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【摘 要】 根据短丝装置二牵伸机同步传动齿轮磨损事故进行原因分析，提出相应设备运行管理整改方案，以确保装置长周期稳定运行。
【关键词】 短丝装置；二牵伸机；同步传动齿轮；磨损；润滑
1、设备基本情况
某石化公司短丝装置二牵伸装置是由纽玛格公司生产的七辊牵伸机，牵伸辊排列方式为卧式排列，由牵伸箱、压辊、传动机构（同步齿轮）组成。其中上排有三个牵伸辊，下排有四个牵伸辊，箱体底部有一个过桥轮（与电机减速机连接，用于传递扭矩）。
牵伸箱组件为不锈钢结构，在箱体外装有悬臂吊牵伸辊，箱体内为传动齿轮、滚动轴承、润滑油。其中，压辊外用下压辊、气缸加压方式；牵伸辊为夹套辊，辊筒壁由厚变薄，用于补偿热量损失，保证辊筒表面的温度均匀，温差不超过±1℃。传动系统采用独立的电机变频驱动，传动齿轮与轴采用锥度配合。
二牵伸机的主要技术参数，如表1所示。
外型尺寸（mm） 4350×3664×2250
辊尺寸（mm） φ490×1660
加热方式 热水
辊温度（℃） 130
转速（m/min） 330
电机功率（kw） 865
润滑形式 压力润滑
过滤器精度（μm） 60
油泵 电流：431L/min；
压力：0.45Mpa；
转速：1692rpm；
电机功率：1.1kw
冷却器能力（kw） 13
表1 二牵伸机的主要技术参数
同步齿轮箱内润滑油通过润滑油泵（外齿轮啮合泵）抽出，流经润滑油过滤器，经过油冷器冷却后回到同步齿轮箱内，对传动辊前后轴承、传动齿轮、进行喷油润滑，润滑油（牌号为4407220#），润滑油系统如图1所示。
图1 二牵伸机润滑油系统流程图
2、故障经过
2012年11月5日19时20分左右，某石化公司短丝车间二牵伸机同步齿轮箱发出异音。现场机组表现为：润滑油泵运转，无异音，出口压力为零；通过箱体侧板试镜、打开上盖，发现7个同步齿轮、轴承的喷油嘴不喷油；通过油箱液位试镜，液位为2/3处，并且从油箱排放口可以放出润滑油；检查油泵出口过滤器干净，无异物；上1、上2、上3、下2、下3、传动轴齿轮严重磨损；更换润滑油泵，发现同步齿轮、轴承喷嘴正常喷油。
3、故障分析
3.1、润滑油系统
润滑不良引起的润滑油油量过低可能原因：油箱缺油；油路不畅通；润滑油泵损坏。
3.1.1、通过现场油箱油位确认为2/3油位，并且设备无漏油痕迹，此项可以排除；
3.1.2、油路过滤器干净，现场更换新油泵同步齿轮箱内油嘴正常喷油，排除油路大面积堵塞问题；
3.1.3、润滑油泵解体检查
首先，对拆卸下的油泵进行离线测试，上油压力不足，流量偏低。其次，对油泵解体，发现齿轮端面、齿轮啮合面无磨损痕迹，如图2、图3所示，但润滑油泵泵体内存在大量的油泥，如图4所示。
图2 润滑油泵齿轮端面 图3 润滑油泵齿轮啮合面
图4 润滑油泵泵体
对润滑油泵可调溢流阀进行解体后，发现溢流阀阀体内和阀芯、阀座均存在大量油泥和杂质，如图5、图6所示。
图5 润滑油溢流阀阀体 图6 润滑油溢流阀阀芯、阀座
最后，清洗溢流阀、润滑油泵泵体等各部件，进行回装，试运行，上油压力、流量均正常。
3.2、控制连锁系统
润滑油系统有三个仪表控制点，分别为温度高报，压力高报，流量低报。当润滑油流量低于设定值时，流量开关动作报警，如果在5分钟之内没有得到及时处理就会在5分钟之后联锁停车。
但是，现场实際情况为控制连锁系统不报警、不连锁，其可能原因为：DCS控制系统存在问题；现场检测仪表存在问题。
3.2.1、在故障停车后，通过控制室操作站查询报警记录，发现在故障停车期间没有出现流量低和润滑油温度及压力的报警。经过对控制回路进行检查，无问题。
3.2.2、发生故障后，更换润滑油泵，现场的压力开关、温度开关均显示正常。因此，初步判断，流量检测开关可能存在问题。
流量检测开关（如图7所示）为活塞式，内部活塞有永久磁铁，触点采用常闭报警模式。正常运行时，润滑油压力与活塞支撑弹簧弹力形成一个平衡力使活塞能够处于某一位置，报警触点常闭。当润滑油流量低于设定值时，活塞支撑弹簧弹力大于润滑油压力，使活塞处于报警位置，常闭触点断开，发生报警。
图7 流量检测开关结构图
