PAGEPAGE14臥式往復壓縮機活塞與十字頭間垂直同心度檢測調整工法YJGF66-2002中國南京中國石化集團第二建設公司二OO三年六月目次TOC\o"1-5"\h\z一前言 3二特點 4三適用范圍 4四基本工藝原理 4五檢測調整工藝流程 5（一）檢測計算活塞桿的冷態降差 5（二）計算活塞桿撓度對測量值的影響和消除 61計算測點撓度 62消除撓度對降差測量的影響 7（三）左側活塞與十字頭間垂直同心度的計算與調整 71計算活塞和十字頭的半徑熱脹值和兩者半徑熱脹差。 72計算十字頭冷態時調整值 83十字頭冷態調整 8（四）右側活塞與十字頭間垂直同心度的計算與調整 81計算活塞與十字頭的半徑熱脹值和兩者半徑熱脹差。 82計算十字頭冷態時調整值 83十字頭冷態調整 9六檢測調整程序 9七施工機具 9八勞動力組織和工期安排 9九質量標準和安全措施 10十效益分析 10十一應用實例 10臥式往復壓縮機活塞與十字頭間垂直同心度檢測調整工法YJGF66-2002中國石化集團第二建設公司一前言臥式往復壓縮機的安裝，隨著現代生產裝置工藝條件的苛刻化，對于活塞與十字頭間同心度的要求也越來越高。冷態檢測調整必須滿足熱態下高同心度運行，以減少由于同心度偏差過大而產生有害的附加交變應力，從而保證機組長期穩定運行。若采用傳統的拉鋼絲找正法、激光準直儀找正法等難以滿足精度要求，更難以滿足熱態運行的同心要求，且檢測調整的過程十分繁復。我公司在八十年代中期開始研究臥式往復壓縮機活塞和十字頭間垂直同心度的檢測調整的新方法，以簡化施工程序并提高熱態對中的精度。建立起根據對十字頭、活塞不同降差的測量值來計算十字頭中心冷態需調整的量、據計算的調整量對十字頭中心高度進行冷態調整的方法并應用于實際。API618《石油化工和天然氣工業用往復式壓縮機》1995年版附錄C中出現了這一檢測調整方法。到了九十年代中期，我公司在研究垂直同心度的檢測和調整方法上又有新突破，建立了在分析兩側不同的受力狀態后推導出兩側不同的檢測調整計算式、據計算的不同調整量對兩側分別進行調整的方法。經過多項工程的實踐形成了別具一格的先進的工法，這是一個國外先進標準即1995年版的API618附錄C中還沒有采用的方法。本工法經公司工法評審委員會進行技術成果鑒定，認為：本工法建立了主機安裝后直接檢測、計算、調整活塞桿斜度找垂直同心的方法，建立了對兩側應用經推導的不同計算式分別計算調整找活塞與十字頭間垂直同心度的方法，既可提高安裝質量，又可縮短安裝工期，技術上是先進的。將其列為公司的專有技術。本工法曾應用于荷蘭托馬森公司C-12型、德國KSB壓縮機廠2H25B383型、英國英格索蘭公司HHE-FR型及國產2D12、4M型等臥式往復壓縮機的安裝，取得很好效果。現在我公司承擔的所有新安裝或檢修安裝的臥式往復壓縮機活塞與十字頭間垂直同心度檢測調整都采用此工法。二特點a)利用測量活塞和十字頭間降差并消除活塞桿撓度的影響來計算冷態調整值后進行調整；b)依據分析壓縮機兩側十字頭不同受力和運行狀態而推導出的兩側十字頭和活塞間垂直同心度冷態各自需要調整部分的不同計算式，分別計算冷態調整值后進行調整；c)與同類工法相比，本工法由于對兩側采用不同的計算式分別計算冷態調整值，故此工法能保證壓縮機運行時兩側均能達到精確對中，方法簡單、精確。無論在工期、質量、安全、造價等技術經濟效益方面均是先進的和新穎的。三適用范圍適用于所有新安裝或檢修安裝的臥式往復壓縮機的活塞與十字頭間垂直同心度的檢測調整。四基本工藝原理a）臥式往復壓縮機活塞的中心線與十字頭的中心線若不在同一直線上，其連接活塞與十字頭的活塞桿中心線在垂直方向產生一斜度。測量這一斜度，根據活塞桿組件的長度即可計算得活塞中心線與十字頭中心線垂直方向的同心度偏差；b）工作時的溫升使得活塞和十字頭產生垂直方向的膨脹；由于活塞與十字頭的直徑不同、材質不同和溫升不同，膨脹值也有所不同，因而活塞桿的斜度會發生變化。