導語：在生產現（xiàn）場軸電流故障（zhàng）並非罕見，一般設備的電動機、發（fā）電機組的發電機以（yǐ）及汽輪（lún）機（jī）都可能因為各種原因產生軸電流，其不（bú）但會（huì）幹擾正常的振動信號輸（shū）出，同時也對設備產生極大危害。
　　由於轉子帶電引起軸電流Z終造成機器元件損傷的（de）情況較早出現在發（fā）電機組，故一般把軸電流形成的原因與電磁效應聯係起來。隨（suí）著大（dà）型石油、化工裝置（zhì），特別是化肥裝置中蒸汽透（tòu）平驅動（dòng）離心壓縮機組的應（yīng）用，軸電流影響機（jī）組長周期安（ān）全運行的（de）問題（tí）越來（lái）越突出，它在機組的（de）推力軸承、徑向軸承、聯軸（zhóu）節、浮（fú）環密（mì）封以及傳動（dòng）齒（chǐ）輪等部位產生電火花放電，損（sǔn）傷金屬表麵，破壞油膜形成。如果這（zhè）種（zhǒng）損傷沒有及時檢測到，則會給機器運轉帶來很多問題，並可（kě）能造成機器主要（yào）元件的嚴重破壞。
　　有關軸電流故障的（de）介紹資料比較少，在此結合生產中遇到的實（shí）際問（wèn）題做一簡單介紹：
　　一、軸電流對轉（zhuǎn）子零件的損傷及其後果
　　旋（xuán）轉中的軸須采用一定的（de）潤滑方式使轉子與軸承保持不直接接觸，即整個轉子在（zài）高速旋轉時與靜子之間有油膜絕緣。由於轉子對地存在電（diàn）阻，一旦帶電，就會建立起對地電壓，當電壓升高到某一數值，就會在電阻Z小的區域擊（jī）穿（chuān），發生電火花放電。這種放電作用所帶來的主要後果如下：
　　(1)在放電區域熔化金屬粒子，在金屬表麵形成極微小的電蝕凹（āo）坑；
　　(2)凹坑的積聚使表麵變得粗糙，失去光澤，如果發生在軸瓦上則會產生純機械磨（mó）損；
　　(3)熔化的金（jīn）屬微（wēi）粒進入潤（rùn）滑係統，使潤滑劑受到汙染，整個潤滑係統的潤滑性能（néng）變壞（huài），而且含有大量金屬（shǔ）微粒（lì）的潤滑劑會（huì）降低（dī）油（yóu）膜電阻，加速電火花（huā）侵蝕的進（jìn）展；
　　(4)在軸承承載區產生局部高溫，破壞油膜，燒壞金屬，增加磨耗（hào），Z終造成嚴（yán）重的摩擦損壞。
　　在旋轉機械的轉子係統中，Z容易發生電火花放電的部位是徑向（xiàng）軸承和止推軸承的（de）承（chéng）載麵、齒式聯軸器的工作齒麵以及浮環密封麵（miàn），這些部位因運行中的多種條件變化（如負荷、溫度、潤滑狀況以及轉子振（zhèn）動等），均有可能會使（shǐ）油膜和（hé）氣隙（xì）電阻減小，在這些部位引起電火花（huā）放電（diàn）現象。
　　對於徑（jìng）向滑動軸承，軸承電蝕凹坑的（de）發展會（huì）使巴氏合金表麵受（shòu）到嚴重的腐蝕，這不僅會改變軸承的原有間隙，而且（qiě）表麵（miàn）光潔度下（xià）降（jiàng）還會導致（zhì）軸承（chéng）表麵的擦傷和擦痕、局部高溫和燒傷（shāng）。高速輕載軸承表麵巴氏合金的磨耗會使一部分軸瓦瓦塊失去對轉子軸頸的預負荷（hé）作（zuò）用，轉子在旋轉時（shí）容易誘發油膜渦動，造成轉子（zǐ）係統的不穩定。而不穩定的油膜反過（guò）來又會引起軸承油膜電（diàn）阻的急（jí）劇下降，使更多的軸電流通過該區域，加劇電火花作用，彼此相互激勵，Z終導致軸承或轉子（zǐ）係統的損壞。
　　二、軸電流的成因和類型
　　軸電流（liú）的形成除了外部對轉子施加一定的電位之外，大多數則（zé）是由於下麵介紹的幾種因素感應而產生（shēng）的（de）：
