旋及內(nèi)壁磨損嚴(yán)重。離心機在運行中，由于漿料進(jìn)入高速運轉(zhuǎn)的離心機中直接與螺旋和轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁接觸，漿料中的晶體對轉(zhuǎn)鼓螺旋和轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁長時間摩擦，導(dǎo)致螺旋葉片和轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁的嚴(yán)重磨損，影響分離效果，給生產(chǎn)帶來影響，使裝置產(chǎn)能下降，同時離心機故障頻繁，檢修次數(shù)多，投入大量的人力、物力，導(dǎo)致維修費用不斷增加。
處置措施：
①離心機螺旋安裝陶瓷片，增加螺旋葉片的耐磨性。離心機螺旋上采用粘貼或螺釘固定的方式安裝了近350片左右獨立陶瓷片，利用陶瓷片的耐磨性能有效保護離心機轉(zhuǎn)鼓螺旋的磨損，增加螺旋葉片的耐磨性，確保了分離的效果，降低離心機故障的頻次，節(jié)約維修成本。
②對離心機轉(zhuǎn)鼓筒體內(nèi)壁采取涂抹耐磨涂層處理。傳統(tǒng)修復(fù)工作基本采用氬弧焊補焊工藝，由于轉(zhuǎn)鼓筒體直徑為φ480毫米，壁厚僅為13毫米，直接進(jìn)行焊接修復(fù)易造成轉(zhuǎn)鼓熱變形，且焊補質(zhì)量不穩(wěn)定，工作操作難度大，焊后修磨量大。而目前市場上有性能較好的耐磨修復(fù)產(chǎn)品，其采用聚合陶瓷高分子耐磨技術(shù)，對于各種不同磨損機理、不同流速、不同溫度、不同顆粒大小、不同酸堿介質(zhì)等工況，有針對性地設(shè)計不同的工藝配方，涂層與基體結(jié)合強度高，耐磨性好，操作工藝方便快捷。
離心機筒體修復(fù)采用了北京新天山TS228耐磨涂層（倍造耐）產(chǎn)品，該產(chǎn)品不流淌，成型性好，涂層厚度可達(dá)30mm，與基體結(jié)合強度高，附著力強，固化速度快，操作工藝性好，可進(jìn)行大面積耐磨修復(fù)及預(yù)防護耐磨性好，適合于中等負(fù)荷的粗顆粒磨損工況如：溜槽、旋流器、振動篩、離心機等。
（2）內(nèi)螺旋葉片耐磨瓷片大面積脫落，螺旋鈦質(zhì)基座深度磨損。離心機在長期使用過程中，由于漂粉精漿料中含有部分堅硬的顆粒（小石子）物，使其夾在轉(zhuǎn)鼓與螺旋之間，由于陶瓷片較脆，碰撞時極易破碎，造成破碎后的陶瓷片卡在轉(zhuǎn)鼓與螺旋之間，造成其他正常的瓷片隨之破碎的脫落，就將離心機螺旋片基體（＞15mm）磨損的非常嚴(yán)重，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁磨出多條凹槽，深度大于3mm以上，嚴(yán)重的深達(dá)6mm，寬8mm。由于陶瓷片脫落，造成螺旋葉片直接與沉渣接觸，由于沉渣和葉片間的相對運動，導(dǎo)致螺旋葉片急劇磨損。由于螺旋葉片磨損量較大，造成螺旋輸送沉渣能力顯著下降，沉渣的濕含量增加，對工藝造成較大影響。同時，由于螺旋與轉(zhuǎn)鼓筒體的徑向間隙增大，使離心機的分離效果不好，達(dá)不到漂粉精漿料的分離工藝要求。同時，由于螺旋與轉(zhuǎn)鼓筒體的徑向間隙增大，使離心機的分離效果不好，達(dá)不到漂粉精漿料的分離工藝要求。
同時隨著轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的沉渣漿料填滿溝槽，由于轉(zhuǎn)鼓本體質(zhì)量增加不均布，導(dǎo)致離心機分離效果差、平衡失去，振動大。造成磨損主要有兩個因素：
①離心機所分離的漿料內(nèi)含有大顆粒硬質(zhì)雜物在通過離心機螺旋和外轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁時，與安裝螺旋上的耐磨瓷片產(chǎn)生摩擦，甚至卡碰，造成瓷片快速磨損和崩落，這些顆粒來源主要是原料石灰攜帶的礬石、砂礫等。
②離心機轉(zhuǎn)鼓振動造成基座上的陶瓷片斷裂脫落，而外轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁與內(nèi)螺旋葉片外沿只有1～3毫米配合間隙，耐磨陶瓷片有5毫米厚，一旦陶瓷片斷裂脫落，如能被螺旋葉片推出去還好，否則被卡在某個位置就會出現(xiàn)耐磨瓷片的大量迅速脫落問題，并有可能對離心機外轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁產(chǎn)生切割性劃傷。表觀上，離心機的運行工況無明顯變化，但失去耐磨瓷片保護的螺旋鈦質(zhì)基座就會迅速磨損。
