ניתוח כשל של שבר מוט בוכנה של מדחס

1. הקדמה
מדחסי בוכנה הדדיים הם המדחסים בעלי תזוזה חיובית הנפוצים ביותר. יש להם את היתרונות של טכנולוגיית ייצור בוגרת, טווח לחץ רחב, יעילות תרמית גבוהה, יכולת הסתגלות חזקה, טווח התאמת תזוזה גדול ודרישות חומר נמוכות. הם נמצאים בשימוש נרחב בתעשיות נפט וכימיקלים. אירועי דחיסת גז שונים בשטח. מוט הבוכנה הוא החלק הנע של המדחס.
דחף את הבוכנה להחזרה פעם אחת, תוך השלמת ארבעת התהליכים של התפשטות, יניקה, דחיסה ופליטה ברצף. צורת הכשל העיקרית של מוט הבוכנה היא שבר. ישנם גורמים רבים הגורמים לשבר. בנוסף לעומס העייפות, ישנם גם ליקויי עיבוד ודיוק התקנה, קורוזיה במדיה, מבנה בלתי סביר וגורמים נוספים. מאמר זה לוקח כדוגמה תאונת שבר מוט בוכנה של מדחס ביחידת ייצור כימיקלים. באמצעות איתור וניתוח, מזהים את הגורמים העיקריים הגורמים לשבר במוט הבוכנה, וניתנת הדרכה טכנית לניתוח ואמצעי שיפור של תאונות שבר דומות במוט הבוכנה.
דגם המדחס עם מוט בוכנה שבור הוא 6HF2-3, המיוצר על ידי חברת Nuovo Pignone באיטליה. מדיום המדחס הוא אתילן, לחץ הפעולה הוא 8 MPa, וטמפרטורת הפעולה היא 80 מעלות. מוט הבוכנה השבור הוחלף בחדש, עשוי מסגסוגת פלדה 40CrNiMoA, המיוצר על ידי יצרן מקומי. הוא נשבר לאחר רק חודשיים של שימוש, ואורך החיים שלו היה קצר מאוד.
2 בדיקה וניתוח של מורפולוגיה של שבר מוט בוכנה
ניתן לראות מפרופיל הצד הכולל של מוט הבוכנה שלחלק העבה יותר של כל אורך מוט הבוכנה (קוטר φ110 מ"מ) יש משטח מלוטש, וסימני עיבוד נראים בבירור על משטח הצד של הקוטר הקטן המפחית חלק ראש בקצה השמאלי. לא נמצאו סימנים לטיפול בחום פני השטח. החלק השבור של מוט הבוכנה נמצא בהברגה המחברת של ראש הפחתת הקוטר הקטן, כלומר, באבזם החוט 2~3 המחובר לאום. ניתן לראות ממורפולוגיה של השבר של מוט הבוכנה שרוב אזורי השבר שטוחים יחסית, ויש קטע קרע סופי שקוע בצד התחתון של מישור השבר. המורפולוגיה המקרוסקופית של כל משטח השבר של מוט הבוכנה תואמת את המאפיינים המורפולוגיים של משטח שבר העייפות.
3 בדיקה וניתוח מיקרוסקופיים של שבר מוט הבוכנה
בחרו דגימת שבר ממשטח השבר של מוט הבוכנה שלא ניזוק מפגיעה, נקה אותו עם גלים קוליים, השתמשו במיקרוסקופ אלקטרוני סורק עם ציוד ציפוי כדי לנתח את המורפולוגיה המיקרוסקופית של משטח השבר, והשתמשו בספקטרומטר אנרגיה כדי לזהות את הרכב כימי של פני השטח.
ניתן לראות שהמאפיינים המיקרומורפולוגיים של משטח השבר של מוט הבוכנה בהגדלה גבוהה הם פסי עייפות, שהם מנגנון שבר עייפות טיפוסי. זה מראה שבמהלך 2 חודשי השימוש במוט הבוכנה, מקורם של סדקים מיקרו בשורש החוט והתרחבו בהדרגה, ובסופו של דבר גרמו לשבר עייפות. תוצאות הבדיקה של הרכב משטח השבר הראו כי לא היו תוצרי קורוזיה על פני השבר, מה שמעיד על כך ששבר מוט הבוכנה לא היה קשור לקורוזיה.
4 ניתוח מיקרוסקופי של מורפולוגיה של עיבוד חוטי מוט בוכנה
בחר דגימות הברגה והשתמש במיקרוסקופ אלקטרוני סורק כדי לנתח את המורפולוגיה המיקרוסקופית של משטח שורש החוט וחתך הרוחב כדי לגלות אם יש פגמים בעיבוד חוט. הצורה המעובדת של שורש הברגה של מוט הבוכנה תקינה, ולא נמצאו סימני כלי עיבוד גס או פגמים אחרים, מה שמראה שאין בעיית איכות בעיבוד הברגה של מוט הבוכנה.