浅谈汽轮机轴瓦的常见故障及检修技术

浅谈汽轮机轴瓦的常见故障及检修技术

吕猛

山东电力建设第三工程有限公司，山东青岛   266100

摘要：本文全面介绍了汽轮机轴瓦的作用与工作原理，并深入探讨了其常见故障，包括振动大、磨损和烧灼问题的原因及判断方法。对于这些故障，文中还详细分析了相应的检修技术，旨在提供有效的维护策略以恢复轴瓦的正常功能。通过本文的阐述，读者能够更好地理解汽轮机轴瓦的重要性和进行故障处理的技术要点，确保汽轮机的稳定运行。

关键词：汽轮机、轴瓦、故障、检修

引言

轴瓦是汽轮机的重要组成，其在长期的运行中会出现磨损或振动大等故障，需及时发现并采取必要的措施进行检修。若汽轮机轴瓦磨损未得到及时检修处理，则会导致温度升高并使保护动作跳机，影响汽轮机的安全运行。

一、汽轮机轴瓦概述

1.1 汽轮机轴瓦的作用

汽轮机轴瓦是汽轮机中一个至关重要的组件，它的主要作用是支撑汽轮机转子，确保转子在高速旋转时的稳定性和精确定位。轴瓦通过减少转子与固定部件之间的直接金属接触，显著降低了摩擦和磨损，从而延长了汽轮机的使用寿命。此外，轴瓦还具有承载径向载荷的功能，能够吸收和分散转子运行时产生的离心力和热膨胀引起的应力，防止转子发生变形或损坏。在运行过程中，轴瓦内部的润滑油膜起到关键的润滑和冷却作用，有效地将转子与轴瓦之间的摩擦转化为油膜剪切力，这样不仅避免了金属间的直接摩擦，还帮助将热量带走，防止轴瓦过热。

1.2 汽轮机轴瓦的工作原理

汽轮机轴瓦的工作原理基于流体动力学和摩擦学原理，其主要功能是在汽轮机运转时提供转子与定子之间的润滑和支撑。轴瓦内部设计有特定的几何形状，使其能与转动的轴颈形成一个合适的接触角度，从而在轴颈和轴瓦之间形成稳定的油膜。这个油膜由润滑油在轴颈和轴瓦间形成的黏滞层构成，能够支撑轴颈，减少直接金属接触，降低摩擦系数和磨损。随着汽轮机的运转，润滑油被泵送到轴瓦上，并在轴颈旋转的作用下分布到整个接触面上。由于油膜的存在，轴颈即使在高速旋转下也不会与轴瓦发生固体摩擦，而是通过油膜的剪切来传递力量，这极大降低了热量的产生和材料的损耗。

二、汽轮机轴瓦的常见故障判断及原因分析

2.1 汽轮机轴瓦振动大 

当汽轮机轴瓦出现振动大的现象时，通常是由于多种因素共同作用的结果。首先，轴瓦间隙的不适当是主要原因之一。如果间隙过大，轴颈与轴瓦之间的油膜可能无法保持足够的厚度，导致金属接触；而间隙过小，则限制了润滑油的流动，增加了摩擦和热量的产生。此外，润滑油的质量对轴瓦的稳定性至关重要。油品的粘度、清洁度以及温度都会影响油膜的形成和维持。除了机械因素，负荷的突然变化也会对轴瓦稳定性造成干扰。在负载快速增减的过程中，油膜可能无法及时适应压力的变化，从而引起短暂的金属接触和振动。长期运行中的磨损或热膨胀也可能导致轴瓦形状发生变化，这会破坏油膜的均匀性，增加局部的压力集中，进而产生振动。

2.2 汽轮机轴瓦磨损

汽轮机轴瓦的磨损问题通常归因于几个关键因素，包括不充分的润滑、过载、材料缺陷以及不良的运行条件。当润滑油的质量或供应不足以形成稳定的油膜时，轴瓦与转动轴颈之间的金属对金属接触会引起显著的摩擦，导致磨损加速。此外，如果轴瓦承受的负荷超过其设计限制，或者长时间在极端工作条件下运行，如频繁启停和方向反转，都可能导致过度的磨损。安装错误，如轴瓦定位不当或固定不牢，也会导致非正常的摩擦和磨损。为防止这些问题，必须采用适当的轴瓦材料，保证润滑油质量，并确保汽轮机在合理的工作负荷和良好的运行条件下使用，同时定期监测和维护轴瓦的状态以早期发现并解决问题。

