供稿|杜漢澤

空氣壓縮機(jī)的故障及事故原因和解決方法

供稿|杜漢澤

內(nèi)容導(dǎo)讀

空氣壓縮機(jī)作為供水作業(yè)區(qū)的重要設(shè)備，它的故障及事故往往導(dǎo)致污泥處理系統(tǒng)停產(chǎn)。文章從主要零部件的加工精度、安裝精度、安全操作規(guī)程以及設(shè)備維護(hù)等方面進(jìn)行分析，探討解決方法及注意事項(xiàng)，減少故障發(fā)生率，推動(dòng)設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)順暢。

空氣壓縮機(jī)是指以空氣為工作介質(zhì)與能量載體的機(jī)械設(shè)備，是將動(dòng)力能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w壓力能的機(jī)器。本鋼供水廠(chǎng)現(xiàn)使用的空氣壓縮機(jī)的規(guī)格型號(hào)為V3－3/8，電機(jī)功率22 kW，轉(zhuǎn)速980 r/min。在污泥處理系統(tǒng)中，該設(shè)備是作為第一道工序來(lái)傳輸氣體的，因此壓力能是后部工序能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵性因素。在2014年的運(yùn)行過(guò)程中，空氣壓縮機(jī)一共出現(xiàn)6次故障，2次事故。其中故障常發(fā)的部位主要是空氣濾清器，即進(jìn)氣量不足導(dǎo)致的污泥處理系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。分析發(fā)現(xiàn)：故障原因?yàn)榉e垢堵塞，致使排氣量減少。通過(guò)對(duì)進(jìn)氣濾清器進(jìn)行徹底清洗，安裝之后再次啟動(dòng)，污泥處理系統(tǒng)正常運(yùn)行。而連桿斷裂事故直接導(dǎo)致污泥處理系統(tǒng)停產(chǎn)。對(duì)空氣壓縮機(jī)進(jìn)行分解檢查，對(duì)斷裂連桿進(jìn)行更換后，污泥處理系統(tǒng)即恢復(fù)正常生產(chǎn)。

故障的產(chǎn)生及解決方法

排氣壓力低

此處所說(shuō)的排氣壓力不足是與空氣壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)排氣壓力相對(duì)而言的，直觀(guān)現(xiàn)象表現(xiàn)在壓力達(dá)不到額定壓力值。本鋼供水廠(chǎng)現(xiàn)使用的空氣壓縮機(jī)的額定壓力值為0.8 MPa，如小于0.8 MPa時(shí)系統(tǒng)將不能正常運(yùn)行。從現(xiàn)場(chǎng)各種數(shù)據(jù)分析，出現(xiàn)故障的壓力為0.6～0.4 MPa較多，在生產(chǎn)實(shí)踐中，經(jīng)常發(fā)生以下幾種情況：

空氣濾清器的故障：由于使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，產(chǎn)生污垢或者是濾網(wǎng)破損，進(jìn)入空氣管路的雜物就會(huì)比較多，從而造成空氣濾清器堵塞，此時(shí)的實(shí)際壓力值就會(huì)少于額定壓力值，造成空氣壓縮機(jī)故障。因此，應(yīng)該定期清洗空氣濾清器并更換濾網(wǎng)。

氣缸組件的故障：氣缸組件包括氣缸、活塞、活塞環(huán)等。生產(chǎn)中各零件之間產(chǎn)生的磨損，會(huì)導(dǎo)致零部件的間隙值較大，致使氣缸內(nèi)部造成壓力降低，無(wú)法達(dá)到額定壓力值。此時(shí)空壓機(jī)本體會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)并有異音。因此，應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備巡視檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，進(jìn)行分解檢修，及時(shí)更換損壞的配件。

密封填料的故障：由于密封填料的外形尺寸不均勻，在安裝過(guò)程中，中心尺寸偏差較大的部位就極有可能產(chǎn)生漏氣。同時(shí)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)使填料磨損、拉傷等，產(chǎn)生壓力不穩(wěn)，波動(dòng)較大，此時(shí)的壓力值為0.4 MPa的情況較多，不能達(dá)到額定壓力值。因此，一方面要在安裝使用過(guò)程中，在填料函處加注潤(rùn)滑油，使其達(dá)到潤(rùn)滑、密封、冷卻的作用。另一方面要及時(shí)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)磨損嚴(yán)重時(shí)，必須盡快更換。

