Ремонт центробежного компрессора

Ротор. При работе ротор компрессора испытывает сложные напря­жения от действия центробежных сил, динамических нагрузок со стороны потока рабочей среды и температурных деформаций.

При ревизии ротора выполняются следующие операции:

1) про­верка на загрязнение, коррозию и эрозию с последующей очи­сткой;

2) выявление всевозможных повреждений, трещин и т.п.;

3) проверка плотности посадки деталей ротора, состояния шеек и поверхности упорного диска;

4) проверка шеек вала на оваль­ность и конусность;

5) проверка рабочей поверхности упорного диска на биение и плоскостность;

6) проверка ротора на динами­ческую балансировку с последующей проверкой вибрации работа­ющего компрессора.

После очистки ротора от различных отложений на рабочих колесах и в лабиринтах уплотнений, а также от следов коррозии выявляются всевозможные трещины в деталях ротора. Особенно тщательно проверяются галтели, места изменения профиля ди­сков колес, сечения, ослабленные отверстиями, шпоночными пазами, места около заклепочных головок на дисках и т.п. При текущем ремонте проверка осуществляется визуально, при капи­тальном ремонте – методом цветной дефектоскопии.

Образующиеся на валу и на рабочих колесах трещины имеют усталостный характер. Они возникают вследствие повышенных динамических нагрузок, неудовлетворительной сборки узла упор­ного подшипника, коррозии и других факторов. Детали с трещи­нами подлежат выбраковке. Царапины и задиры зачищаются и шлифуются до нижнего предела допуска. Шейки валов про­тачиваются, а затем шлифуются. Уменьшение диаметра шеек возможно не более 3,0% от номинальной величины. Риски и шеро­ховатости на шейках вала ротора зачищаются мелкозернистым наждачным полотном с последующей полировкой пастой ГОИ. Шероховатость поверхности шеек ротора должна быть не ниже девятого класса.

Овальность и конусность шеек вала ротора замеряются с по­мощью микрометрической скобы. Предельно допустимая вели­чина выбирается в зависимости от диаметра шейки. Для диаметра шейки до 100 мм овальность и конусность 0,015 мм, для диаметра свыше 100 мм овальность и конусность 0,020 мм.

При проверке на биение ротор укладывается на опорные под­шипники. Для устранения осевого смещения используется упор­ный подшипник. Проверка осуществляется индикатором через 300 – 500 мм. Сечения выбираются у шеек вала, концевых уплот­нений, между рабочими колесами, по окружности полумуфт и упорного диска. Результаты проверки оформляются в виде гра­фика. Обнаруженный прогиб вала ротора выправляется на месте или в механической мастерской на токарном станке.

При ремонте ротора довольно часто приходится снимать, а затем насаживать на вал рабочие колеса, упорные диски и полу­муфты. Снятие и посадка деталей осуществляются после нагре­вания их с помощью газовых горелок до 200 – 250 ºС. Величина осевого биения колес, насаженных на вал, не должна превышать 0,3 – 0,5 мм.

Основные зазоры между ступицами или втулками рабочих колес, дистанционными и закладочными кольцами должны со­ставлять 0,10 – 0,25 мм.

Обнаруженные риски и шероховатости на рабочей поверхности упорного диска удаляются шлифованием пастой ГОИ с помощью чугунных притиров.

Рисунок – Приспособление для шлифовки упорного диска

1 – притир; 2 – упорный диск; 3 – тяга; 4 – планка; 5 – нажимной болт.

Шлифовка проводится сначала грубой, а затем средней и тонкой пастами. Шероховатость поверх­ности упорного диска должна быть не ниже девятого класса.

Рабочая поверхность упорного диска проверяется на биение с помощью двух индикаторов. Индикаторы закрепляются на пло­скости разъема корпуса подшипника около диска. Диск разделяется на восемь равных частей. Измерительные лапки индикаторов устанавливаются на проверяемой плоскости в 10 – 15 мм от обода диска. Ротор медленно поворачивается. Записы­ваются показания индикаторов одновременно для двух точек, расположенных на одном диаметре. Проверка на биение про­водится не менее двух раз при смещении планок индикаторов на 5 – 10 мм к центру диска. Допустимая величина биения пло­скости диска должна быть не более 0,02 мм.

Рисунок – Схема проверки упорного диска на биение двумя индикаторами

I, II – индикаторы;

1 – 8 – номера позиций.

Проверка геометрии рабочей плоскости упорного диска осу­ществляется с помощью контрольной линейки и щупа. Незначительные отклонения величины биения диска и его геометрии от норм исправляются шабровкой и шлифованием на месте.

Рисунок – Проверка плоскости упорного диска

После ремонта ротора проводится его динамическая баланси­ровка.