将流量监测开关解体后发现，触点开关没有粘连，可以正常开启。活塞体存在油泥堆积，成分为机械杂质、积碳等（如图8所示），使低流量时，磁铁活塞无法正常复位，导致无法报警。
图8 流量监测开关内部
4、整改措施
通过以上的现场检查和分析，可以得出：润滑系统内存在大量的不溶物（含金属杂质）是导致润滑油泵溢流阀和流量监测开关的失效的直接原因。
不溶物主要来源为：金属磨损颗粒、环境灰尘杂物、润滑油的老化产物以及长期高温（正常工作温度为130℃，夏季工作温度在140℃以上）运行产生的积碳。因此，为避免类似事故，作出以下整改措施：
4.1、润滑油系统现有联锁报警系统当油压低时没有油压低报警，只能靠单一的流量低报警对设备进行保护，一旦流量检测开关发生故障，就无法对设备起到保护作用。增加了油压低报警，通过二选一的控制形式，实现对设备的双重保护。
4.2、按照在线仪表定期校验规定，定期对压力开关、温度开关、流量开关和控制回路进行校验，并拆卸流量开关进行清理和检查。
4.3、按照润滑油手册规定，二牵伸润滑油更换周期为4500小时，但从设备管理经济性角度来说，通过定期（每月）取样，根据化验指标进行适时择机更换。但以往检测项目为：运动粘度、闪点、水分、机械杂质等常规理化项目，无法体现润滑油的性能指标。为此，建立润滑系统油样分析数据管理，对油样进行铁谱分析、常规理化分析（增加酸碱值的检查，用于分析润滑油内添加剂的损耗情况），并对单项数据进行分析，作出趋势图，根据各项数据的变化情况来判断是否进行润滑油的更换[1]。具体数据可以参考SH/T0586-2010《工业闭式齿轮油换油指标》的相关标准数据[2]。
5、结论
通过分析某石化公司短丝装置二牵伸设备同步传动齿轮磨损可以看出，润滑油管理是设备运行最为重要的基础管理工作，润滑油系统运行的合理性、完好性直接关系到设备的长周期稳定运行。现实工作中，必须通过规范管理、完善制度、落实责任来提高经济运行和避免设备事故的发生。
参考文献：
【1】关子杰.润滑油与设备故障诊断技术[M].北京：中国石化出版社，2006.
【2】何晓瑛.NB/SH/T0586-2010《工业闭式齿轮油换油指标》标准推介[J].标准现在时.2011（1）：72-76.
【关键词】 短丝装置；二牵伸机；同步传动齿轮；磨损；润滑
1、设备基本情况
某石化公司短丝装置二牵伸装置是由纽玛格公司生产的七辊牵伸机，牵伸辊排列方式为卧式排列，由牵伸箱、压辊、传动机构（同步齿轮）组成。其中上排有三个牵伸辊，下排有四个牵伸辊，箱体底部有一个过桥轮（与电机减速机连接，用于传递扭矩）。
牵伸箱组件为不锈钢结构，在箱体外装有悬臂吊牵伸辊，箱体内为传动齿轮、滚动轴承、润滑油。其中，压辊外用下压辊、气缸加压方式；牵伸辊为夹套辊，辊筒壁由厚变薄，用于补偿热量损失，保证辊筒表面的温度均匀，温差不超过±1℃。传动系统采用独立的电机变频驱动，传动齿轮与轴采用锥度配合。
二牵伸机的主要技术参数，如表1所示。
外型尺寸（mm） 4350×3664×2250
辊尺寸（mm） φ490×1660
加热方式 热水
辊温度（℃） 130
转速（m/min） 330
电机功率（kw） 865
润滑形式 压力润滑
过滤器精度（μm） 60
油泵 电流：431L/min；
压力：0.45Mpa；
转速：1692rpm；
电机功率：1.1kw
冷却器能力（kw） 13
表1 二牵伸机的主要技术参数
同步齿轮箱内润滑油通过润滑油泵（外齿轮啮合泵）抽出，流经润滑油过滤器，经过油冷器冷却后回到同步齿轮箱内，对传动辊前后轴承、传动齿轮、进行喷油润滑，润滑油（牌号为4407220#），润滑油系统如图1所示。
图1 二牵伸机润滑油系统流程图
2、故障经过
2012年11月5日19时20分左右，某石化公司短丝车间二牵伸机同步齿轮箱发出异音。现场机组表现为：润滑油泵运转，无异音，出口压力为零；通过箱体侧板试镜、打开上盖，发现7个同步齿轮、轴承的喷油嘴不喷油；通过油箱液位试镜，液位为2/3处，并且从油箱排放口可以放出润滑油；检查油泵出口过滤器干净，无异物；上1、上2、上3、下2、下3、传动轴齿轮严重磨损；更换润滑油泵，发现同步齿轮、轴承喷嘴正常喷油。
3、故障分析