吸、排氣閥的故障：在實(shí)際生產(chǎn)中，由于吸、排氣閥檢修或維護(hù)的不及時(shí)，會(huì)造成閥底與閥片有夾雜物，達(dá)不到關(guān)閉程度，導(dǎo)致漏氣。其次當(dāng)閥門(mén)使用時(shí)間較長(zhǎng)，也會(huì)造成閥座與閥板處磨損嚴(yán)重，產(chǎn)生一定的間隙值，導(dǎo)致漏氣。此時(shí)氣缸內(nèi)的壓力值低于額定壓力值。因此，必須要定期清理雜物，及時(shí)更換吸、排氣閥。

排氣溫度偏高

這里的溫度偏高是指生產(chǎn)中排氣溫度高于空氣壓縮機(jī)出廠(chǎng)時(shí)的設(shè)計(jì)值。從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)看，影響排氣溫度的因素主要有：空氣的自然溫度偏高，尤其夏季比較明顯；空氣壓榨機(jī)室內(nèi)排風(fēng)系統(tǒng)的不完善；空氣壓縮機(jī)的冷卻器內(nèi)水垢多。這些因素都會(huì)導(dǎo)致排氣溫度偏高。如果排氣溫度長(zhǎng)時(shí)間偏高，將導(dǎo)致空氣壓縮機(jī)本體的零部件損壞。此外，水冷式空氣壓縮機(jī)斷水或缺水時(shí)均會(huì)使排氣時(shí)溫度升高。因此必須完善室內(nèi)排風(fēng)系統(tǒng)，及時(shí)清洗冷卻器內(nèi)水垢。

運(yùn)行聲音不正常

當(dāng)設(shè)備運(yùn)行中有異響時(shí)，一般來(lái)講，主要是由于設(shè)備地腳螺栓松動(dòng)、設(shè)備各零部件之間磨損嚴(yán)重、設(shè)備內(nèi)部零部件損壞或斷裂、管路內(nèi)進(jìn)入雜物以及設(shè)備潤(rùn)滑不良等現(xiàn)象造成的。對(duì)于此類(lèi)故障應(yīng)當(dāng)引起高度重視，因?yàn)樗窃O(shè)備損壞的前兆。應(yīng)制定嚴(yán)格的設(shè)備管理制度，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的檢查檢修，調(diào)整零部件安裝間隙，緊固松動(dòng)螺栓，及時(shí)更換零部件。

運(yùn)行溫度不正常

設(shè)備運(yùn)行時(shí)的正常溫度應(yīng)該在70 ℃以?xún)?nèi)。當(dāng)超過(guò)該溫度，應(yīng)及時(shí)停機(jī)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面檢查，避免情況惡化，發(fā)生設(shè)備事故。之所以出現(xiàn)運(yùn)行溫度不正常的現(xiàn)象，主要有設(shè)備潤(rùn)滑系統(tǒng)存在問(wèn)題、設(shè)備零部件之間磨損嚴(yán)重、易損產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)、設(shè)備檢修質(zhì)量低、安裝質(zhì)量差等原因。因此要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的檢查，改善油品質(zhì)量，提高安裝質(zhì)量，嚴(yán)格把住備件的質(zhì)量關(guān)，尤其是調(diào)整好缸體內(nèi)部的零部件的配合間隙。

事故的產(chǎn)生及解決方法

對(duì)于任何生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)而言，設(shè)備事故的發(fā)生都是致命的，更是應(yīng)該避免的。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)本廠(chǎng)空氣壓縮機(jī)發(fā)生的事故主要有幾個(gè)方面，并根據(jù)原因分析提出了解決方案。

