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　　摘　要：介紹了腈綸真空水洗機的作用、技術參數、結構和故障現象。通過對真空轉鼓過濾機軸頸磨損原因分析診斷，對轉鼓軸頸磨損部位采取高分子修復劑填充與在線鑲套復合修復法進行修復，使該濾機投入正常運行。
　　關鍵詞：軸頸；磨損；修復
　　安慶分公司腈綸部聚合裝置4條聚合生產線采用的是美國STELLING公司工藝技術。它將丙烯腈、醋酸乙烯、甲基丙烯磺酸鈉加以共聚生產聚丙烯腈，它含聚合、脫單、水洗等工序。其主要設備均為單臺生產。水洗工序主要由真空轉鼓過濾機（該部稱之為水洗機）來完成。水洗機將聚合釜反應生產的聚丙烯腈漿料，經過脫單工序處理后，在該機上洗去未脫凈的殘余單體及可溶性雜質及低聚物，達到工藝要求。水洗機由真空泵提供負壓，對轉鼓內部抽真空，使轉鼓內外形成壓差，丙烯腈漿料、雜質、小分子等隨液相抽到轉鼓內，固相附著在轉鼓表面，完成固液相分離，隨后濾餅又由脫鹽水溶解，經攪拌后進入下道工序。該真空轉鼓過濾機由美國EMCIO公司生產，能連續生產，過濾面積10.5m²，處理量達18～24m³/h，能滿足該裝置連續生產的需要。
　　真空轉鼓過濾機是轉筒式過濾干燥機械，轉鼓直徑1.8米，轉鼓長度1.83米，含兩端軸長達2.8米。轉鼓兩側的支承軸為空心結構，軸頸部位經過加工處理后，作為滑動軸承軸頸。主、從端軸頸尺寸分別為279.4毫米（11英寸）、 406.4毫米（16英寸），轉鼓軸瓦材料為浸油膠木，哈弗結構，采用脂潤滑。轉鼓重約4噸，正常轉速3～5轉/分，是典型的重載低速設備（如圖1）。
　　1　故障現象
　　該廠真空轉鼓過濾機于1995年投用，多年來運行較為平穩，但在近二、三年的檢修中，先后發現該機轉鼓軸頸出現磨損現象。由于該機轉鼓重達4噸，外形尺寸龐大，安裝位置特殊，移出檢修需大型吊裝設備、施工難度大，且移出檢修工期長，影響生產，因此一直未做徹底的檢修。整機拆卸、移出、吊裝、安裝復位難度都非常大，且外出加工修復需要的工期也較長，也是生產所不允許的。為了維持設備運轉，改善潤滑狀況，增加軸瓦的更換次數等等，雖能延緩軸頸磨損速度，但無法從根本上消除設備隱患。 
　　2007年5月，真空轉鼓過濾機A臺蝸輪蝸桿減速機油溫出現異常升高現象，并且呈現出上升的趨勢，Z高時溫度近90℃，繼續運行會損壞減速機。停車檢修后發現真空轉鼓軸頸磨損非常嚴重，與軸瓦結合面均出現深度磨損，部分部位深度達3～4mm，（磨損情況如圖2所示）。如果再繼續運行，對轉鼓過濾機的損壞將是破壞性的。
　　2　原因分析
　　造成真空轉鼓過濾機軸頸磨損的原因是多方面的，主要有以下幾個方面。
　　（1）正確材質的軸瓦，對保護轉鼓軸頸、提高軸瓦使用周期非常關鍵。軸瓦材質過于疏松，則很容易被磨損，增加軸瓦更換頻次，加大檢修成本；軸瓦材質過于堅硬，則會加大軸頸的磨損，造成機體損壞。軸瓦材料應選用軟硬適當、抗腐蝕能力強、自潤滑好的材料。該廠運行初期采用的是油浸膠木，表面經拋光處理，材料軟硬適當，摩擦系數小，對軸頸影響小，后來該材料在供應上出現短缺，改用PVC材料，PVC硬度偏高，自潤滑能力較差，對轉鼓軸頸造成一定程度的損傷。 
　　（2）聚合物淤漿是帶有腐蝕性的懸濁形物料，濾機工作時，物料附著在轉鼓表面，轉鼓頂部有水洗噴淋裝置，高速噴射的噴淋水噴淋到物料表面，會有少量聚合物淤漿濺至軸頸位置，對軸頸和軸瓦造成腐蝕，特別的，物料是帶有顆粒性質的聚合物，容易在軸頸部位淤積，部分物料進入摩擦副，形成磨粒，加劇對軸頸和軸瓦的磨損。 
　　（3）轉鼓轉速低，負荷重，轉鼓軸頸部位采用脂潤滑，采用人工加脂。如上所述，物料進入轉鼓摩擦副后，不僅加劇軸瓦軸頸的磨損，還會堵塞軸瓦上的潤滑脂流道，造成潤滑脂不能被送至潤滑部位，從而形成干摩擦，加劇軸頸的磨損。 
　　（4）由于該機是連續生產，轉動部件多，在日常的維護消缺中，如果轉鼓水平度裝配未達到要求，會造成轉鼓和軸頸傾斜，使軸頸與軸瓦接觸面積減少，造成局部受力部位壓力增大而使軸頸磨損加劇，形成偏磨。
