D型压缩机机械事故分析.doc

XXXCNG汽车加气站1#压缩机组曲轴断裂事故分析 一、事故现场描述 2013年1月11日13时26分，XXXCNG汽车加气站2#D型压缩机发生曲轴断裂飞车事故。事故现场为1#压缩机组一二级侧曲轴断裂，断裂后该部分部件在机械惯性及三四级曲轴冲击下发生飞车击缸，致使曲轴箱上部端盖鼓翘变形，注油泵电机因震动发生根部断裂并脱离机座，曲轴箱油泵侧缸体开裂，一二级曲轴平衡铁碎裂，轴承脱落、破损，平衡滑块偏离滑道，一二级连杆变形，一二级活塞杆锁扣异位，三四级曲轴侧平衡铁密封铅块脱落，活塞杆发生拉伸形变，锁死螺母异位。经现场初步鉴定，该机组曲轴箱及内部部件报废，其余部件需解体进行间隙测量、校检、强度和探伤实验。 二、设备背景介绍 该机组型号为D20-2/250型CNG压缩机，由自贡通达机器制造有限公司生产，2006年7月海八轻烃回收装置及CNG母站建设时购入，用于CNG母站增压装置。2008年11月前，在厂家的技术指导下，该机组曾用于海八轻烃装置前端增压机使用，于同年9月发生曲轴断裂事故，厂家免费修复。后因生产需要，2009年2月该机组调拨至XXXCNG汽车加气站，用于CNG增压。同年10月，该机组再次发生曲轴断裂，并导致曲轴箱开裂。后从厂家订购新的曲轴箱及内部配件（含曲轴）回装使用。2012年10月，由油气金东公司负责对该机组进行了整机检查和部件表面探伤，未发现问题。检修完成后一直运行稳定。2013年1月8日，因该站进行加气机更新，该机组停机。1月11日上午9时10分，经现场操作人员检查合格后，机组启机运行。当站内管网压力达到20Mpa，机组自动停机。11点20分，因站内管网压力不足，操作工再次启机，机组运行直至事故发生。事故停车后，查询报警记录，未发现任何异常报警数据。 三、事故原因分析 1、事故直接原因： 现场曲轴断裂面除局部有因反复敲击形成的灼烧面以外，其余断面无高温灼烧，且断面表面金属颗粒颜色一致，无机油渗透着色和积碳现象。据此情况判断，曲轴断裂为一次性牵拉式应力断裂。原因为一二级曲轴侧与三四级曲轴侧力矩不平衡，致使曲轴在旋转传动过程中产生机械应力，致使曲轴断裂。 2、间接原因： （1）机组工艺存在技术缺陷。我厂在用该厂家同型号机组共4台，发生事故的机组从2006年7月入厂至今，已发生四次类似曲轴断裂事故，其余三台在用机组未发生同类事故。本次发生事故的1#机组所使用的曲轴和曲轴箱为2009年10月从厂家采购的机件，2012年10月维修检查后运行至事故当天，该部件累计运行1382小时，（其余三次事故机组累计运行平均时间亦不足2000小时）远未达到厂家技术说明中规定的检修时间（按照厂家技术说明中规定，核心机械部件大修时间为8000小时）。因此，该机组频繁发生曲轴断裂事故，说明该机组在设计和机加工方面存在致命缺陷。 （2）机组曲轴侧产生不平衡力。产生此种现象的原因有两点：一是一二级活塞与三四级活塞受力不均，此种现场多因机组运行压力大于设计压力或形成真空压所致；二是一二级曲轴与三四级曲轴配重不平衡。 综合分析XXXCNG加气站生产运行情况，该站每年11月至次年2月，受油区生活生产用气量大增影响，该站进气管网压力较低（在开机状态下，一般为0.08Mpa，个别时段为0.04Mpa），低于机组设计进气压力（0.15~0.2Mpa）。因此，机组进气负荷既没有大于设计点，也没有形成真空压，所以可排除本次事故是因“一二级活塞与三四级活塞受力不均致使曲轴断裂”的可能。 在2012年加气站该型号机组维修过程中，多次发现曲轴平衡铁锁紧螺母的密封铅块脱落、缺失现象，在曲轴箱润滑油过滤器和机组更换下来的废弃润滑油中可发现铅质碎屑和颗粒。由此判断，在机组运行过程中，受离心力以及机组振动影响，曲轴平衡铁锁紧螺母的密封铅块与平衡铁脱离，并在曲轴箱内发生磨损，不仅造成曲轴箱内部件损伤，同时直接导致曲轴配重不平衡，产生机械应力，诱发曲轴断裂。 （3）连杆与曲轴间隙过大，发生机械敲击。连杆与曲轴间衬有合金材质的轴瓦，在机组运行时，轴瓦产生磨损。2012年9月，该机组检修过程中，此部分的测量值为13~15道，超出设计范围（厂家技术要求为轴瓦间隙＜10道），导致连杆与曲轴运动间隙过大，产生局部敲击。长期运行，易引发曲轴或连杆断裂事故。因事故曲轴与连杆发生形变，轴瓦严重挤压变形，故此难以判断此原因为诱发事故的主要原因。 综上所述，我厂认为导致本次机械事故的主要原因为机组本身存在工艺缺陷和曲轴两侧受力不平衡所致，轴瓦间隙过大产生的机械敲击为可能原因。 三、整改措施 鉴于此次事故，我厂深刻反思与总结，为彻底消除事故隐患，保障人身和财产安全，我厂提出如下整改措施： 1、按照厂家技术要求，对该厂同型号的其他三台在用压缩机组进行全面检查，重点检查曲轴、连杆、活塞、轴承四个部位的机