斷裂事故

曲軸斷裂：曲軸是空氣壓縮機(jī)主要零部件之一，之所以發(fā)生斷裂事故，從現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)分析，主要原因有：材質(zhì)本身的缺陷，如鑄件有砂眼且內(nèi)部組織不均勻，熱處理時(shí)，產(chǎn)生應(yīng)力沒(méi)及時(shí)消除；同時(shí)長(zhǎng)期的超負(fù)荷運(yùn)行，產(chǎn)生了疲勞損壞等因素。最終導(dǎo)致曲軸斷裂，生產(chǎn)系統(tǒng)癱瘓。應(yīng)該從材質(zhì)質(zhì)量入手，提高品質(zhì)，特別是熱處理環(huán)節(jié)的質(zhì)量，盡量避免負(fù)荷運(yùn)行。

連桿斷裂：作為空壓機(jī)主要零部件的連桿，其斷裂主要的原因有二。第一是設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行，致使零部件疲勞損壞變形，各連接件之間松動(dòng)。其次是零部件的產(chǎn)品質(zhì)量及加工質(zhì)量存在問(wèn)題。2014年9月發(fā)生的一次斷裂，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備分解，就發(fā)現(xiàn)是連桿螺栓斷裂，更換質(zhì)量較好的螺栓后，設(shè)備即正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，為了避免此類(lèi)事故，應(yīng)該避免設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行，改善易損件的材質(zhì)，制定易損件的更換周期，提高加工質(zhì)量及安裝精度。

活塞桿斷裂：活塞桿斷裂的主要原因是活塞與活塞桿之間在安裝時(shí)的質(zhì)量問(wèn)題，表現(xiàn)在螺栓的連接處易發(fā)生斷裂。其次是氣缸活塞與活塞桿之間滑動(dòng)頻繁磨損，導(dǎo)致間隙增大，使活塞下沉，產(chǎn)生附加載荷，使其它零部件之間的配合發(fā)生異常改變。因此應(yīng)該加強(qiáng)點(diǎn)檢密度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)征兆，及時(shí)排除故障。

冷卻器破裂：本鋼供水廠(chǎng)現(xiàn)使用的空氣壓縮機(jī)的冷卻是水冷機(jī)，在北方冬季使用時(shí)存在不少問(wèn)題。最主要是因?yàn)槭覂?nèi)冬季難以保溫造成的破裂。例如在運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備停車(chē)時(shí)，如果沒(méi)有把冷卻水及時(shí)排出，就會(huì)導(dǎo)致冷卻水結(jié)冰，致使冷卻器破裂?；蛘弋?dāng)冷卻器在低水位運(yùn)行時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，導(dǎo)致斷水，從而使設(shè)備溫度升高，也容易導(dǎo)致破裂。因此使用后必須及時(shí)排水，運(yùn)行前應(yīng)檢查是否存有冷卻水。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)大量生產(chǎn)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)空壓機(jī)的故障主要是排氣量不足、排氣溫度、壓力等的不正常造成的，致使污泥處理系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。而造成空壓機(jī)直接癱瘓的主要原因則是曲軸斷裂、連桿的斷裂等事故。通過(guò)制定一系列的設(shè)備管理制度，加強(qiáng)設(shè)備管理及提高檢修質(zhì)量，對(duì)操作人員進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)及技術(shù)培訓(xùn)，全面提高全員設(shè)備管理能力等方法，可以避免或減少空壓機(jī)的各種故障和事故的發(fā)生率，提高設(shè)備的利用率。

[1] 張克危. 流體機(jī)械原理. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2000.

Cause and Solution of Air Compressor Malfunction

/ Du Han-ze

10.3969/j.issn.1000–6826.2015.03.13

杜漢澤（1963—），男，畢業(yè)于東北大學(xué)，現(xiàn)從事機(jī)械設(shè)備的管理工作，機(jī)械工程師。通信地址：117000遼寧省本溪市平山區(qū)鋼鐵路2號(hào)本鋼集團(tuán)板材供水廠(chǎng)，E-mail: 31826951@qq.com。

本鋼板材股份有限公司供水廠(chǎng)，遼寧 117000