Опорные и упорные подшипники. Опорные подшипники воспринимают и передают корпусу вес ротора и ди­намические переменные усилия от его вибрации. Подшипники фиксируют радиальное положение ротора относительно корпуса. В процессе работы изнашиваются вкладыши подшипника. Воз­можно также подплавление баббитовой заливки вкладышей. При проверке этих подшипников проводятся те же работы, что и при осмотре коренных подшипников поршневых компрессоров.

Зазоры в подшипниках проверяют после остывания шеек вала и зачистки баббита в местах натиров. Верхние зазоры вкладышей определяются при помощи штихмасса и микрометра. При необ­ходимости проверка верхнего зазора во вкладышах подшипников осуществляется по свинцовым оттискам, без выемки ротора. Свинцовые проволоки диаметром 1,0 – 1,5 мм и длиной 30 – 50 мм укладываются на шейку вала и на поверхность разъема нижнего вкладыша.

Рисунок – Расположение свинцовых проволок при проверке верхнего зазора

во вкладышах:

а, а₁, b, b₁, с, c₁ – толщины свинцовых проволок;

I, II – сечения шейки вала.

Зазор между верхним вкладышем и шейкой вала должен быть равен 0,001 – 0,002 диаметра шейки вала. Боковой зазор должен составлять 0,7 – 0,9 верхнего зазора.

Положение шейки вала проверяется контрольной скобой. При этом скоба устанавливается на одно и то же место разъема. Изменение величины зазора между скобой и валом при настоящем и предыдущем ремонтах дает степень износа баб­битового слоя подшипника и просадку шейки вала ротора.

Рисунок – Скоба для проверки износа баббитового слоя нижнего вкладыша

х – зазор между скобой и валом.

Натяг между вкладышем и крышкой подшипника проверяется с помощью штихмасса и микрометра либо по свинцовым оттискам.

При обнаружении неустранимых дефектов в виде выкраши­вания, отставания баббитового слоя, увеличенных зазоров вкла­дыши нужно перезаливать или заменить новыми.

Упорный или опорно-упорный подшипник, воспринимающий осевое давление от ротора и фиксирующий его положение относительно непод­вижных деталей проточной части и лабиринтных уплотнений, может вы­ходить из строя вследствие аварий­ной вибрации, повышения осевого давления и недостаточной смазки.

При осмотре таких подшипников следует проверить:

1) вели­чину разбега ротора;

2) состояние рабочих и установочных коло­док;

3) качество приработки рабочих колодок;

4)состояние опор­ного вкладыша и величину натяга крышки комбинированного подшипника;

5) плотность прилегания опорных поверхностей узла к корпусу подшипника и его крышке.

Осевой разбег в упорном подшипнике равен 0,25 – 0,35 мм. Предельно допустимая величина не должна превышать 0,45 мм.

Устранение разбега ротора осуществляется изменением тол­щины установочных колодок или протачиванием баббитового слоя рабочих колодок. Поверхность колодок не должна иметь ри­сок, трещин и выкрашиваний. Баббитовый слой должен плотно прилегать к телу колодки. Со стороны входа масла каждая колодка может иметь небольшой радиус закругления на кромке.

Лабиринтные уплотнения. При ремонте турбо­компрессора проверяется состояние лабиринтных уплотнений, а также радиальных и осевых зазоров. Уплотнения очищаются от отложений и промываются. Выкрошившиеся гребни заменяются новыми. Смятые гребни выправляются и заостряются. Гребни с ослабленной посадкой уплотняются в пазах в зависимости от способа крепления.

Размеры осевых зазоров регулируются изменением толщины дистанционных прокладок упорного подшипника. Проверяются осевые зазоры между дисками рабочих колес и неподвижными элементами корпуса. После центровки ротора проводится оконча­тельная проверка зазоров в лабиринтных уплотнениях.

Корпус. При работе корпус турбокомпрессора испытывает сложные напряжения в результате вибрации, температурных деформаций, колебаний внутреннего давления газа и т.п. При этом возможно появление трещин, коробление, коррозия и эрозия. После остановки компрессора на ремонт проводится очистка корпуса от загрязнений, а затем проверка состояния корпуса, опор и плоскости горизонтального разъема.

Незначительные трещины, не влияющие на прочность корпуса, засверливаются по концам, отверстия засверловки глушатся гужонами, а сами трещины уплотняются накладками на мастике.

Диафрагмы. При осмотре диафрагм (обратных направ­ляющих аппаратов и диффузоров) встречаются следующие не­исправности: задиры от задевания ротором, коррозия и эрозия, ослабление крепления в корпусе, повреждение лопатки от попа­дания постороннего предмета. Повреждения лопаток в виде за­гибов, вмятин и поломок устраняются различными способами в зависимости от конструкции и материала. Задиры зачищаются. Загибы и вмятины выправляются с помощью оправок, изготов­ленных по профилю канала.

При установке новых диафрагм проверяются температурные зазоры, а также совпадение разъемов диафрагм и корпуса. Далее осуществляется центровка диафрагм относительно ротора.