反应釜搅拌器轴的火焰加热矫直实践.doc

反应釜搅拌器轴的火焰加热矫直实践摘要 制药、化工车间10m以上反应釜搅拌轴同轴度超标引起设备震动、轴瓦磨损、机械密封泄露时，这时就需要对轴进行加热矫直，使轴达到同轴度要求。关键词 反应釜 搅拌轴 加热矫直工艺 同轴度找正 在所有制药和化工企业中，反应釜是重要的生产设备，特别是容积在10m以上的反应釜大多都有三根以上搅拌轴联接组成同心轴，带动搅拌叶旋转均匀搅拌发酵介质。同轴度如果超标，会使轴在转动过程中出现离心力失衡，引起设备震动，加剧中间瓦和底轴承的磨损，机械密封密封面的动、静环磨损出现泄漏，容易造成罐内药品染菌。一般厂家会根据生产介质的不同特点来选择反应釜材质，常用的有不锈钢和碳钢两种材质。常在发酵车间、提炼车间使用。每一批次的产品质量都与搅拌设备运行和物料搅拌效果息息相关，设备安装找正的结果决定了以后所生产产品的合格率和生产效率。搅拌设备的长、稳及高效运行与最初安装关系密切，就像盖楼,用料再好，没有稳定的根基是徒劳的。在安装过程中必须把握几点重要环节。1、 地基夯实稳定不下沉，灌浆料使用微膨胀专用水泥，反应釜罐体找正、紧固。需用精加工斜铁找正后紧固地脚螺栓。可以减少设备自身震动和其它震动源对其的影响。2、 反应釜搅拌轴的找正。因为搅拌轴为三根短轴通过联轴器连接组成为理论上的同心轴，检验精度要求达到0.02/米。搅拌轴的找正矫直一直是安装中的难点，传统工艺一般采用联轴器调节和强制矫直两种方法使搅拌轴达到技术要求,但是实际操作比较困难，容易损伤设备，而且已是多年的老工艺，目前厂家已不建议使用此种安装或维修工艺。特别是在狭窄容积内操作，也容易造成安全事故和损坏机件，为以后轴瓦磨损和震动值升高埋下隐患。一、火焰加热矫直法的特点 采用火焰加热矫直方法就是使用氧气乙炔的混合气体燃烧产生的高温火焰对轴进行局部加热、自然冷却的一种矫直工艺。与机械矫直不同，对在狭窄空间、轴件较大不易加工，罐内悬空维修和安装搅拌轴比较适合。不足的是：理论知识较少属于新技术的尝试阶段,轴的材质、规格都与加热工艺息息相关。我们依据所学金属材料与热处理学内容，利用金属材料固有的热胀冷缩的性能，使材料本身产生塑性变形来达到矫直目的的一种方法。此方法对于搅拌轴的矫直优于联轴器调整和强制矫直两种方法。最大的特点是需要工机具少，节约人力，操作省力简单。不需要大型工装设备、特种工具和反复在罐内架设检维修平台的繁琐，只需要一套氧气乙炔和2#焊烤枪配合百分表就能完成矫直工序。缺点是无成熟矫直理论可以借鉴和学习，虽然已经有好多这方面的理论但是在实际操作时不容易掌握，因为与每次的材质、规格、用途、结构和需要矫直的数据都不一样。必须理论结合多次实践经验来总结和探讨加热矫直工艺的规律。二、火焰加热矫直原理简述 当轴类工件因某种原因产生弯曲变形后，使用焊烤枪产生的高温火焰在工件变形的凸面一侧进行快速加热，受热位置迅速膨胀工件弯曲度迅速增加。未加热一侧保持相对的冷态，继续阻止热区传递的膨胀应力，膨胀应力和压缩应力相互抵制。在加热时膨胀应力大于冷态面的压缩应力使弯曲度增加。当加热结束后，热区温度逐渐降低，膨胀应力不在上升开始慢慢收缩，与此同时冷区金属压缩压力开始释放逐渐大于膨胀应力。被加热面产生塑性变形，轴弯曲度开始减小（向相反的方向变形）待完全恢复到室温，轴就会出现与原来的弯曲方向相反的变形，利用金属热胀冷缩的特性将轴矫直。三、设备结构和参数 反应釜搅拌器内部结构自上至下基本上有顶轴、中间轴、中间轴瓦、底轴、搅拌叶、底瓦（根据容积大小决定是否需要）组成，中间由联轴器过渡联接。如图：搅拌轴为实心轴有3根组成，全长9米直径100，第一节：顶轴1.5米与搅拌减速机联接，第二节：中间轴4米与顶轴用联轴器联接由中间轴瓦固定，第三节为：底轴长3.5米与中间轴联接由底瓦固定，材质35号合金钢。中间轴瓦为开式结构，轴瓦和瓦座套在轴上，处于轴中间部位，由三根可调节拉筋与罐壁连接固定，起固定轴晃度作用。底瓦在最下端轴头位置安装，有支架与罐底焊接起固定轴作用，所有与轴直接接触面瓦块为聚四氟材质。