浅谈汽轮机轴瓦的常见故障及检修技术

摘要：汽轮机轴瓦的烧灼、振动和磨损问题是影响设备安全和运行效率的关键因素。本文从烧灼的原因、振动破碎和油膜振荡的影响及处理措施，深入分析了汽轮机轴瓦故障的成因及应对方案。通过改进润滑系统、优化装配和材料选择等措施，能够有效预防和处理轴瓦问题，延长设备使用寿命，提高运行稳定性。

关键词：汽轮机轴瓦、烧灼问题、振动破碎、磨损防治

汽轮机作为电力系统中的核心设备，其稳定性和安全性直接影响整个机组的正常运行。在汽轮机运行过程中，轴瓦是承载主轴的重要部件，其状态对设备的安全性至关重要。然而，轴瓦在高速运转和高温环境下，容易出现烧灼、振动和磨损等故障，这些问题如果不及时解决，不仅会缩短设备的使用寿命，还可能引发重大故障甚至停机事故。本文详细分析了汽轮机轴瓦的常见故障及其成因，并提出相应的检修和预防措施，以确保汽轮机的长期稳定运行。

1 汽轮机轴瓦的烧灼问题

1.1 问题描述

汽轮机轴瓦烧灼问题是汽轮机运行中的常见故障之一，主要表现为轴瓦表面出现过热现象，导致轴瓦材料局部烧灼、熔化或剥落，严重时会导致汽轮机停机。烧灼问题通常发生在轴承表面与主轴之间的摩擦区域，由于摩擦热的累积，温度过高导致润滑油无法及时冷却，从而出现轴瓦表面烧灼的现象。若不及时处理，轴瓦烧灼可能进一步引发设备的严重损坏，影响整个机组的安全运行。

1.2 问题原因分析

汽轮机轴瓦烧灼的原因复杂，通常与多个因素相关。首先，润滑油系统故障是导致轴瓦烧灼的主要原因之一。当润滑油量不足、油质变差或润滑系统中出现油路阻塞时，轴瓦与主轴之间的摩擦加剧，热量无法有效散发，导致局部温度过高而发生烧灼。其次，轴承的过载运行也是常见原因。若轴承受到超出设计负荷的作用力，摩擦力增大，温升加速，进而引发烧灼。此外，轴承装配精度不当、轴瓦的结构设计不合理或材料选择不当等因素，也会导致轴瓦过早出现烧灼损坏现象。

1.3 汽轮机轴瓦烧灼破坏的检修措施

对于汽轮机轴瓦的烧灼问题，检修措施的关键在于及时诊断和排除问题，并采取适当的修复和预防措施。首先，润滑系统的检查与维护是避免轴瓦烧灼的首要任务。定期更换润滑油、清洁油路系统，并确保润滑油压力、温度等参数在正常范围内，可以有效防止烧灼发生。其次，必须定期检查轴瓦的运行状况，检测其表面温度和摩擦情况，及时发现轴瓦表面出现的过热迹象。在检修过程中，如果轴瓦已经出现烧灼损坏，应立即更换烧损的轴瓦，确保轴承与主轴的间隙符合标准，并重新校准装配精度。此外，在设备检修时，可采用高耐磨、抗高温的轴瓦材料，改善轴瓦的散热性能，延长其使用寿命。

2 汽轮机轴瓦振动故障

2.1 汽轮机轴瓦振动破碎问题和处理方案

汽轮机轴瓦振动破碎问题是指由于轴瓦在运行中承受不均匀的力或者受到外界振动干扰，导致轴瓦产生裂纹甚至破碎的现象。这种故障通常发生在汽轮机高速运转时，特别是在设备启动或负载变化较大的情况下，轴瓦的振动加剧，从而产生机械应力，导致轴瓦损坏。振动破碎不仅影响汽轮机的正常运转，还会造成严重的设备损坏。

处理该问题的方案首先是查明振动原因，并对设备进行全面检查。可能的原因包括轴心不对中、转子不平衡、润滑系统故障或基础不稳定等。解决振动问题可以通过校正转子不平衡、重新对中轴心、加固基础等手段来减少振动。在轴瓦破碎后，应立即更换受损轴瓦，并进行装配校准，确保轴瓦与主轴的配合间隙在标准范围内。此外，定期监测轴瓦的振动情况，可以通过安装振动传感器或采用在线监测系统，及时发现和预防类似问题的再次发生。

