PLN-6／4-0．25型透平膨脹機(jī)(廠家代號(hào)0303A)系哈爾濱制氧機(jī)廠KZO-50型空分設(shè)備(廠家代號(hào)1K015A)的配套主機(jī)之一。具備所有靜壓氣體潤(rùn)滑透平膨脹機(jī)(以下簡(jiǎn)稱膨脹機(jī))共有的特性，尤其啟動(dòng)性能極佳。該套空分設(shè)備于1992年5月開(kāi)始安裝，12月正式投產(chǎn)，至2000年5月底，分餾塔加溫30余次，膨脹機(jī)卻從未取下拆檢。6月3日膨脹機(jī)聲音異常緊急停車，折檢發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)葉輪防松螺母松動(dòng)，因未及時(shí)發(fā)覺(jué)，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)葉輪葉片磨損過(guò)大而報(bào)廢，釀成整個(gè)空分設(shè)備停產(chǎn)近一個(gè)月的重大損失。

1 故障現(xiàn)象與經(jīng)過(guò)
??? 1998年7月14日11時(shí)，膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速表突然失靈，轉(zhuǎn)速指示從67000r／min降至30000r／min左右，指針有時(shí)在0~30000r／min之間來(lái)回?cái)[動(dòng)，但膨脹機(jī)未發(fā)現(xiàn)異常聲音。由于氧氣供應(yīng)相當(dāng)緊張，運(yùn)行人員未緊急停機(jī)，技術(shù)人員也認(rèn)為是轉(zhuǎn)速表本身故障，未要求拆檢膨脹機(jī)。由于膨脹機(jī)運(yùn)行聲音、膨脹前后溫度、膨脹前后壓力均正常，在轉(zhuǎn)速表指示失靈的情況下，膨脹機(jī)一直在運(yùn)行。
??? 2000年6月1日7時(shí)，運(yùn)行人員聽(tīng)見(jiàn)膨脹機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)聲音不正常，立即停車，外觀檢查發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)端蓋過(guò)熱。 8時(shí)30分，技術(shù)人員拆開(kāi)風(fēng)機(jī)端蓋進(jìn)氣法蘭，通人0．6MPa的軸承氣，通過(guò)風(fēng)機(jī)端蓋對(duì)轉(zhuǎn)子起浮情況檢查良好，測(cè)量轉(zhuǎn)子與中間體外殼的電阻值無(wú)窮大，風(fēng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)也正常，就認(rèn)為膨脹機(jī)不存在問(wèn)題。設(shè)備重新啟動(dòng)后，膨脹機(jī)運(yùn)行無(wú)異常。6月3日9時(shí)，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)膨脹機(jī)運(yùn)行聲音異常，風(fēng)機(jī)端蓋發(fā)燙，隨后緊急停車。拆檢膨脹機(jī)發(fā)現(xiàn)：風(fēng)機(jī)輪葉片全部磨損(減少2~2．5mm)，風(fēng)機(jī)端蓋有明顯的摩擦痕跡，風(fēng)機(jī)輪壓緊螺母可活動(dòng)而喪失緊固作用，磁電傳感器線圈顏色發(fā)黑，軸承及轉(zhuǎn)子也有輕微的摩擦痕跡，膨脹葉輪一葉片根部有6mm的徑向裂紋缺陷。

2 故障原因分析及判定方法
??? 轉(zhuǎn)速表指示失準(zhǔn)，一般有兩種原因：一是因膨脹機(jī)本身故障造成轉(zhuǎn)速表指示異常，這種情況往往伴隨著膨脹機(jī)有嚴(yán)重的異常聲音；二是磁電傳感器故障所致。
