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1、超高压聚乙烯装置二次压缩机填料盘开裂原因分析及对策研究,1,讲课课件,汇报提纲,概述 填料盘开裂的情况 材料成分及性能测试 填料盘开裂原因 填料盘疲劳寿命较短的原因 改进的措施和效果,2,讲课课件,茂名乙烯高压装置介绍 茂名乙烯高压装置二次压缩机简介 二次压缩机填料盘 填料盘的开裂和损坏情况 本文研究内容,概 述,第一部分 概述,3,讲课课件,高压聚乙烯工艺流程,乙烯,一次压缩机,二次压缩机,挤压造粒机,产品,聚乙烯,分离,乙烯返回,管式反应器,反 应 器,4,讲课课件,概 述,茂名高压装置超高压压缩机,5,讲课课件,概 述,茂名超高压压缩机结构示意图,6,讲课课件,压缩机气缸结构示意图,概
2、述,7,讲课课件,压缩机填料盘装配示意图,概 述,8,讲课课件,概 述,压缩机填料盘实物照片,9,讲课课件,概 述,填料盘开裂实物照片,10,讲课课件,概 述,填料盘开裂实物照片,11,讲课课件,概 述,填料盘开裂实物照片,12,讲课课件,概 述,填料盘开裂实物照片,13,讲课课件,损失,概 述,造成多块填料盘报废,非计划停车增加,威胁装置安全生产,结论：解决填料盘开裂问题对企业有重大意义,14,讲课课件,概 述,本文的研究内容： 填料盘材料性能测试 填料盘裂纹类型确定 填料盘开裂的原因 改进措施研究,15,讲课课件,第二部分填料盘材料性能测试,材料性能,16,讲课课件,材料性能,材料的化学成
3、分分析 力学性能测试 冲击韧性测试 硬度测试 断裂韧性测试 疲劳裂纹扩展速率测试,填料盘材料性能测试,17,讲课课件,断裂韧性测试,18,讲课课件,填料盘材料的JR曲线,19,讲课课件,填料盘da/dN-k数值测试值及拟合曲线,20,讲课课件,材料性能,填料盘性能测试结果,材料化学成分符合要求； 材料力学性能符合要求； 材料冲击韧性符合要求； 材料断裂韧性符合要求； 材料疲劳扩展速率符合标准。,21,讲课课件,第三部分 填料盘开裂原因分析,22,讲课课件,填料盘裂纹微观形貌分析,结论： 裂纹为疲劳裂纹,裂纹形貌,23,讲课课件,受压圆筒的应力,24,讲课课件,填料盘裂纹宏观形貌分析,结论：裂纹
4、不是机械疲劳开裂,裂纹形貌,25,讲课课件,填料盘裂纹宏观形貌分析,26,讲课课件,开裂填料盘表面的特征,特征：存在严重磨损、裂纹在磨损区边缘。,裂纹形貌,27,讲课课件,开裂填料盘表面的特征,特征：存在严重磨损、裂纹在磨损区边缘。,裂纹形貌,28,讲课课件,开裂填料盘表面的特征,特征：存在严重磨损、裂纹在磨损区边缘。,裂纹形貌,29,讲课课件,填料盘受压分布,30,讲课课件,填料盘磨损的原因,开裂原因分析,安装时,工作时 （压力小）,工作时 （压力大）,31,讲课课件,填料盘磨损类型,填料盘相对运动特点：,开裂原因分析,相对滑动幅度很小（微米级）；,表面压力很大；,周期性。,结论： 填料盘的
5、磨损属于微动磨损,32,讲课课件,开裂原因分析,微动磨损的损伤形式： 微动磨损（Fretting wear） 微动疲劳（Fretting fatigue） 微动腐蚀（Fretting corrosion）,微动磨损（Fretting）的定义： 两个表面之间发生具有小幅相对振荡运动引起的磨损现象,33,讲课课件,开裂原因分析,微动对材料疲劳寿命的影响,34,讲课课件,微动磨损和微动疲劳,开裂原因分析,35,讲课课件,物体微动滑移状态,完全滑移,部分滑移（微滑）,开裂原因分析,36,讲课课件,开裂原因分析,填料盘表面滑动状态,37,讲课课件,开裂原因分析,微动裂纹产生区域,结论：微动疲劳裂纹在混合
6、区产生,38,讲课课件,开裂原因分析,填料盘裂纹产生原因,计算表明表面压紧力大,计算表明形成产生裂纹的混合区,计算表明有微动磨损,39,讲课课件,填料盘疲劳寿命较短的原因,第四部分 填料盘疲劳寿命较短的原因分析,40,讲课课件,原因一：表面压力较大,填料盘疲劳寿命较短的原因,41,讲课课件,原因二：填料环腐蚀,填料盘疲劳寿命较短的原因,腐蚀产物光谱分析,42,讲课课件,填料盘疲劳寿命较短的原因,电子散射图,43,讲课课件,电子散射图,填料盘疲劳寿命较短的原因,44,讲课课件,原因三：磨屑产生和进入摩擦面,微动疲劳寿命下降，裂纹产生,填料盘疲劳寿命较短的原因,由于填料环被腐蚀磨屑大量产生,磨屑在
7、工作环境中容易进入摩擦表面,进入摩擦面的磨屑加快微动磨损,45,讲课课件,填料盘开裂过程,填料盘疲劳寿命较短的原因,填料盘表面产生滑动,磨屑进入,裂纹萌生,填料盘开裂,填料环腐蚀,46,讲课课件,改进措施,第五部分 改进措施和效果,47,讲课课件,改进措施,措施一：减少表面压紧力,48,讲课课件,改进措施,表面压紧力小：磨损面大，磨损轻,49,讲课课件,改进措施,表面压紧力大：磨损面小，磨损严重，产生裂纹,50,讲课课件,改进措施,措施二：防止填料环腐蚀,更换润滑油,降低润滑油温度,51,讲课课件,改进措施,措施三：加大磨屑排出,增加润滑油注入量,措施四：防止磨屑进入,拟对气缸螺栓进行测试， 防止拉力不均,52,讲课课件,效果,压缩机运行平稳 填料环腐蚀、磨损减小 填料盘不开裂,结论：已找到填料盘开裂原因并基本解决,53,讲课课件,