2.2 汽轮机轴瓦油膜振荡问题和处理方案

轴瓦油膜振荡问题是汽轮机运行中常见的振动现象，主要由于轴瓦与主轴之间的油膜不稳定所致。当轴瓦与主轴之间的润滑油膜厚度不均匀时，油膜会在高转速下产生周期性振荡，进而引发轴瓦和主轴的振动。油膜振荡不仅会加剧轴瓦的磨损，还可能导致轴瓦温度异常升高，甚至引发设备故障。

处理该问题的方案首先是确保润滑系统的稳定运行，特别是控制润滑油的流量和压力，避免出现润滑不足或过量的情况。同时，优化轴瓦和主轴的配合设计，确保油膜厚度均匀，可以有效减少油膜振荡。此外，在运行过程中，可以通过增加阻尼装置或采用更高粘度的润滑油来提高油膜的稳定性。定期检测轴瓦表面的温度和振动数据，及时调整润滑参数，也是避免油膜振荡的有效措施。

3 汽轮机轴瓦磨损问题

汽轮机轴瓦磨损是影响设备运行效率和寿命的常见问题之一。磨损问题的发生往往与轴瓦的工作环境、轴颈的转动速度以及润滑油中杂质颗粒的存在密切相关。轴瓦磨损会导致轴承间隙增大，进而影响汽轮机的稳定性和安全性。如果不及时处理，磨损问题可能引发严重的设备故障，甚至导致停机。以下将具体探讨轴颈转动速度和硬质杂质颗粒对轴瓦磨损的影响。

3.1 轴颈转动速度

轴颈的转动速度直接影响轴瓦的磨损程度。汽轮机的轴颈高速旋转时，轴瓦与轴颈之间的摩擦力增加，摩擦产生的热量难以迅速散发，从而加速轴瓦的磨损。在高速运转的条件下，轴颈与轴瓦之间的润滑油膜容易受到破坏，导致摩擦系数增加，使得轴瓦表面承受更大的压力和热应力。如果润滑油膜不足或分布不均，轴颈的高速转动将对轴瓦造成更加严重的磨损，甚至导致表面剥落和局部烧灼。

为了减缓轴瓦的磨损，必须保证轴颈转动过程中润滑系统的正常运行。通过调节润滑油的供给量和控制油膜厚度，可以有效降低轴颈高速运转时的摩擦损耗。此外，合理控制汽轮机的转速，避免过载和超速运行，也是减少轴瓦磨损的关键措施。定期检测轴颈与轴瓦的接触面，确保其在适宜的工作范围内运行，有助于延长轴瓦的使用寿命。

3.2 硬质杂质颗粒

润滑油中的硬质杂质颗粒是导致轴瓦磨损的另一重要因素。硬质颗粒通常来源于润滑油中的污染物、设备运行过程中产生的金属碎屑或外部环境中的灰尘。这些颗粒在润滑油流动过程中，会进入轴瓦与轴颈的接触面，形成摩擦磨损的“第三体”。当硬质颗粒夹杂在摩擦副之间时，颗粒会划伤轴瓦表面，产生凹痕和磨损痕迹，逐渐加剧轴瓦的损坏。

为了防止杂质颗粒引发的磨损，保持润滑油的清洁是首要任务。定期更换润滑油、清洗油路系统、使用高效的滤油器可以有效减少硬质杂质颗粒的进入。此外，在设备运行过程中，应加强设备密封性管理，防止外部颗粒进入润滑系统。通过定期检测润滑油中的杂质含量，及时发现和清除硬质颗粒，可以大大降低轴瓦的磨损风险，确保汽轮机的稳定运行。

4 结语

汽轮机轴瓦的烧灼、振动及磨损问题是设备管理中的重要挑战，但通过定期维护、改善润滑系统、合理设计轴瓦结构及选用高耐磨材料，可以有效减少此类故障的发生。随着现代技术的进步，利用在线监测系统对轴瓦状态进行实时监控，及时发现问题并采取相应的措施，将大幅提高汽轮机的运行可靠性和安全性。这不仅能提高设备运行效率，还能延长设备的使用寿命，确保电力系统的稳定性。

参考文献

[1]吕有伟，柳磊，王新良，等.合缸汽轮机组自激振动故障研究[J].黑龙江电力，2024，46（03）：274-279.DOI：10.13625/j.cnki.hljep.2024.03.017.