因此，通過計算并調整活塞與十字頭間冷態垂直同心度，使之在熱態運行時處于良好的對中狀態，以保證運行狀態下同心度偏差最小，最大限度減少附加交變應力；c）這種測量、調整偏心度的方法是屬于高精度的測量、調整，故在測量過程中要考慮到由于活塞桿本身重量引起的撓度對測量調整值的影響；d）由于臥式往復壓縮機連桿對曲軸兩側的十字頭施加的作用力方向不同，導致一側（左側）十字頭總是貼下滑道運行，而另一側（右側）十字頭則在主要工作區間貼上滑道運行。依據推導出的兩側活塞與十字頭間冷態垂直同心度調整值不同的計算式，對兩側分別予以計算調整。五檢測調整工藝流程（一）檢測計算活塞桿的冷態降差4冷態中心4冷態中心15432Δh6熱態中心ACT1氣缸；2活塞；3百分表；4十字頭滑道；5十字頭；6活塞桿。AC：活塞桿組件長度；T：行程，即ac；Δh：十字頭冷態間隙。圖1壓縮系統檢測示意圖aCAaCAbcbcBB圖2冷態降差和徑向跳動幾何關系圖活塞與十字頭之間存在的冷態降差AB冷，可通過下述方法測量、計算得。在隔離室內放置磁性座，安裝百分表（見圖1），活塞桿經過一個行程T的運動，在百分表上測得一行程范圍內的徑向跳動值為ab，測點處的徑向跳動值和活塞桿兩端的冷態降差AB冷，存在著如圖2所示的關系。即（1）式中：AB冷——活塞桿兩端的冷態降差；AC——活塞桿組件長度；ac——即行程T；ab——百分表上測得一行程范圍內的徑向跳動值。（二）計算活塞桿撓度對測量值的影響和消除活塞桿因自身重量產生撓度，影響徑向跳動測量值，如圖3所示。LL活塞桿Tmn百分表圖3活塞桿撓曲示意圖1計算測點撓度活塞桿（視為均布載荷）引起的撓度，可應用均布載荷任意點撓度計算式計算：依據上式可推導出一行程內測點撓度差fT計算式：（2）式中：f——活塞桿任意點撓度；fT——一行程內側點撓度差；q——活塞桿自身重量形成的均布載荷；X——側點到點n的距離；L活塞桿——活塞桿長度；E——彈性摸數；I——截面軸慣性矩；T——行程；C1=；C2=。2消除撓度對降差測量的影響在百分表測得一行程范圍內的徑向跳動值ab（帶正負號計入）中包括了撓度的影響，消除撓度影響后的冷態降差為：（3）式中：AB冷——消除撓度影響后的冷態降差；AC——活塞桿組件長度；ac——即行程T；ab——百分表上測得一行程范圍內的徑向跳動值；fT————一一行程內測點撓度差。計算即得到消除撓度影響后的冷態降差。在實際操作中往往采用兩塊表進行測量,分別計算后取平均值，以消除測量誤差。（三）左側活塞與十字頭間垂直同心度的計算與調整1計算活塞和十字頭的半徑熱脹值和兩者半徑熱脹差。活塞 十字頭線脹系數1/℃α1 α2溫升℃Δt1Δt2半徑熱脹值㎜ΔR1=α1Δt1R1ΔR2=α2Δt2R2半徑熱脹差㎜AB熱=ΔR1-ΔR2（4）式中：R1————活塞半徑熱脹值；R2————十字頭半徑熱差值；AB熱——活塞和十字頭半徑熱脹差。2計算十字頭冷態時調整值冷態需要調整的部分AB調為：（5）式中：AB調——十字頭冷態需要調整的部分；AB冷——消除撓度影響后的冷態降差；R1————活塞半徑熱脹值；R2————十字頭半徑熱脹值。AB調就是根據測量和計算后得出的冷態十字頭需要調整的數值。3十字頭冷態調整根據計算得的需調整量AB調，調整十字頭滑板上的調整墊片，當AB調為正值時，將十字頭下滑板上面的調整墊片拆除并加到上滑板下面。當AB調為負值時，將十字頭上滑板下面的調整墊片拆除并加到下滑板上面。這樣，既能保證熱態對中，又能保證原設計的十字頭與滑道間間隙不變。（四）右側活塞與十字頭間垂直同心度的計算與調整1計算活塞與十字頭的半徑熱脹值和兩者半徑熱脹差。其方法同五.（三）.1。2計算十字頭冷態時調整值由于壓縮機右側的十字頭在主要工作區內是貼上滑道運行的，顯而易見，冷態須調整部分AB調如下：AB調=十字頭貼下滑道運行需調整值+熱態時十字頭與上滑道的間隙即（6）式中：AB調——十字頭冷態需要調整的部分；AB冷——消除撓度影響后的冷態降差；R1————活塞半徑熱脹值；R2————十字頭半徑熱脹值；h————十字頭冷態間隙。AB調就是根據測量和計算后得出的冷態右側十字頭需要調整的數值。