Анализ технологии проектирования и производства крупных роторов вала компрессора

В качестве основного оборудования в промышленных областях, таких как нефтехимические вещества, энергия и электричество, а также металлургическое производство, производительность крупных компрессоров напрямую связана с рабочей эффективностью и экономикой всей производственной системы. Поскольку компонент «сердца» этого ключевого оборудования, уровень проектирования и производства ротора вала компрессора определяет надежность и срок службы всей машины.

А Большой ротор вала компрессора является сложным компонентом передачи мощности и преобразования энергии, обычно состоит из точной сборки компонентов, таких как основной вал, рабочее колесо, диск баланса и связь. В отличие от обычных вращающихся механических деталей, ротор вала компрессора должен выдерживать огромные центробежные силы, газовые силы и тепловые напряжения при высокоскоростном вращении, сохраняя при этом чрезвычайно высокую точность баланса и стабильность размерных. Это экстремальное рабочее условие придает строгие требования к свойствам материала, структурной прочности и точности производства ротора.

С функциональной точки зрения ротор вала должен не только реализовать превращение механической энергии в энергию давления газа, но и гарантировать, что характеристики вибрации всей системы ротора во время работы находятся в пределах безопасного диапазона. Рабочая скорость современных крупных роторов компрессоров обычно составляет от 3000 до 15000 об / мин, и некоторые специальные приложения могут даже достигать более 20000 об / мин. В таких высокоскоростных условиях вращения динамическое поведение ротора становится чрезвычайно сложным, и даже небольшой дисбаланс может вызвать серьезную вибрацию, что приводит к серьезным последствиям, таким как разрушение уплотнения и повреждение подшипника.

Выбор материала крупных роторов вала компрессора должен учитывать много факторов, таких как прочность, прочность, коррозионная стойкость и оборудованость. В настоящее время в мейнстриме используются сплавные стальные материалы, такие как 34CRNIMO6, 42CRMO4 и другие стали из среднего углерода. Эти материалы могут получить хорошие комплексные механические свойства после надлежащей термообработки. Для коррозийных средних среда часто используются мартенситные нержавеющие стали, такие как 1CR13, 2CR13 или специальные материалы, такие как дуплексная нержавеющая сталь.

Влияние процесса термической обработки на производительность ротора нельзя игнорировать. Обработка для гашения и отпуска (гашение высокотемпературного отпуска) является ключевым процессом для получения хорошей прочности и сопоставления прочности, что требует точного контроля температуры нагрева, времени удержания и скорости охлаждения. Большие снимки ротора также часто используют процесс отжига снятия напряжений, чтобы устранить остаточное напряжение, создаваемое во время обработки, и избежать деформации во время последующей отделки.

Процесс обработки крупных роторов вала компрессора отражает верхний уровень современного производства машин. Десятки процессов требуются от грубой обработки до тонкой обработки. Размерная толерантность ключевых частей, таких как дневник и канавка рабочего колеса, обычно контролируется в пределах 0,01 мм, а значение RA поверхностной шероховатости необходимо ниже 0,4 мкм. Это требование точности делает выбор обработанного оборудования особенно важным. В настоящее время обычно используются высококачественные и высококвалифицированные с ЧПУ, в сочетании с передовыми системами измерения онлайн для достижения мониторинга качества обработки в режиме реального времени.

Динамическая технология балансировки является основной связью для обеспечения плавной работы ротора. Традиционная высокоскоростная динамическая балансировка в основном проводится в вакуумной камере, чтобы уменьшить влияние сопротивления ветра; В то время как современная лазерная динамическая балансная технология значительно повышает эффективность и точность балансировки за счет бесконтактных измерений. Стоит отметить, что баланс ротора не только необходимо учитывать несбалансированную сумму в жестком состоянии, но также необходимо проанализировать влияние ее гибкой деформации на состояние баланса, которое требует от инженеров для освоения теории динамики комплексного ротора и использовать профессиональное программное обеспечение для расчетов моделирования.

Полная система инспекции качества является последней линией защиты, чтобы обеспечить надежность ротора вала большого компрессора. В дополнение к обычной проверке размеров, неразрушающие проверки, такие как ультразвуковое обнаружение недостатков и обнаружение недостатков магнитных частиц, также необходимы для обнаружения крошечных дефектов внутри материала. В последние годы технология ультразвукового тестирования фазированного массива широко использовалась при обнаружении ключевых частей роторов из -за его высокой чувствительности и возможностей визуализации. Для важных роторов также требуются комплексные механические тесты свойств, включая испытания на растяжение, воздействие и усталость при комнатной температуре и высокой температуре.