离心式空压机叶轮、叶片的结构和防腐措施
叶轮是离心式空压机唯一做功的心脏部件,而高转速、大流量、高压力比、 大功率和变工况等苛刻工作条件对叶轮的设计、制造技术、加工精度及维护提出 了更高的要求。
一旦发生叶轮损坏、叶片断裂甚至解体破坏事故,不仅损坏转 子,而且随转速增加将引起剧烈的振动,使其无法操作,严重威胁空压机连续、 安全稳定运行,将造成巨大的经济损失。
离心式空压机叶轮多采用焊接和铆接的结构形式。
叶轮损坏多发生在离心力 最大的叶轮外缘和应力较高的轮盖进口侧以及铆钉的松动或断裂部位,也有的叶 轮前盘连同叶片从与后盘焊接处发生断裂。
通过大量事故分析表明,叶轮破裂的断面无明显的塑性变形,几乎全部是宏观脆断。
因此,叶轮破坏大部分属于应力腐蚀,其次是疲劳腐蚀。
应力腐蚀是指叶轮材料在受到应力和腐蚀的双重作用下产生应力腐蚀裂纹而 导致的脆性断裂。
应力腐蚀裂纹一是由于局部腐蚀引起的,二是在腐蚀环境中, 材料因腐蚀反应生成氢气从而产生裂纹并扩展,后一种属于氢脆断裂。
疲劳腐蚀是指叶轮在处于振动的状态下,受到交变应力和叶轮与轴的复合振 动应力的双重作用,在其薄弱部位产生局部变形,以致超过材料的疲劳极限而产 生裂纹。
随叶轮的连续不断地振动,裂纹逐渐扩展最后导致叶轮疲劳断裂。
石油化工用离心空压机输送的介质大多具有较强的腐蚀性,例如CO2、 NH3 等。
即使是空气空压机,由于空气和工业烟气中含有SO2、SO3 等酸性气 体,湿度大时将形成亚硫酸、硫酸,它们对叶轮都有不同程度的腐蚀作用。
裸露的叶片长期受气体和酸泥的腐蚀,在没有进行定期检查或段间冷却器、分离器液 面指示失真、报警失灵情况下,使下一段入口气体带有酸性。
在焊接叶片的焊接 缩孔、气孔处形成腐蚀坑,同时伴有部分氢渗现象,易形成疲劳源,致使叶片在 受到高应力和腐蚀时发生脆性断裂。
气体与酸泥腐蚀可采取如下措施: 采用耐腐蚀高强度的不锈钢焊接叶轮,焊 后进行热处理,其表面进行防腐涂层保护。
尽可能降低工艺气中CO、COZ 的含 量; 定期排出中间冷却器内所生成的含有亚硫酸、硫酸的冷凝水,使其导出机外。
安装高效的吸气过滤器(如脉冲式高效过滤器),以降低空压机、风机进口的流 速,减少空气中所含的雾状水滴与粉尘; 严格检查叶轮的腐蚀情况,并及时清除 叶轮内部和表面的沉积物。