تحليل تكنولوجيا التصميم والتصنيع لدوارات عمود الضاغط الكبيرة

نظرًا لأن المعدات الأساسية في المجالات الصناعية مثل البتروكيماويات والطاقة والكهرباء والتصنيع المعدني ، يرتبط أداء الضواغط الكبيرة مباشرة بكفاءة التشغيل والاقتصاد لنظام الإنتاج بأكمله. نظرًا لأن مكون "القلب" في هذه المعدات الرئيسية ، فإن مستوى تصميم وتصنيع دوار عمود الضاغط يحدد موثوقية وخدمة الجهاز بأكمله.

ال دوار عمود ضاغط كبير هو عنصر نقل الطاقة المعقد وتحويل الطاقة ، وعادة ما يتكون من مجموعة دقيقة للمكونات مثل العمود الرئيسي ، المكره ، قرص التوازن ، والاقتران. على عكس الأجزاء الميكانيكية الدوارة التقليدية ، يحتاج دوار عمود الضاغط إلى تحمل قوى الطرد المركزي الضخمة وقوى الغاز والضغوط الحرارية تحت الدوران عالي السرعة ، مع الحفاظ على دقة توازن ديناميكية عالية للغاية واستقرار الأبعاد. تضع حالة العمل المتطرفة هذه المتطلبات الصارمة على خصائص المواد والقوة الهيكلية ودقة التصنيع للدوار.

من منظور وظيفي ، يجب ألا يدرك دوار العمود فقط تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة ضغط الغاز ، ولكن أيضًا ضمان أن تكون خصائص الاهتزاز لنظام الدوار بأكمله أثناء التشغيل ضمن نطاق آمن. تتراوح سرعة تشغيل دوارات الضاغط الكبيرة الحديثة بين 3000 و 15000 دورة في الدقيقة ، ويمكن أن تصل بعض التطبيقات الخاصة إلى أكثر من 20000 دورة في الدقيقة. في ظل ظروف الدوران عالية السرعة هذه ، يصبح السلوك الديناميكي للدوار معقدًا للغاية ، وحتى الخلل الصغير قد يسبب اهتزازًا شديدًا ، مما يؤدي إلى عواقب وخيمة مثل فشل الختم والتلف.

يحتاج اختيار المواد من دوارات عمود الضاغط الكبيرة إلى النظر في العديد من العوامل مثل القوة والمتانة ومقاومة التآكل وقابلية الآلات. في الوقت الحالي ، يستخدم السائد مواد الصلب من سبائك ، مثل 34Crnimo6 و 42Crmo4 وغيرها من الفولاذ من سبائك الكربون المتوسطة. يمكن أن تحصل هذه المواد على خصائص ميكانيكية شاملة جيدة بعد المعالجة الحرارية المناسبة. بالنسبة للبيئات المتوسطة المسببة للتآكل ، غالبًا ما يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ مارتينسيسيتي مثل 1CR13 أو 2CR13 أو مواد خاصة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج.

لا يمكن تجاهل تأثير عملية معالجة الحرارة على أداء الدوار. يعد إخماد ومعالجة تقارير (إخماد ارتفاع درجات الحرارة العالية) عملية أساسية للحصول على قوة جيدة ومتانة ، والتي تتطلب تحكمًا دقيقًا في درجة حرارة التدفئة ووقت الاحتفاظ بمعدل التبريد. غالبًا ما تستخدم المُمغلات الدوارة الكبيرة عملية التخلص من الإجهاد للتخلص من الإجهاد المتبقي الناتج أثناء المعالجة وتجنب التشوه أثناء التشطيب اللاحق.

تعكس عملية معالجة دوارات عمود الضاغط الكبيرة المستوى الأعلى لتصنيع الآلات الحديثة. العشرات من العمليات مطلوبة من الآلات الخشنة إلى الآلات الدقيقة. عادةً ما يتم التحكم في التسامح الأبعاد للأجزاء الرئيسية مثل المجلة وأخدود المكره في حدود 0.01 مم ، ويكون قيمة خشونة السطح أقل من 0.4μm. هذا الشرط الدقيق يجعل اختيار معدات المعالجة ذات أهمية خاصة. في الوقت الحاضر ، يتم استخدام مراكز التصنيع المركب عالية الدقة في CNC عالية الدقة والتحديد العالي بشكل عام مع أنظمة القياس المتقدمة عبر الإنترنت لتحقيق المراقبة في الوقت الفعلي لجودة المعالجة.

تقنية التوازن الديناميكي هي الرابط الأساسي لضمان التشغيل السلس للدوار. يتم التوازن الديناميكي التقليدي عالي السرعة في الغرفة في غرفة فراغ لتقليل تأثير مقاومة الرياح ؛ في حين أن تقنية التوازن الديناميكي للليزر الحديثة تعمل بشكل كبير على تحسين كفاءة الموازنة والدقة من خلال القياس غير المتصل. تجدر الإشارة إلى أن توازن الدوار لا يحتاج فقط إلى النظر في المبلغ غير المتوازن في الحالة الصلبة ، ولكن يحتاج أيضًا إلى تحليل تأثير تشوهه المرن على حالة التوازن ، والذي يتطلب من المهندسين إتقان نظرية ديناميات الدوار المعقدة واستخدام البرامج المهنية لحسابات المحاكاة.

نظام التفتيش الكامل للجودة هو خط الدفاع الأخير لضمان موثوقية الدوار العمود لضاغط كبير. بالإضافة إلى الفحص التقليدي للأبعاد ، هناك حاجة أيضًا إلى عمليات التفتيش غير المدمرة مثل الكشف عن عيب بالموجات فوق الصوتية والكشف عن عيب الجسيمات المغناطيسية للكشف عن عيوب صغيرة داخل المادة. في السنوات الأخيرة ، تم استخدام تكنولوجيا الاختبار بالموجات فوق الصوتية المصفاة على نطاق واسع في اكتشاف الأجزاء الرئيسية من الدوارات بسبب حساسيةها العالية وقدرات التصوير. بالنسبة للدوارات المهمة ، هناك حاجة أيضًا إلى اختبارات الخصائص الميكانيكية الشاملة ، بما في ذلك اختبارات الشد والتأثير والتعب في درجة حرارة الغرفة ودرجة الحرارة المرتفعة .