1、海上油田動力設備滑動軸承故障分析姓名：XXX部門：XXX日期：XXX海上油田動力設備滑動軸承故障分析本文主要基于燃氣輪機機組一種滑動軸承故障現(xiàn)象，分析海上油田潤滑故障的主要影響因素，確定了故障原因，并給出了相應對策。機械設備潤滑故障在設備機械故障中所占的比例越來越大,不少專家認為解決了設備的潤滑故障就等于解決了設備80%機械故障。大型旋轉設備，如電站汽輪機、燃氣輪機等，通常采用滑動軸承支撐，而滑動軸承一旦發(fā)生潤滑故障，對機組的安全運行往往會造成嚴重威脅。因此，分析和研究滑動軸承潤滑故障，意義顯著。中海石油（中國）有限公司湛江分公司廣泛采用燃氣輪機機組作為海上油田主要動力設備，而由于機組工作環(huán)境

2、特殊，維修困難，因此，加強機組的滑動軸承潤滑監(jiān)控與管理尤為重要。本文主要針對中海石油（中國）有限公司湛江分公司海上油田主要動力設備的一種滑動軸承故障現(xiàn)象，分析海上油田滑動軸承潤滑故障的主要影響因素，確定了故障原因，并給出了相應對策。故障描述中海中海石油（中國）有限公司湛江分公司采用SIEMEN於司的Typhoon機組作為海上油田發(fā)電機組，額定功率5200kW潤滑油采用的是美孚DTE系歹UVG46t滑油。美孚石油公司的DTE系列滑油，是常用的渦輪、齒輪、軸承、壓縮機、真空泵及液壓系統(tǒng)循環(huán)油。該系列滑油是由高度精練的基礎油加上抗氧化及防銹劑配制而成，不易乳化，具有優(yōu)異的防銹防腐蝕性能，包括抗鹽水腐

3、蝕，以及良好的抗磨損性能。2008年初，湛江分公司瀾洲終端GTG1101BI組發(fā)生故障。機組啟動時，軸振偏高，報警停機。開機檢修發(fā)現(xiàn)，透平入口側承受徑向載荷的滑動軸承（即圖1中編號27的部件）受損嚴重，從而導致機組振動過高，無法正常運行。滑動軸承常見故障及其影響因素滑動軸承常見故障包括磨損失效、氣蝕失效、油膜渦動及油膜振蕩、軸瓦溫度過高等。2.1. 磨損失效磨損失效包括磨粒磨損、粘著磨損、疲勞磨損及腐蝕磨損。磨粒磨損通常是軸承表面與硬質顆粒發(fā)生摩擦，造成軸承表面劃傷，材料脫落。對于燃氣輪機機組，潤滑油循環(huán)使用，可能帶來系統(tǒng)其它部位磨損的金屬顆粒，從而造成滑動軸承磨粒磨損。此外，滑油受到泥沙、灰

4、塵等污染，也容易造成滑動軸承磨粒磨損。粘著磨損是滑動軸承表面局部點被撕脫，形成凹坑或凹槽的一種磨損現(xiàn)象。由于軸承實際接觸面上應力分布不均勻，某些點接觸應力過高，形成粘著點，相對滑動時會造成明顯的磨損。對于燃氣輪機機組，不平衡、不對中等因素往往很容易造成滑動軸承粘著磨損。疲勞磨損失效是滑動軸承的一種常見故障。疲勞會使軸承首先產生裂紋，繼而裂紋擴展，最終形成疲勞剝落。剝落坑通常呈大小不一的形狀，有時呈疏松的點狀，有時呈蟲孔狀。軸承的疲勞源主要有軸承表面受到的交變應力，工作時磨擦熱和咬粘現(xiàn)象產生的熱應力，以及鉛相腐蝕和滲出形成的疲勞源。腐蝕磨損包括電化學腐蝕、酸腐蝕、硫化物腐蝕等。通常潤滑油氧化、酸