搅拌叶分三层用键连接在轴的不同位置，可根据使用要求进行调整。四、搅拌轴找正和矫直原因1、弥补轴在运输、吊装、存放过程产生的变形或弯曲，消除轴内部残留应力。2、弥补联轴器和轴在生产过程中产生的机加工偏差，使其通过矫直找正达到使用要求。3、弥补安装精度的误差使其最终联接为一根同心轴。达到同轴度技术要求，利于设备正常运行和使用寿命。五、搅拌轴矫直加热点的确定 在实施加热矫直轴和同轴度的找正时应在罐内轴弯曲位置下方1.5米架设维修平台，以利于技术人员测量和气焊工动火。采取防坠落措施，防止罐底部人员受伤。1、 技术人员使用百分表测量底轴轴颈光滑部位（接近底瓦位置），使轴处于自由垂直状态，上面有专人负责盘动动力部分，在轴转动过程中检查轴的跳动量，找出轴弯曲度最高点和最低点，反复核准位置后将轴平分为四份。2、 记录百分表数值即为轴的同轴度，依据厂家标准为0.05mm/m，计算9m0.05mm/m=0.45mm。也就是要求同轴度不大于0.45mm,假设百分表数值为0.80mm，其差值就是0.80-0.45=0.35，需要将偏差降低至技术要求0.35范围。3、 依据0.05/m标准，验证第一节轴的同轴度，若不超范围则为合格，依次找出同轴度偏差表现在轴上的位置，用百分表确定凸起点位置，按四份平分轴颈，准确画出偏差最高值，此点即为加热点。4、 准备氧气乙炔一套进行凸起面的局部加热。六、火焰加热矫直搅拌轴的实施 在对轴进行加热矫直的实施过程中必然伴随着冷却的过程，这是金属材料热处理的特性。其实在我们矫直工艺中可以细分为三个阶段：加热阶段、冷却阶段和回火保温阶段。1、加热阶段 我们先介绍加热阶段的基本过程，在加热时轴被加热面会随着轴局部面的温度快速升高而产生膨胀应力，轴出现变形，其内部金相组织也随着发生变化，由室温时的珠光体逐渐向奥氏体转变。但必须控制火焰加热的温度在200800之间，可用便携式红外线测温仪进行测量。尽量缩短加热时间可以使轴内部加热面奥氏体组织晶体细化，而与其相对应的非加热面的温度基本保持恒温，被加热面随着温度的快速升高，奥氏体组织迅速膨胀，向非加热面压缩，而非加热面理论上晶粒保持不变，但受到高温区晶体的压缩会产生相应的应力，最终会压缩高温面的晶体出现细化，温度越高压缩量越大，产生的变形也大，这就是加热矫直的第一步。 2、冷却阶段： 在停止对轴的加热后，被加热的部位需要在空气中自然冷却到室温，不应该采取水冷和其他急剧冷却的方法，依据加热时间越短冷却时间相应也会缩短的原理，轴内部金相组织逐渐恢复，由奥氏体逐渐向珠光体转变。轴本身发生变形，非加热面的晶体膨胀大于加热面的压缩，使轴产生收缩，待完全冷却后的达到热矫直的效果。3、 回火过程 在轴完成矫直后应进行必要的回火处理，以消除残留在轴内部的应力，使轴在自然垂直下经过人工回火残余应力得以释放，获得较稳定的金材结构组织。在冷却过程中可用远红外测温仪多次观察温度变化，测量加热面和非加热面在热量不再进行传导时的温度数据，若在200450之间保持一段时间则无需再进行人工回火，若低于200时，在同轴度符合要求时，应均匀加热轴的两个面至180250范围内保持1小时后再自然冷却。七、工作中的注意事项和建议1、在加热时气焊工要注意烤枪内焰与轴表面保持一段距离，使用外焰加热，控制温度不宜过高，以防熔化轴表面，破坏了轴的金相组织和机械性能，降低工件使用寿命。控制加热速度和加热面，使用经验丰富的气焊工，要求操作时必须做到即提高了轴升温速度又控制受热面积。在工作过程中轴颈尺寸和罐内温度都与加热矫直有一定关系，所以需要积累一定实践经验才能做到最好的效果。2、在测量同轴度时一定要在轴温完全恢复到室温后进行，如果重复加热需要待冷却4小时后再进行作业。经过火焰加热矫直的过程后，用百分表对轴端同轴度进行复查，确认矫直效果，检验轴端跳动量是否达到0.35范围。如果没有达到技术要求，需重复以上工序再次进行加热校验，但必须重新确认加热面是否重合，有位移时就需要重新调整加热面。在二次加热时最好不要在原位置再次加热。3、在遇到较难矫直的情