某企业一台卧式螺旋卸料沉降离心机故障不断，离心机转鼓内有严重的沙孔、缩孔等铸造缺陷，转鼓法兰连接螺栓存在缺陷，锈蚀较为严重，部分已折断缺失，存在严重的质量问题。对离心机的质量问题进行了鉴定，鉴定结果表明，离心机转鼓及法兰连接螺栓制造过程存在严重的质量缺陷，容易造成转鼓体开裂甚至解体飞出，造成危险，容易引发生产安全事故。

离心机主要由主电动机、副电动机、动力和控制系统、差速器、转鼓及盖、螺旋输送器、润滑系统及机座等组成。

离心机的工作原理是螺旋输送器套装在转鼓内，通过两端的同心轴承安装连接，主电动机通过皮带轮带动转鼓旋转，转鼓通过空心轴与差速器的外壳相连接，差速器的动力输出轴带动螺旋输送器与转鼓作同向转动，但形成一定的转速差。差转速与转鼓转速所产生的负转差率，有利于沉渣的输送，且可降低减速器的功率。污泥物料通过螺旋中间进料管送到离心机的转鼓内，随转鼓高速旋转。密度大的固相颗粒在高速旋转形成的离心力的作用下甩到转鼓壁上，水分也会同时被甩出，从而实现泥渣与液体分离。由于螺旋叶片与转鼓的相对运动，泥渣会被螺旋叶片推进送到转鼓的小径端，经出渣口排出。在转鼓的大端盖上开设有若干的溢流孔，以排出甩出分离后的液体。通过调节转速、转鼓与螺旋推进器的差速、进料速度及调整调节阀，可以改变分离出沉渣的出料量和干湿度。

1 离心机勘验检查情况

设备的转鼓和皮带轮处均有防护罩盖。但进料口处的轴承座轴颈部位防护不全，底部均有4个没有安装螺栓的支撑胶脚垫，设备通过支撑胶脚垫安置在机架的工字钢钢梁上，离心机的电气控制柜安装在距离设备约600mm处的位置。

2 离心机转鼓勘验

2.1 离心机转鼓的勘验情况

鼓体表面有不同程度但较为严重的砂孔、缩孔等铸造缺陷，从表面可发现一段长度大于90mm的铸造缺陷，以及一些裂纹。锯开转鼓体的法兰凸缘，发现其内部也有很严重的砂孔、缩孔等铸造缺陷。转鼓的中间连接螺栓均有锈蚀现象，部分已折断缺失。

2.2 离心机转鼓的径向跳动和端面跳动状况

对设备的转鼓进行径向跳动和端面跳动检查。离心机的转鼓经机加工后通过螺栓链接装配而成，在转鼓上取多个检测点进行测量。其结果如下表所示：

3 离心机运行试验

3.1 离心机空载运行试验

对离心机进行空载运行，先启动主电机，运行2min再启动副电机，在主电机转速提升过程中当转速达到400r/min时，整个安装平台开始有震感产生。调节主电机变频器，通过控制柜面板显示读数，使转鼓转速保持在610r/min，变频器显示16.25Hz，此时运行未见异常情况。

运行20min后，将主电机频率调高，通过控制柜面板显示读数，使转鼓转速保持在1128r/min，主电机变频器显示29.85Hz，差速显示9.2r/min，副电机频率为12.00Hz。

当设备运行了25min后，在提升主电机变频器频率过程中，听到有转鼓连接螺丝断掉飞出的撞击声音，当时转鼓转速为1280r/min。为安全起见，将转鼓转速调回1128r/min继续运行。

经过2h运行后停机，打开转鼓防护罩，检查转鼓法兰连接螺栓情况，发现自编号为17#位置的螺栓头已断掉，只有半截螺丝杆留在螺孔内。

空运行期间，使转鼓在1128r/min状态下运行，记录此过程中的离心机4点位置的噪声值，分别为96.3dB（A），92.9dB（A），95.9dB（A），106.7dB（A），其噪声值均超过90dB（A）。

在转速1882r/min的条件下运行1小时，测得轴承1温度为134.8℃，轴承2温度为57.4℃。

3.2 离心机负载生产试验

启动离心机，控制柜面板显示转鼓转速为1128r/min，差速为9.1r/min，从进料口注入清水，经过10min运行后，打开设备进料阀门，启动送料设备，使送料量保持在30%左右，排渣口有污泥排出。持续10min送料后，副电机出现过载报警，差速显示为5.7r/min，停机重启，经多次调节，把送料量控制为15%左右，运转情况回复正常。