處理措施：離心機螺旋葉片焊接修復(fù)，并鑲固陶瓷片。
針對各離心機螺旋葉片磨損情況，采取了兩種修復(fù)方法， 種為去除全部螺旋葉片，在筒體直接焊接葉片成型，其成型后的螺旋葉片強度高，但焊接時葉片螺旋曲線不易控制。第二種為去除部分葉片，在剩余葉片上對焊同等厚度鈦板成型。其葉片螺旋曲線在焊接時較易控制，但成型后螺旋葉片強度較低。
螺旋葉片修復(fù)完成后，對內(nèi)螺旋的螺旋葉片焊接修復(fù)，螺旋葉片增加陶瓷片座，鑲耐磨陶瓷片，并用鈦螺釘固定。滿足內(nèi)螺旋葉片與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)面配合間隙在指標(biāo)范圍內(nèi)。從而有效防止陶瓷片脫落，避免了螺旋葉片直接與沉渣接觸，造成葉片磨損。
（3）長期磨損造成各部件配合間隙尺寸增大。由于離心機的長時間運行，各部件磨損損壞較為嚴(yán)重，配合間隙增大，造成離心機軸承跳動明顯，引發(fā)離心機整機振幅增大，影響設(shè)備運行。通過對磨損后的離心機各部件的現(xiàn)場實測，各部件磨損后的配合情況如下表：
配合部位 | 實測尺寸 | 配合間隙 | 結(jié)論 |
轉(zhuǎn)鼓帶輪端軸徑 | φ108-0.05 | 間隙0.43 過盈0.15 | 帶輪孔明顯橢圓變形，配合差 |
帶輪內(nèi)徑 | φ108+0.38/-0.20 | ||
轉(zhuǎn)鼓差速器端軸徑 | φ108-0.02 | 間隙0.07 過盈0 | 差速器法蘭孔徑微橢圓變形，配合較差 |
差速器法蘭內(nèi)徑 | φ108+0.05/-0.02 | ||
主軸承（帶輪端）軸徑 | φ110-0.06 | 與軸承配合 | 配合差 |
螺旋軸（帶輪端）軸徑 | φ75+0.04 | 間隙0.28 | 配合差 |
軸瓦（帶輪端）內(nèi)徑 | φ75+0.32 | ||
螺旋軸（差速器端）軸徑 | φ75+0.05 | 間隙0.32 | 配合差 |
軸瓦（差速器端）內(nèi)徑 | 0.75+0.37 | ||
螺旋推力軸承軸徑 | φ70-0.07 | 與軸承配合 | 配合差 |
根據(jù)上表可以看出，離心機長期運行，各部件持續(xù)磨損造成各部件配合間隙尺寸增大，無法保證離心機分離效果，達(dá)不到漂粉精生產(chǎn)工藝的要求。
處理措施：
①對轉(zhuǎn)鼓帶輪端及差速器端兩處配合進(jìn)行修復(fù)。具體措施為對帶輪及差速器法蘭孔進(jìn)行焊接并加工至尺寸φ108H7，并對帶輪及差速器法蘭等部位進(jìn)行同軸度、跳動度等相關(guān)形位公差檢查，滿足各項尺寸配合要求。
②更換兩端螺旋軸瓦，要求與螺旋軸徑配合間隙在0.04-0.08之間。
③對轉(zhuǎn)鼓主軸承軸徑及螺旋推力軸承軸徑進(jìn)行噴涂加工，滿足尺寸配合要求。
4 建議及結(jié)論
漂粉精LW450*730臥式螺旋卸料沉降離心機故障分析及維修處理措施是在平時工作中結(jié)合相關(guān)專業(yè)知識總結(jié)整理而成的。由于漂粉精物料含有碳酸鈣顆粒，又含有強氧化作用的次氯酸鈣，所以該物料在高速分離過程中對設(shè)備既產(chǎn)生高強度的磨損，又具有強腐蝕性。所以在漂粉精生產(chǎn)中，該離心機上述故障現(xiàn)象較具典型性，通過狀態(tài)監(jiān)測及時診斷設(shè)備運行狀態(tài)，以離心機的實際狀況為依據(jù)、根據(jù)生產(chǎn)需要制定出預(yù)知性維修計劃的維修體制。預(yù)知性維修要求：不斷地測知表征設(shè)備實際狀態(tài)的參數(shù)；對測得參數(shù)進(jìn)行分析、判斷，做出是否發(fā)生故障以及故障類型、故障程度的評價；推測離心機狀態(tài)的發(fā)展趨勢，估算出較佳的維修時機。預(yù)知性維修實現(xiàn)了需要停車時才停車；需要更換零部件時才更換；需要維修什么項目才維修什么項目，既不讓設(shè)備帶病超期使用，也不要過度維修。積極開展主動維修，預(yù)知維修，改進(jìn)提高檢維修技術(shù)，有效延長設(shè)備完好使用時間，降低維修費用。不斷完善LW450*730-Ⅰ離心機的維修方式，為漂粉精裝置平穩(wěn)連續(xù)生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
