Büyük kompresör şaft rotorlarının tasarım ve üretim teknolojisinin analizi

Petrokimyasallar, enerji ve elektrik ve metalurjik üretim gibi endüstriyel alanlarda çekirdek ekipman olarak, büyük kompresörlerin performansı doğrudan tüm üretim sisteminin işletim verimliliği ve ekonomisi ile ilişkilidir. Bu anahtar ekipmanın "kalp" bileşeni olarak, kompresör şaft rotorunun tasarımı ve üretim seviyesi tüm makinenin güvenilirliğini ve servis ömrünü belirler.

. büyük kompresör mili rotoru genellikle ana şaft, pervane, denge diski ve kuplaj gibi bileşenlerin hassas bir montajından oluşan karmaşık bir güç iletimi ve enerji dönüşüm bileşenidir. Geleneksel dönen mekanik parçaların aksine, kompresör mili rotorunun, son derece yüksek dinamik denge doğruluğu ve boyutsal stabilitesini korurken, yüksek hızlı rotasyon altında büyük santrifüj kuvvetlere, gaz kuvvetlerine ve termal gerilmelere dayanması gerekir. Bu aşırı çalışma durumu, rotorun malzeme özellikleri, yapısal mukavemeti ve üretim doğruluğu üzerine katı gereksinimler getirir.

Fonksiyonel bir perspektiften, şaft rotoru sadece mekanik enerjinin gaz basıncı enerjisine dönüştürülmesini fark etmemeli, aynı zamanda çalışma sırasında tüm rotor sisteminin titreşim özelliklerinin güvenli bir aralıkta olmasını sağlamalıdır. Modern büyük kompresör rotorlarının çalışma hızı genellikle 3000-15000 rpm arasındadır ve bazı özel uygulamalar 20000 rpm'den fazla bile ulaşabilir. Bu kadar yüksek hızlı dönme koşulları altında, rotorun dinamik davranışı son derece karmaşık hale gelir ve küçük bir dengesizlik bile ciddi titreşime neden olabilir, bu da mühür yetmezliği ve taşıma hasarı gibi ciddi sonuçlara yol açar.

Büyük kompresör şaft rotorlarının malzeme seçimi, mukavemet, tokluk, korozyon direnci ve işlenebilirlik gibi birçok faktörü dikkate almalıdır. Şu anda, ana akım 34CRNIMO6, 42CRMO4 ve diğer orta karbon alaşımlı çelikler gibi alaşım çelik malzemeler kullanır. Bu malzemeler uygun ısı işleminden sonra iyi kapsamlı mekanik özellikler elde edebilir. Aşındırıcı orta ortamlar için, 1CR13, 2CR13 gibi martensitik paslanmaz çelikler veya dubleks paslanmaz çelik gibi özel malzemeler sıklıkla kullanılır.

Isı işlem sürecinin rotor performansı üzerindeki etkisi göz ardı edilemez. Söndürme ve tavlama işlemi (yüksek sıcaklıklı temperlenmenin söndürülmesi), ısıtma sıcaklığının hassas kontrolünü, tutma süresini ve soğutma oranını gerektiren iyi mukavemet ve tokluk eşleştirmesi elde etmek için önemli bir süreçtir. Büyük rotor vuruşları, işleme sırasında üretilen artık stresi ortadan kaldırmak ve sonraki son işlem sırasında deformasyondan kaçınmak için genellikle stres giderme tavlama işlemini kullanır.

Büyük kompresör şaft rotorlarının işleme işlemi, modern makine üretiminin üst seviyesini yansıtır. Kaba işlemeden ince işlemeye kadar düzinelerce işlem gereklidir. Dergi ve pervane oluğu gibi anahtar parçaların boyutsal toleransı genellikle 0.01mm içinde kontrol edilir ve yüzey pürüzlülüğü RA değerinin 0.4μm'nin altında olması gerekir. Bu hassas gereksinim, işleme ekipmanlarının seçimini özellikle önemli kılar. Şu anda, işleme kalitesinin gerçek zamanlı izlenmesini sağlamak için gelişmiş çevrimiçi ölçüm sistemleri ile birleştirilen, genellikle yüksek yoğunluklu ve yüksek hassasiyetli CNC dönüş ve öğütme kompozit işleme merkezleri kullanılmaktadır.

Dinamik dengeleme teknolojisi, rotorun düzgün çalışmasını sağlamak için temel bağlantıdır. Geleneksel yüksek hızlı dinamik dengeleme, rüzgar direncinin etkisini azaltmak için çoğunlukla bir vakum odasında gerçekleştirilir; Modern lazer dinamik dengeleme teknolojisi, temassız ölçüm yoluyla dengeleme verimliliğini ve doğruluğunu büyük ölçüde geliştirir. Rotor dengesinin sadece katı durumdaki dengesiz miktarı dikkate alması değil, aynı zamanda esnek deformasyonunun, mühendislerin kompleks rotor dinamikleri teorisini ustalaşmasını ve simülasyon hesaplamaları için profesyonel yazılım kullanmasını gerektiren denge durumu üzerindeki etkisini analiz etmesi gerektiğini belirtmek gerekir.

Tam bir kalite denetim sistemi, büyük bir kompresörün şaft rotorunun güvenilirliğini sağlamak için son savunma hattıdır. Geleneksel boyutlu incelemeye ek olarak, materyalin içindeki küçük kusurları tespit etmek için ultrasonik kusur tespiti ve manyetik parçacık kusur tespiti gibi tahribatsız denetimler de gereklidir. Son yıllarda, aşamalı dizi ultrasonik test teknolojisi, yüksek hassasiyet ve görüntüleme yetenekleri nedeniyle rotorların temel kısımlarının tespitinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Önemli rotorlar için, oda sıcaklığında ve yüksek sıcaklıkta gerilme, darbe ve yorgunluk testleri dahil kapsamlı mekanik özellikler testleri de gereklidir.