　　對於電機（jī）類轉子，產生軸電流的原因主（zhǔ）要有磁（cí）力線分布的不對稱效應以及轉軸的磁化效應。磁力線分布（bù）不對稱通常是由於疊片層的不對稱的間隙引起的。除電機類轉子（zǐ）外，其他設備也會因軸的磁化效應而產（chǎn）生軸電流。
　　軸的磁化效應是轉軸（zhóu）由於各種原因（yīn）而（ér）帶（dài）有磁性（xìng），例如轉子存（cún）在不平衡電流繞組使轉軸磁化，焊接、摩擦、碰撞以及電渦（wō）流裝（zhuāng）置均可能（néng）使設備帶有磁（cí）性，並建立起磁場。旋轉磁場切割導體，會在（zài）這些零件內感應起一定電位，當電位升高到足以擊穿（chuān）油膜（mó）時，就形成電流回路。這種電流回路可能穿過整個轉子，也可能僅在軸承中或浮環密封中形成局部的短路電流（liú），軸承或浮環中的短路電流又會（huì）產生新的磁場，磁化轉軸或其他零件（圖1-1中兩類情況）。因此，這種磁電相互轉換，會在機組內形成很強的磁場，並出現很高的電流。 　　現代大型化工裝置（zhì）中蒸汽透平驅動的離心壓縮機組雖非電力設備（bèi），但（dàn）有時（shí）也會形成很高的軸電流，研究證實這是一種由粒子碰撞與摩（mó）擦引起（qǐ）的靜電效（xiào）應。對於蒸（zhēng）汽透平一（yī）離心壓縮機組，多數是由於（yú）濕蒸汽粒（lì）子碰撞使轉子帶電，尤其是冷凝式蒸汽透平，末幾級的濕含量很高，水蒸氣粒子對轉子葉片的碰撞和摩擦將（jiāng）使轉子產生靜電效應而帶電。因此，在冷凝式蒸汽透平中會較多地遇（yù）到軸電流問題，而在背壓式蒸（zhēng）汽（qì）透平中較少發生。
　　此外，離心壓縮機（jī）和蒸汽透平轉（zhuǎn）子工作時也可能因潤滑油引起帶電。當潤滑油通過過濾器時，由於濾網的通路很小，通常隻有幾（jǐ）個微米，油分子與濾網的（de）碰撞與（yǔ）摩擦會導致分子帶電。因為潤滑油基本（běn）上是一種非導電介質，即（jí）使通過相（xiàng）當長的接地管線後，油分子仍能保持帶電，並把電荷轉移到被潤滑的（de）軸頸表麵而產生軸電位。當電位升高到一定（dìng）值時，將在油膜電阻Z低處（chù）擊穿而產生電火花放電。
　　三、軸電流損傷的防治措施
　　減小或消（xiāo）除軸電流引起的損傷（shāng），主要手段是限製軸電（diàn）壓的升（shēng）高（gāo）。一（yī）般認（rèn）為，足以引起軸電流損傷的電（diàn）壓在20V以上（shàng），典型的軸承損傷電壓在30～100V之間。如果把軸電壓降（jiàng）到1V以下，基本上就可以消除軸電流帶來的故障。限製和降低軸電壓的方法有多種，使用較多的是各種型式的接地裝置，例如用炭刷、金屬滑靴、水銀槽、水密封等方法把（bǎ）轉子與機殼連接起來，使轉子對地導通（tōng），消除轉軸靜電電位。此外，還有（yǒu）一些導通轉軸上電荷的方法，例（lì）如，采用電離（lí）空氣通道，采用高導電性能的（de）潤滑油或在油中（zhōng）加人（rén）某（mǒu）種添加劑（jì），使潤滑（huá）油變成良（liáng）導體。
　　對（duì）於在運轉過程中已經（jīng）發生軸電流（liú）侵蝕的機器，使用改變油膜（mó）厚度的方法(例如改變油的黏度、改變潤（rùn）滑油（yóu）供應量、改變（biàn）軸承速度和負荷等)也可以減小電流侵蝕的速度，實際使用證（zhèng）明此法有一定效果。
　　使機（jī）器（qì）零件絕緣也是一種限製軸（zhóu）電流的方法，例如把一處或多處和軸承連接的地（dì）方（fāng）(包括（kuò）油（yóu）路（lù）管線（xiàn）在內)進行絕緣（yuán），這樣在軸承和（hé）它的支承體或任何周圍導體之間無金屬接觸，隔斷軸電（diàn）流回路。但這種方法實施困難，較少采用。
