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

1 故障現(xiàn)象與經(jīng)過
??? 1998年7月14日11時，膨脹機轉(zhuǎn)速表突然失靈，轉(zhuǎn)速指示從67000r／min降至30000r／min左右，指針有時在0~30000r／min之間來回擺動，但膨脹機未發(fā)現(xiàn)異常聲音。由于氧氣供應(yīng)相當緊張，運行人員未緊急停機，技術(shù)人員也認為是轉(zhuǎn)速表本身故障，未要求拆檢膨脹機。由于膨脹機運行聲音、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，膨脹機一直在運行。
??? 2000年6月1日7時，運行人員聽見膨脹機運轉(zhuǎn)聲音不正常，立即停車，外觀檢查發(fā)現(xiàn)風(fēng)機端蓋過熱。 8時30分，技術(shù)人員拆開風(fēng)機端蓋進氣法蘭，通人0．6MPa的軸承氣，通過風(fēng)機端蓋對轉(zhuǎn)子起浮情況檢查良好，測量轉(zhuǎn)子與中間體外殼的電阻值無窮大，風(fēng)機葉輪轉(zhuǎn)動也正常，就認為膨脹機不存在問題。設(shè)備重新啟動后，膨脹機運行無異常。6月3日9時，運行人員發(fā)現(xiàn)膨脹機運行聲音異常，風(fēng)機端蓋發(fā)燙，隨后緊急停車。拆檢膨脹機發(fā)現(xiàn)：風(fēng)機輪葉片全部磨損(減少2~2．5mm)，風(fēng)機端蓋有明顯的摩擦痕跡，風(fēng)機輪壓緊螺母可活動而喪失緊固作用，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，一般有兩種原因：一是因膨脹機本身故障造成轉(zhuǎn)速表指示異常，這種情況往往伴隨著膨脹機有嚴重的異常聲音；二是磁電傳感器故障所致。
??? 磁電傳感器安裝在制動風(fēng)機的端蓋中間，由兩塊繞有線圈的永久磁鐵組成，利用磁電感應(yīng)原理，如果線圈對地短路或內(nèi)部受潮絕緣被破壞，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時切割磁力線產(chǎn)生的感應(yīng)電流出現(xiàn)變化，造成測量轉(zhuǎn)速不準。可用兆歐表測量線圈接線對地電阻及絕緣程度，以作出準確的診斷。
??? 膨脹機轉(zhuǎn)速表在0~40℃環(huán)境溫度下能正常工作，溫度過低或過高均對轉(zhuǎn)速表測量不利。在分餾塔加溫時沒有取下膨脹機，即使在風(fēng)機排氣放空閥關(guān)閉的情況下，由于冷吹階段空氣的溫度遠低于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時間充滿風(fēng)機系統(tǒng)，磁電傳感器線圈受影響最大，多次進行加溫，就會產(chǎn)生線圈受潮不絕緣、對地短路的故障，在這種情況下轉(zhuǎn)速表指示會遲鈍且低于實際轉(zhuǎn)速。
??? 轉(zhuǎn)速表本身發(fā)生故障的情況十分少見。在轉(zhuǎn)速表指示失準的情況下，可先判斷是否因機械故障所致，應(yīng)拆下膨脹機進行檢查。如機械系統(tǒng)無異常，可憑經(jīng)驗進行操作，轉(zhuǎn)速顯示偏低，不必擔心膨脹機因轉(zhuǎn)速超高而自動停車，造成分餾塔上塔壓力上升進而威脅分餾塔的安全?？稍诒ＷC膨脹機前后壓力、溫度處于正常范圍內(nèi)維持運轉(zhuǎn)。
??? 風(fēng)機輪葉片與風(fēng)機端蓋的嚴重摩擦，是導(dǎo)致風(fēng)機輪損壞的直接原因。這種故障只有在風(fēng)機輪螺母明顯松動的情況下才會發(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不會自動松脫。但是，在沖擊、振動和變載荷的作用下，或在測試變化較大的環(huán)境下工作時，螺紋間的摩擦力可能在某一瞬時消失或減小，這種現(xiàn)象的多次重復(fù)，就會使螺紋聯(lián)接逐漸松動。為防止螺紋聯(lián)接松動造成膨脹機工作不正?；虬l(fā)生嚴重事故，風(fēng)機輪與轉(zhuǎn)子間的固定采用螺母和止動墊片結(jié)合的機械防松裝置，膨脹葉輪的螺母與轉(zhuǎn)子采用長細牙螺紋聯(lián)接，以滿足其長期運行的技術(shù)要求。
??? 風(fēng)機輪壓緊螺母與轉(zhuǎn)子采用粗牙螺紋聯(lián)接，其 自鎖性較差。加溫時膨脹機未取下，其螺母受溫差變化的影響，會熱脹冷縮。雖有止動墊片制約，由于加溫多次，其松動仍不可避免。當風(fēng)機輪與端蓋的間隙完全消失就會發(fā)生摩擦，其結(jié)果是膨脹機運轉(zhuǎn)聲音異常，風(fēng)機端蓋發(fā)燙，漆色改變，風(fēng)機輪葉片磨損嚴重，轉(zhuǎn)子失去動平衡。轉(zhuǎn)子與軸承之間的摩擦同樣會產(chǎn)生。膨脹機出現(xiàn)嚴重機械事故，就直接導(dǎo)致整套空分設(shè)備的停運。