3.1、润滑油系统
润滑不良引起的润滑油油量过低可能原因：油箱缺油；油路不畅通；润滑油泵损坏。
3.1.1、通过现场油箱油位确认为2/3油位，并且设备无漏油痕迹，此项可以排除；
3.1.2、油路过滤器干净，现场更换新油泵同步齿轮箱内油嘴正常喷油，排除油路大面积堵塞问题；
3.1.3、润滑油泵解体检查
首先，对拆卸下的油泵进行离线测试，上油压力不足，流量偏低。其次，对油泵解体，发现齿轮端面、齿轮啮合面无磨损痕迹，如图2、图3所示，但润滑油泵泵体内存在大量的油泥，如图4所示。
图2 润滑油泵齿轮端面 图3 润滑油泵齿轮啮合面
图4 润滑油泵泵体
对润滑油泵可调溢流阀进行解体后，发现溢流阀阀体内和阀芯、阀座均存在大量油泥和杂质，如图5、图6所示。
图5 润滑油溢流阀阀体 图6 润滑油溢流阀阀芯、阀座
最后，清洗溢流阀、润滑油泵泵体等各部件，进行回装，试运行，上油压力、流量均正常。
3.2、控制连锁系统
润滑油系统有三个仪表控制点，分别为温度高报，压力高报，流量低报。当润滑油流量低于设定值时，流量开关动作报警，如果在5分钟之内没有得到及时处理就会在5分钟之后联锁停车。
但是，现场实際情况为控制连锁系统不报警、不连锁，其可能原因为：DCS控制系统存在问题；现场检测仪表存在问题。
3.2.1、在故障停车后，通过控制室操作站查询报警记录，发现在故障停车期间没有出现流量低和润滑油温度及压力的报警。经过对控制回路进行检查，无问题。
3.2.2、发生故障后，更换润滑油泵，现场的压力开关、温度开关均显示正常。因此，初步判断，流量检测开关可能存在问题。
流量检测开关（如图7所示）为活塞式，内部活塞有永久磁铁，触点采用常闭报警模式。正常运行时，润滑油压力与活塞支撑弹簧弹力形成一个平衡力使活塞能够处于某一位置，报警触点常闭。当润滑油流量低于设定值时，活塞支撑弹簧弹力大于润滑油压力，使活塞处于报警位置，常闭触点断开，发生报警。
图7 流量检测开关结构图
将流量监测开关解体后发现，触点开关没有粘连，可以正常开启。活塞体存在油泥堆积，成分为机械杂质、积碳等（如图8所示），使低流量时，磁铁活塞无法正常复位，导致无法报警。
图8 流量监测开关内部
4、整改措施
通过以上的现场检查和分析，可以得出：润滑系统内存在大量的不溶物（含金属杂质）是导致润滑油泵溢流阀和流量监测开关的失效的直接原因。
不溶物主要来源为：金属磨损颗粒、环境灰尘杂物、润滑油的老化产物以及长期高温（正常工作温度为130℃，夏季工作温度在140℃以上）运行产生的积碳。因此，为避免类似事故，作出以下整改措施：
4.1、润滑油系统现有联锁报警系统当油压低时没有油压低报警，只能靠单一的流量低报警对设备进行保护，一旦流量检测开关发生故障，就无法对设备起到保护作用。增加了油压低报警，通过二选一的控制形式，实现对设备的双重保护。
4.2、按照在线仪表定期校验规定，定期对压力开关、温度开关、流量开关和控制回路进行校验，并拆卸流量开关进行清理和检查。
4.3、按照润滑油手册规定，二牵伸润滑油更换周期为4500小时，但从设备管理经济性角度来说，通过定期（每月）取样，根据化验指标进行适时择机更换。但以往检测项目为：运动粘度、闪点、水分、机械杂质等常规理化项目，无法体现润滑油的性能指标。为此，建立润滑系统油样分析数据管理，对油样进行铁谱分析、常规理化分析（增加酸碱值的检查，用于分析润滑油内添加剂的损耗情况），并对单项数据进行分析，作出趋势图，根据各项数据的变化情况来判断是否进行润滑油的更换[1]。具体数据可以参考SH/T0586-2010《工业闭式齿轮油换油指标》的相关标准数据[2]。
5、结论
通过分析某石化公司短丝装置二牵伸设备同步传动齿轮磨损可以看出，润滑油管理是设备运行最为重要的基础管理工作，润滑油系统运行的合理性、完好性直接关系到设备的长周期稳定运行。现实工作中，必须通过规范管理、完善制度、落实责任来提高经济运行和避免设备事故的发生。
参考文献：
【1】关子杰.润滑油与设备故障诊断技术[M].北京：中国石化出版社，2006.
【2】何晓瑛.NB/SH/T0586-2010《工业闭式齿轮油换油指标》标准推介[J].标准现在时.2011（1）：72-76.