　　如（rú）果證實（shí）轉軸帶有磁性（xìng），Z好的辦法（fǎ）是進行消（xiāo）磁處理。對於由不平衡繞組產生轉軸的磁化效應，可以通過（guò）附（fù）加中性繞組（zǔ）來降低（dī）由這種效應所產生的電流。如果這（zhè）種方法不易（yì）實現，則可（kě）采用增（zēng）加穿過軸（zhóu）承（chéng）支承磁路中磁阻的方法，例如，在磁路中加入（rù）非磁材料來滿足這個要（yào）求。對於壓縮機轉子由於加工製造或其他原因（yīn）造成的轉子帶磁，可以使用專門（mén）的消磁（cí）裝置進行（háng）消磁處理，這種裝置的原（yuán）理是將（jiāng）轉子置於一個交變磁場中（zhōng），由於這個磁場強度（dù）極高（gāo），轉子的磁性很快便可（kě）以消除。
　　根據電荷的起因采取措施是（shì）消除軸電流的根本辦（bàn）法。例如，對於蒸汽透平產生的靜（jìng）電電（diàn）荷，可以（yǐ）用控製水蒸氣微滴的（de）大小，改變噴嘴和葉片的材（cái）料和光潔（jié）度等，以減小（xiǎo）液滴碰撞和摩擦起（qǐ）電。但是，這種（zhǒng）措施對於已在運行中的機器往往是不現實的，它意味著需要（yào）重（chóng）新設計一套防止產生軸電流的有效（xiào）裝置。
　　四（sì）、診斷實（shí）例
　　例1:國內某（mǒu）大型化肥裝（zhuāng）置的合（hé）成氣壓縮機組(由中壓抽注汽（qì）凝汽式蒸（zhēng）汽透平驅（qū）動)，其透平（píng）的前端軸瓦總（zǒng）是發生異常磨（mó）損（sǔn），每次檢修總（zǒng）發現軸瓦間隙嚴重超標，無論是運行一年半（bàn）一次（cì）的大（dà）檢修，還是運行二、三個月的臨時停車（chē）檢修均不例外。嚴重時軸承底瓦巴氏合金完全磨去，露出大麵積黃銅過鍍層，軸瓦間隙超差5倍以上，並導（dǎo）致對中超（chāo）差十多倍，嚴重影響機組的安全穩定長（zhǎng）期（qī）運行。
　　診斷意見：檢（jiǎn）查磨損的軸瓦，發現（xiàn）有（yǒu）明顯的電蝕現象，並在另一缸體的浮環密（mì）封處發現大麵積放電造成的蝕坑。根據以上現象，判定為軸電流造成的（de）損壞。
　　生產驗證：在（zài）軸係末端增加放電刷後，上述問題消失，影響機（jī）組安全穩定長周期運行的隱患得以消除。
　　例2：國內某大化肥廠的一台大型離心式氮氣壓縮機，高壓缸多次發生止推軸承燒瓦事故，事故的主要原因經（jīng）計算證明是（shì）軸向推力（lì）過大，實際軸向力超過軸承允（yǔn）許承載能力一倍以（yǐ）上（shàng）。經過軸向力調整（zhěng）後（hòu），突（tū）然燒瓦事故得以避免，但（dàn）軸承比壓和（hé）軸位移仍然較大。
　　分析診斷：經過檢查，發現推力盤受力麵及推力瓦塊（kuài）表麵均有嚴重的軸承電流侵蝕，具體表現在（zài）以下（xià）兩方麵。
　　(1)每個瓦塊上的巴氏合金沿止推盤旋轉方向磨成一斜坡，瓦塊（kuài）上油楔的出口（kǒu）端[圖1-2(a)]磨蝕區和非（fēi）磨蝕之間有著明顯的界線，磨（mó）蝕區已失去金（jīn）屬光澤，非磨蝕區仍保持巴氏合金原有加工麵的光澤。經過光學顯微鏡觀察，可以看到腐蝕區呈典型的電火花放電腐蝕特征。
　　(2)推力盤的兩側麵外貌完全不同，承力瓦塊側表麵呈淺灰色，像噴過砂那樣完全沒有光澤，其上（shàng）布滿電蝕凹坑，非承力側麵則保持原有加工麵的金屬光（guāng）澤。 　　生產驗證：在軸承上安裝滑刷接地裝置後，上述問題（tí）得到解（jiě）決，多年內未再發生“燒瓦”事故，這台機（jī）組也（yě）不再是困擾全廠生產的（de）瓶頸問題了（le）。