Analyse af design og fremstillingsteknologi for store kompressorakselrotorer

Som kerneudstyr inden for industrielle felter som petrokemikalier, energi og elektricitet og metallurgisk fremstilling er ydelsen af ​​store kompressorer direkte relateret til driftseffektiviteten og økonomien i hele produktionssystemet. Som "hjerte" -komponenten i dette nøgleudstyr bestemmer design- og fremstillingsniveauet for kompressorakslens rotor rotoren pålidelighed og levetid for hele maskinen.

De Stor kompressorakselrotor er en kompleks kraftoverførsels- og energikonverteringskomponent, der normalt er sammensat af en præcisionsenhed af komponenter, såsom hovedakslen, pumpehjulet, balancedisken og koblingen. I modsætning til konventionelle roterende mekaniske dele skal kompressorakslens rotor modstå enorme centrifugalkræfter, gaskræfter og termiske spændinger under højhastighedsrotation, samtidig med at de opretholder ekstremt høj dynamisk balancenøjagtighed og dimensionel stabilitet. Denne ekstreme arbejdstilstand stiller strenge krav til de materielle egenskaber, strukturel styrke og fremstillingsnøjagtighed af rotoren.

Fra et funktionelt perspektiv må skaftrotoren ikke kun indse omdannelsen af ​​mekanisk energi til gastryksenergi, men også sikre, at vibrationsegenskaberne for hele rotorsystemet under drift er inden for et sikkert interval. Driftshastigheden for moderne store kompressorrotorer er normalt mellem 3000-15000 omdrejninger pr. Minut, og nogle specielle applikationer kan endda nå mere end 20000 o / min. Under sådanne højhastighedsrotationsbetingelser bliver rotorens dynamiske opførsel ekstremt kompleks, og endda en lille ubalance kan forårsage alvorlig vibration, hvilket fører til alvorlige konsekvenser, såsom tætningsfejl og bærende skade.

Det materielle udvalg af store kompressorakselotorer skal overveje mange faktorer, såsom styrke, sejhed, korrosionsbestandighed og bearbejdelighed. På nuværende tidspunkt bruger mainstream legeringsstålmaterialer, såsom 34CRNIMO6, 42CRMO4 og andre mellemstål med mellemstore carbon. Disse materialer kan opnå gode omfattende mekaniske egenskaber efter korrekt varmebehandling. Til korrosive mediummiljøer bruges ofte martensitiske rustfrie stål såsom 1CR13, 2CR13 eller specielle materialer såsom duplex rustfrit stål.

Indflydelsen af ​​varmebehandlingsprocessen på rotorydelsen kan ikke ignoreres. Slukning og temperering af behandling (slukning af høj temperatur temperering) er en nøgleproces til at opnå god styrke og sejhedsmatchning, hvilket kræver præcis kontrol af opvarmningstemperatur, holdetid og afkølingshastighed. Store rotormedlemmer bruger også ofte stressaflastningsproces for at eliminere resterende stress genereret under forarbejdning og undgå deformation under efterfølgende efterbehandling.

Behandlingsprocessen for store kompressorakselrotorer afspejler det øverste niveau for produktion af moderne maskiner. Dusinvis af processer kræves fra grov bearbejdning til fin bearbejdning. Den dimensionelle tolerance af nøgledele, såsom tidsskriftet og pumpehjulsgrillen, kontrolleres normalt inden for 0,01 mm, og den overfladefremhed RA -værdi kræves for at være under 0,4 μm. Dette præcisionskrav gør valg af behandlingsudstyr særlig vigtigt. På nuværende tidspunkt anvendes højrigiditet og høj-præcision CNC-drejning og fræsning af kompositbearbejdningscentre generelt, kombineret med avancerede online målesystemer for at opnå realtidsovervågning af behandlingskvaliteten.

Dynamisk afbalanceringsteknologi er kerneforbindelsen for at sikre den glatte drift af rotoren. Traditionel højhastighedsdynamisk afbalancering udføres for det meste i et vakuumkammer for at reducere påvirkningen af ​​vindmodstand; Mens moderne laserdynamisk afbalanceringsteknologi forbedrer balanceringseffektiviteten og nøjagtigheden gennem ikke-kontaktmåling. Det er værd at bemærke, at rotorens balance ikke kun behøver at overveje det ubalancerede beløb i den stive tilstand, men også er nødt til at analysere påvirkningen af ​​dens fleksible deformation på balancetilstanden, som kræver, at ingeniører master kompleks rotordynamikteori og bruger professionel software til simuleringsberegninger.

Et komplet inspektionssystem af kvalitet er den sidste forsvarslinje for at sikre pålideligheden af ​​skaftrotoren for en stor kompressor. Ud over konventionel dimensionel inspektion kræves også ikke-destruktive inspektioner, såsom ultralyds fejldetektion og magnetisk partikelfejldetektion, for at detektere små defekter inde i materialet. I de senere år er den fasede array -ultralydstestteknologi blevet vidt brugt til påvisning af centrale dele af rotorer på grund af dens høje følsomhed og billeddannelsesfunktioner. For vigtige rotorer kræves også omfattende mekaniske egenskaber tests, herunder træk-, påvirknings- og træthedstest ved stuetemperatur og høj temperatur.