2.3汽轮机轴瓦的烧灼问题

汽轮机轴瓦烧灼是一种由于润滑失效而导致的高温损伤现象，通常发生在润滑油供应不足、油质恶化或供油系统故障时。当轴瓦与转动轴颈之间的油膜因各种原因断裂，不再提供有效的隔离和冷却作用，金属表面间的直接摩擦便迅速产生高热，导致轴瓦表面局部温度急剧升高，甚至可能出现熔化、变色或产生裂纹等严重损伤。除了油膜问题，负荷过大、外部杂质侵入、油温过高或水击等情况都可能导致类似的烧灼问题。解决这一问题需要确保稳定的润滑油供应，保持油质清洁和适宜的油温，并避免超载等异常操作，以预防轴瓦烧灼的发生。

三、汽轮机轴瓦的检修技术分析

3.1 汽轮机轴瓦振动大的检修

当汽轮机轴瓦出现振动大的问题时，检修工作应首先针对可能的原因进行系统的诊断分析。这包括检查轴瓦的间隙是否合适、润滑油的品质和供应是否达到要求、负荷是否在正常范围内以及转子是否存在不平衡等问题。接着，根据诊断结果进行针对性的维修。如果是由于轴瓦间隙不当导致的振动问题，可能需要对轴瓦进行调整或更换。如果问题出在润滑系统，那么应该清洁或更换油路、滤网，并确保润滑油的温度和粘度适当。对于由不平衡质量分布引起的振动，应该进行转子平衡校正。此外，还应检查轴瓦是否正确安装，避免定位误差或固定不牢。在完成以上维修工作后，应启动汽轮机并进行振动测试，监测轴瓦的振动数据是否恢复到正常范围。

3.2 轴瓦磨损的检修分析

对于汽轮机轴瓦的磨损问题，检修分析应当首先确定磨损的程度和范围。这通常涉及到对轴瓦表面进行细致的检查，评估是否存在划痕、擦伤或磨粒。根据磨损的严重性，可以决定是进行修复还是更换轴瓦。如果选择修复，常见的方法包括磨削轴瓦以恢复其原始形状和尺寸，随后进行表面处理，比如镀层或应用特殊的复合材料，以恢复其耐磨性。此外，还需要确保润滑油系统无污染，并调整以适应修复后的轴瓦。在更换轴瓦时，除了选用合适的材料和设计，还需确保正确的安装和调整。新轴瓦的间隙必须符合制造商的规定，以确保油膜的稳定性和防止未来的磨损。无论是修复还是更换，都应检查可能导致磨损的根本原因，并采取措施避免未来发生类似问题。

3.3汽轮机轴瓦烧灼破坏的检修

当汽轮机轴瓦出现烧灼破坏时，检修工作要格外细致和彻底。首先，需对烧灼的轴瓦进行详细检查，评估破坏的程度以决定是否需要更换新轴瓦。如果轴瓦表面出现严重的擦伤、裂纹或熔化，通常意味着必须进行更换。在更换轴瓦之前，必须彻底清除所有烧灼残留物，并对油路进行清洁，确保新的轴瓦能在干净的环境中运行。同时，对润滑系统进行彻底的检查和维护，包括替换或清洁油泵、滤网和油管，以及确保润滑油的温度、粘度和流量都符合规定的要求。安装新轴瓦时，要保证正确的配合间隙和准确的定位。此外，需要检查转子的磨损情况，因为烧灼可能也导致了转子表面的损伤。在完成这些维修工作之后，应该进行试运行新的轴瓦，确保没有异常振动或过热现象发生。为了防止未来再次出现烧灼问题，应分析导致烧灼的原因并采取相应的预防措施。

四、结语

综上所述，汽轮机轴瓦作为关键的旋转支撑组件，其性能直接影响到整个机组的稳定运行。轴瓦的振动、磨损和烧灼等故障不仅需要精准的检测和维修技术，还需对故障原因进行深入分析，以便采取有效的预防措施。通过定期维护、条件监测以及优化操作程序，可以显著降低故障发生的风险，延长设备的使用寿命。检修工作应结合具体运行环境和实际负荷情况，制定个性化的维护方案，确保汽轮机轴瓦在最佳状态下运行，保障整个发电系统的可靠性。

参考文献

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