　　修復目標：應對磨損嚴重的軸頸進行徹底修復，恢復軸頸原有尺寸，并確保軸頸表面具有較好的機械強度和耐磨性；其次，要消除現行工況下造成軸頸磨損的外在影響因素，確保軸頸長周期運行。 
　　3　軸頸修復
　　對磨損部位進行堆焊，再采用車削或磨削的方法達到規定尺寸。但是，大型可移動在線車削工具很少，且現場工藝管線較多，檢修空間狹小，即使有設備也無安裝位置，再者，在線加工質量也很難達到要求，因此此方案不可行。電刷鍍雖然能克服上述困難，但修復后的鍍層結合強度比較低，耐磨性差，且鍍層的厚度有限，因此不能用來修復磨損嚴重的轉鼓軸頸；至于脈沖顯微熔結法和自熔電極焊接法，雖很好的彌補了以上2種方法的不足，但同樣存在大面積修復磨損面時難度大、工作效率低的問題，修復后需要機加工來達到工藝要求。高分子修復劑在線修復技術可以對磨損軸頸進行修復，修復后無需進行機械加工即可達到規定尺寸，檢修時間短，對生產影響很小。另一方面，高分子能很快與修復基體結合，不會對修復件造成應力和變形，結合強度高，耐磨性能好。但由于修復過的高分子表面粗糙度較高，達0.64μm以上，作為滑動摩擦付表面的修復存在先天缺陷。 
　　高分子修復劑填充與在線鑲套復合修復法是首先按軸頸尺寸制作出鑲套件（軸套），然后在軸頸磨損面上涂裝高分子修復劑至一定厚度，再將軸套套裝在已涂滿高分子修復劑的軸頸上，待修復劑基本干燥成型后，將軸套兩端面與與軸頸間斷焊接，加強軸頸與鑲套件間的連接強度，避免鑲套件與母體脫離。該方法的優點是軸套可以預先加工成型，能保證表面的機械強度及粗糙度，高分子修復劑能很好的填充滿原軸頸與軸套間的空隙，且修復劑具有很好的連接強度和耐壓性，能保證軸套不受力變形。通過分析認為，該修復方法是可行的。 
　　（1）軸套的制作
　　軸套材質采用00Cr17Ni14Mo2Ti，軸套厚度δ=7mm，外表面精車至表面粗糙度Ra0.16μm，再經過鍍硬鉻處理，鍍鉻層不少于0.15mm，硬度HV700以上，外表磨削至表面粗糙度Ra0.08μm。軸套一端打內坡口，另一端為外坡口，坡口深3×45°，以便于焊接。軸套具體尺寸如表1：
　　（2）高分子修復劑的涂裝
　　本次高分子修復劑采用的是英國Belzona公司生產的Belzona 1111系列修復劑。首先用專用角磨機或手動磨具去除軸頸面上的疲勞層和氧化層，使磨損處露出新鮮活化基體；然后對待修表面進行清洗，使用貝爾佐納專用清洗劑Belzona 9111清洗基體表面，去除所有疏松污垢和雜屑，再在該部位涂上底膠Belzona 2911，以增加產品與基體的粘結強度，Z后均勻涂抹貝爾佐納Belzona 1111，填充整個磨損面至預定高度。 
　　（3）軸套安裝。  在貝爾佐納膠未干時，迅速將軸套裝入涂抹面，可采用熱裝法。等待約4個小時，待貝爾佐納膠基本固化后，將軸套兩端面與軸頸用氬弧焊焊接牢固，焊接時采用間斷焊，且不能過快，要邊焊邊停，防止軸套過熱，引起焊接變形。修復后的軸頸如圖3所示。在鑲套完成后，可以進行機體設備安裝恢復，但整機運行需等待48小時后，高分子膠完全固化，達到設計強度后才能進行。
　　5　修復效果
　　為了進一步預防轉鼓軸頸磨損的措施，選用軟硬合適、抗壓耐磨耐腐蝕性能好的油浸軸瓦材料做軸瓦；在拆裝軸瓦時，應注意盡量避免傷害軸頸的表面，以保證應有的粗糙度；采取自動補償加脂，避免人工添加潤滑脂的不及時性。加深和改進軸瓦的油路通道，保證軸瓦內的存脂量；增大噴淋管噴嘴直徑，盡量避免物料的飛濺，同時，在軸頸位置增設防護罩，避免物料進入軸頸與軸瓦之間；增加巡檢次數及質量，以便及時發現及時處理問題，免得造成磨損惡化或事故發生，影響正常的安全生產。 
　　該真空轉鼓軸頸在修復后，各項技術指標優良，達到了預期的目的，消除了影響生產安全運行的重大設備隱患，保證了設備的安全運行，實踐證明改進修復是成功的。2008年4月和7月，該廠又分別對另外二臺真空轉鼓過濾機進行了同樣的修復，也獲得成功。真空轉鼓濾機軸頸的修復，也積累了類似設備在線修復的寶貴經驗，可以為同行借鑒。