5、化、乳化都會加速滑動軸承的腐蝕磨損。對于海上油田的燃氣輪機機組，由于所處環(huán)境潮濕，且鹽霧頻繁，潤滑油容易被氧化、酸化、乳化。因此，腐蝕磨損是海上油田滑動軸承常見的一種失效形式。滑動軸承磨損失效的原因還有很多，如滑油供油不良、滑油溫度偏高而碳化，都會造成滑動軸承的磨損失效。2.2. 氣蝕失效氣蝕失效是潤滑油中的小油蒸氣氣泡，在滑動軸承壓力較高區(qū)域破裂形成的壓力波造成。滑動軸承發(fā)生氣蝕失效，通常會在軸承表面出現(xiàn)不規(guī)則的剝落，但這種剝落一般較輕微。2.3. 油膜渦動及油膜振蕩軸承油膜渦動及油膜振蕩，是由軸承油膜作用力引起的自激振動造成的。通常，滑油溫度或油質異常會引起油膜渦動及油膜振蕩。2.4. 軸

6、瓦溫度過高軸承承載能力不足，滑油供油不充分，油質劣化，油膜渦動劇烈，機組超載運行等等因素，都會導致軸瓦溫度過高。軸瓦溫度偏高會加劇疲勞磨損，縮短軸承壽命；溫度過高時，甚至會出現(xiàn)燒瓦、拉罐等現(xiàn)象，導致軸承失效。故障分析及處理仔細觀察圖2及圖3，可以發(fā)現(xiàn)，滑動軸承下半區(qū)較上半區(qū)受損更為嚴重，這與旋轉機械運行時受重力影響有關。此外，還可以發(fā)現(xiàn)，滑動軸承上半區(qū)只有少量磨損造成的線性痕跡，可與主軸外表面周向的磨損痕跡對應；而軸承下半區(qū)則不單單有磨損造成的線性痕跡，還有由溫度過高造成大塊的燒蝕塊。根據(jù)這些現(xiàn)象，可以確定滑動軸承的故障類型為磨損失效或軸瓦溫度過高導致失效。由于機組工作環(huán)境潮濕，且多鹽霧，潤滑

7、油在這種環(huán)境下長期循環(huán)使用，容易氧化、乳化、酸化。潤滑油的氧化、乳化、酸化，都會導致滑油粘度下降，滑動軸承工作表面不能形成良好的油膜，降低滑油的潤滑效果，使金屬處于直接接觸的摩擦狀態(tài)，應力集中嚴重，摩擦磨損嚴重，發(fā)熱大，造成滑動軸承磨損甚至燒損。但是，考慮到該機組2007年才安裝調試完成，運行時間較短；而選用的滑油又不易乳化，具有良好的抗氧化性、防腐蝕性及抗磨損性。因此，可以排除滑油性能變化從而導致滑動軸承潤滑故障。不但滑油性能變化會導致潤滑故障，滑油供油量不足也會導致潤滑故障。供油量不足，會造成部分軸承工作面不能充分形成油膜，從而導致邊界摩擦，甚至干摩擦，引起軸承摩擦副磨損或者燒損。根據(jù)這一思路，結合SIEMEN於司專家指導意見，更換滑動軸承后，采取了如下對策：3.1.清洗過濾器及濾芯，保障油路暢通，避免供油量不足。3.2. 檢查滑油泵，確保滑油供油壓力及供油量。3.3. 加強管道密封，堵塞漏油通道。再次啟動后，機組運行正常。由此，可以確定，此次滑動軸承磨損及燒損是由于潤滑油供給不足導致。4.1. 瀾洲終端GTG1101BL組2008年發(fā)生的滑動軸承潤滑故障是由潤滑油供給不足導致的。4.2. 滑動軸承潤滑故障的影響因素繁多，需綜合考慮各方面的影響因素。4.3. 海上油田動力設備由于工作環(huán)境潮濕，且多鹽霧，潤滑油容易氧化、乳化、酸化。因此，需正確合理的選用及使用潤滑油。