使转鼓在1128r/min状态下运行，记录此过程中的离心机4点位置的噪声值，分别为91.6dB（A），93.3dB（A），91.2dB（A），107.1dB（A），其噪声值均超过90dB（A）。

测得差速器温度60℃，测得皮带及带轮的温度达99.2℃。运行过程中主电机和副电机皮带轮的温度还在不断上升，温度达到125.8℃。

4 主要零部件的材质检验情况

4.1 离心机转鼓的材质检验

对离心机转鼓法兰进行取样，带回实验室进行材质分析，得到样品中各元素含量的检验结果。

4.2 转鼓联接螺栓的材质检验及金相检验

把离心机已断裂的转鼓联接螺栓头带回实验室进行进一步的检验，经检查，发现这些样品均已严重锈蚀。

4.2.1 螺栓的材质检验

对断裂的螺栓头抽样后进行材质分析。

4.2.2 螺栓的断口扫描分析

②号样品的断口比较平整，表面锈蚀严重。

将②号样品的断口表面清洗干净，在扫描电镜1000倍下观察，可见为沿晶的脆性断裂，还可见局部的晶间裂纹。

4.2.3 螺栓的金相检验

将①号和②号样品沿螺栓的轴向剖开，取样进行金相检验，发现其断口和其他位置上有许多垂直于螺栓轴向、沿表面（腐蚀坑）向内部扩展的裂纹，其显微组织为奥氏体，裂纹沿着奥氏体晶界扩展。

5 分析说明

（1）离心机转鼓径向跳动和端面跳动检查结果表明，转鼓的机加工精度基本合乎要求。

（2）离心机运行过程振动噪声过大，达到107.1dB（A），远远超过 机械行业标准JB/T502-2004《螺旋卸料沉降离心机》中“离心机运转时噪声应不大于90db（A）”的规定，存在伤害人员听觉器官的危险危害。

（3）空运行和负载试验中，轴承温度（轴承座外表温度）达到134.8℃和125.8℃，远远超过一般设备正常安全使用的温度（一般不大于65℃），不符合 机械行业标准JB/T502-2004《螺旋卸料沉降离心机》中“主轴承温度应不大于70℃，温升不大于35℃”的规定，存在烫伤人员的危险，长时间的高温也会烧干润滑脂，烧毁轴承，损坏设备。

（4）离心机鼓体表面都有不同程度但较为严重的砂孔、缩孔等铸造缺陷。由于存在这些制造缺陷，使转鼓质量分布不均匀，设备高速运转时，会影响转鼓的动平衡质量，造成设备振动过大，并使轴承磨损而发热。另一方面，在高速运转情况下，这些制造缺陷还容易造成转鼓体开裂甚至解体飞出，造成危险，引发生产安全事故。

（5）离心机转鼓的中间连接螺栓均有锈蚀现象，部分已折断缺失，甚至在现场鉴定开机过程中也有断联接螺栓的现象。表明设备存在缺陷，已不能正常使用，设备的安全性能已无法保障。

（6）对取样带回的转鼓样件的元素成分分析结果表明，样品中的各元素均符合304不锈钢（1Cr17Ni7）标准的要求。

（7）对断裂的螺栓头抽样后进行材质分析的检验结果表明，3个样品的Mn含量很高，而Cr含量均在10%以下，Cr元素的含量偏低，不符合不锈钢的要求，不属于不锈钢。螺栓存在质量缺陷降低了螺栓的机械性能，即降低了螺栓的承载能力，容易引发设备事故。

（8）螺栓断裂原因分析：由于离心机露天放置时间较长，且离心机上螺栓材质未达到不锈钢的要求，在空气、雨水的作用下表面首先发生化学腐蚀，由于螺栓的组织结构为奥氏体，而奥氏体具有晶间腐蚀的敏感性，腐蚀裂纹沿晶界扩展，上紧的螺栓有一定的轴向拉力，在这样的条件下，螺栓发生了应力腐蚀，加快了螺栓的腐蚀速度，使螺栓上有大量垂直于轴向的，由表面向里面扩展的裂纹，这些沿晶裂纹严重破坏了螺栓的机械性能，降低了螺栓的承载能力。而当设备运行时会产生较大的振动和离心力，使已经脆弱的螺栓过载，螺栓顺着应力腐蚀的裂纹发生了脆性断裂。

6 结束语

本文主要对卧式螺旋卸料沉降离心机进行质量分析，确定了离心机转鼓内有严重的砂孔、缩孔等铸造缺陷，转鼓法兰连接螺栓存在缺陷，锈蚀较为严重，部分已折断缺失，存在严重的质量问题。在高速运转情况下，这些制造缺陷还容易造成转鼓体开裂甚至解体飞出，造成危险，引发生产安全事故。