3十字頭冷態調整其方法同五.（三）.3。六檢測調整程序a)列出參數；檢測十字頭與滑道之間的間隙；在隔離室安裝百分表（在實際測量中通常使用兩塊表、測點在活塞桿中點兩側），安裝位置要靠近十字頭端和氣缸端；計算活塞桿與十字頭之間冷態降差AB冷；計算測點撓度差fT計算消除測點撓度值后的冷態降差；計算活塞和十字頭的半徑熱脹值ΔR1、ΔR2；求取活塞和十字頭的半徑熱脹差AB熱；計算十字頭冷態時需調整的值AB調；調整十字頭滑道上的墊片；重新測量求取AB調的值。根據API618標準，左、右側十字頭冷態需要調整的AB調的誤差各自均滿足≤1.5×10-4則認定為合格，否則需做第二次調整，直至合格。七施工機具a)百分表兩塊；b)磁性表座2件；c)其它拆裝和測量工具。八勞動力組織和工期安排執行本工法共需檢測調整人員3人，2天內即可完成。九質量標準和安全措施a)經檢測調整后要求活塞桿在熱態下徑向跳動不大于1.5×10-4。；b)應在氣缸及十字頭滑道水平度調整好、地角螺栓緊固后進行檢測和調整；c)設備全部緊固螺栓嚴格按照技術文件及規范規定的力矩緊固，特殊材質的螺栓在無規定值時進行必要的強度計算及有關部門認可；d)現場施工嚴格執行SH3505《石油化工施工安全技術規程》；e)檢測活塞桿偏心度時，盤車人員應聽從指揮。十效益分析采用檢測調整活塞桿同心度的熱態對中技術與拉鋼絲對中技術相比，有如下一些優點：不需要專門的檢測器具，僅用一些常規的量具和一些常用的拆裝調整工具即可；操作簡便工效高，檢測調整一臺臥式往復壓縮機活塞桿同心度，原方法需要4人20天完成，本方法僅需3人2天完成，提高了工效13倍；檢測調整的精度高于拉鋼絲法。十一應用實例a)在金陵石化南京煉油廠重整裝置往復壓縮機安裝中應用我公司1997年在金陵石化南京煉油廠60×105t/a重整裝置施工中，對K202A/B臥式往復壓縮機活塞與十字頭間垂直同心度的檢測調整應用了此工法，現將其中K202A檢測調整時的各類數據和應用效果列表及敘述如下：壓縮機的基本數據見表1表1基本數據序號名稱代號單位一級二級數值1活塞桿長度L活塞桿mm17651751直徑dmm9595材料密度ρg/cm37.827.82質量G活塞桿kg9897彈性模數EMPa2.1×1052.1×105截面軸慣性矩Icm4399.8399.8活塞組件長度ACmm223822002活塞半徑R1mm370250線膨脹系數α11/℃12×10-612×10-6溫升Δt1℃100100質量G活塞kg3003003十字頭半徑R2mm200200線膨脹系數α21/℃12×10-612×10-6溫升Δt2℃3535質量G十字頭kg3003004行程Tmm3603605連桿計算長度L連mm850850質量G連桿kg1841846曲軸回轉半徑R曲mm1801807壓力入口壓力POMPa0.220.77出口壓力PVMPa0.7952.1檢測數據見表2表2測量數據（mm）測量項目左側右側十字頭與滑道間間隙Δh0.370.37測得的徑向跳動值ab0.060.10計算數據見表3表3計算數據（mm）計算項目左側右側冷態降差AB冷0.3730.611測點撓度差fT0.0260.037消除測點撓度影響后的冷態降差AB冷＇0.2110.385活塞半徑熱脹值ΔR10.4440.300十字頭半徑熱脹值ΔR20.0840.084活塞與十字頭半徑熱脹差AB熱0.3600.216需要調整的部分AB調-0.150.371根據計算得到的AB調值，用≤1.5×10-4判斷，左側＜1.5×10-4滿足要求；右側=1.69×10-4＞1.5×10-4，不滿足要求，需做調整，經調整后測得徑向跳動值ab為0.10mm，計算AB調為0.0726滿足要求，調整完畢。壓縮機運行中的參數見表4表4壓縮機運行時的參數測量值名稱部位中體震動（μm）十字頭溫度（℃）活塞桿溫度（℃）活塞桿跳動（μm）一級Ⅰ列（左側）12528714一級Ⅱ列（左側）12538412二級Ⅰ列（右側）10518012二級Ⅱ列（右側）10508210在安裝