??? 磁電傳感器安裝在制動(dòng)風(fēng)機(jī)的端蓋中間，由兩塊繞有線圈的永久磁鐵組成，利用磁電感應(yīng)原理，如果線圈對(duì)地短路或內(nèi)部受潮絕緣被破壞，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)切割磁力線產(chǎn)生的感應(yīng)電流出現(xiàn)變化，造成測(cè)量轉(zhuǎn)速不準(zhǔn)。可用兆歐表測(cè)量線圈接線對(duì)地電阻及絕緣程度，以作出準(zhǔn)確的診斷。
??? 膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速表在0~40℃環(huán)境溫度下能正常工作，溫度過(guò)低或過(guò)高均對(duì)轉(zhuǎn)速表測(cè)量不利。在分餾塔加溫時(shí)沒(méi)有取下膨脹機(jī)，即使在風(fēng)機(jī)排氣放空閥關(guān)閉的情況下，由于冷吹階段空氣的溫度遠(yuǎn)低于0℃，加溫后期的空氣溫度又高于40℃，這兩種溫差較大的氣體長(zhǎng)時(shí)間充滿風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，磁電傳感器線圈受影響最大，多次進(jìn)行加溫，就會(huì)產(chǎn)生線圈受潮不絕緣、對(duì)地短路的故障，在這種情況下轉(zhuǎn)速表指示會(huì)遲鈍且低于實(shí)際轉(zhuǎn)速。
??? 轉(zhuǎn)速表本身發(fā)生故障的情況十分少見(jiàn)。在轉(zhuǎn)速表指示失準(zhǔn)的情況下，可先判斷是否因機(jī)械故障所致，應(yīng)拆下膨脹機(jī)進(jìn)行檢查。如機(jī)械系統(tǒng)無(wú)異常，可憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行操作，轉(zhuǎn)速顯示偏低，不必?fù)?dān)心膨脹機(jī)因轉(zhuǎn)速超高而自動(dòng)停車，造成分餾塔上塔壓力上升進(jìn)而威脅分餾塔的安全?？稍诒ＷC膨脹機(jī)前后壓力、溫度處于正常范圍內(nèi)維持運(yùn)轉(zhuǎn)。
??? 風(fēng)機(jī)輪葉片與風(fēng)機(jī)端蓋的嚴(yán)重摩擦，是導(dǎo)致風(fēng)機(jī)輪損壞的直接原因。這種故障只有在風(fēng)機(jī)輪螺母明顯松動(dòng)的情況下才會(huì)發(fā)生。螺母一般都具有自鎖性，在靜載荷和工作溫度變化不大時(shí)不會(huì)自動(dòng)松脫。但是，在沖擊、振動(dòng)和變載荷的作用下，或在測(cè)試變化較大的環(huán)境下工作時(shí)，螺紋間的摩擦力可能在某一瞬時(shí)消失或減小，這種現(xiàn)象的多次重復(fù)，就會(huì)使螺紋聯(lián)接逐漸松動(dòng)。為防止螺紋聯(lián)接松動(dòng)造成膨脹機(jī)工作不正?；虬l(fā)生嚴(yán)重事故，風(fēng)機(jī)輪與轉(zhuǎn)子間的固定采用螺母和止動(dòng)墊片結(jié)合的機(jī)械防松裝置，膨脹葉輪的螺母與轉(zhuǎn)子采用長(zhǎng)細(xì)牙螺紋聯(lián)接，以滿足其長(zhǎng)期運(yùn)行的技術(shù)要求。
??? 風(fēng)機(jī)輪壓緊螺母與轉(zhuǎn)子采用粗牙螺紋聯(lián)接，其 自鎖性較差。加溫時(shí)膨脹機(jī)未取下，其螺母受溫差變化的影響，會(huì)熱脹冷縮。雖有止動(dòng)墊片制約，由于加溫多次，其松動(dòng)仍不可避免。當(dāng)風(fēng)機(jī)輪與端蓋的間隙完全消失就會(huì)發(fā)生摩擦，其結(jié)果是膨脹機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)聲音異常，風(fēng)機(jī)端蓋發(fā)燙，漆色改變，風(fēng)機(jī)輪葉片磨損嚴(yán)重，轉(zhuǎn)子失去動(dòng)平衡。轉(zhuǎn)子與軸承之間的摩擦同樣會(huì)產(chǎn)生。膨脹機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重機(jī)械事故，就直接導(dǎo)致整套空分設(shè)備的停運(yùn)。