張洪彬

摘要：本文主要結(jié)合往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥檢漏過程中發(fā)現(xiàn)的問題，及通過對(duì)氣體檢漏方法的不斷探索，設(shè)計(jì)制作出較為完善的氣閥氣體檢漏設(shè)備，并服務(wù)于公司往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥檢漏。

關(guān)鍵詞：氣閥;檢漏;探索;服務(wù)

中圖分類號(hào)：TH45? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2020）20-0125-02

0? 引言

往復(fù)式壓縮機(jī)以其壓力適用范圍廣，排氣效率高、排氣量大等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于我國(guó)石化、鋼鐵、冶金、紡織等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門，而壓縮機(jī)的關(guān)鍵部件——?dú)忾y，其密封可靠性直接影響壓縮機(jī)的效率和安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1? 氣閥檢漏現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)往復(fù)式壓縮機(jī)用戶在對(duì)氣閥泄漏檢查時(shí)，普遍采用煤油反向檢漏（閥片關(guān)閉方向加煤油，煤油通過密封面成線狀泄漏即為密封失效）的方式（見圖1），這種檢漏方式存在以下問題：

①由于煤油具有一定的表面張力，部分泄漏點(diǎn)可能存在無法檢出的問題;

②對(duì)彈簧力較弱的氣閥可能存煤油重量加閥片重量大于彈簧力的情況，造成氣閥假象泄漏;

③對(duì)于CE型非金屬環(huán)狀閥（閥片為獨(dú)立環(huán)狀結(jié)構(gòu)，密封形式為線密封），在運(yùn)輸、搬運(yùn)過程中可能導(dǎo)致個(gè)別閥片偏置，造成密封大量泄漏問題;

④檢漏時(shí)間長(zhǎng)，采用煤油檢漏一般需要在加注煤油后等待20-30分鐘，查看泄漏情況。

我公司往復(fù)式壓縮機(jī)使用的氣閥即為由賀爾碧格提供的CE型高效非金屬環(huán)狀閥，在前期使用過程中均采用煤油進(jìn)行檢漏，但發(fā)現(xiàn)檢漏合格的氣閥上機(jī)使用效果并不理想，頻繁出現(xiàn)排氣溫度高、排氣量不足等問題，因此通過詳細(xì)分析開始著手對(duì)氣閥檢漏方式進(jìn)行研究探索改進(jìn)。

2? 氣閥氣體檢漏探索

通過對(duì)氣閥在壓縮機(jī)上實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，壓縮機(jī)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生氣缸容積變化，使通過氣閥的氣流方向發(fā)生變化，要求氣閥在關(guān)閉時(shí)實(shí)現(xiàn)密封功能，而此時(shí)氣閥閥片受自身彈簧力以及正向氣壓疊加進(jìn)行關(guān)閉密封。因此考慮是否可以通過線下對(duì)閥片施加正向氣壓進(jìn)行泄漏檢測(cè)，這樣的檢漏方式更接近于氣閥實(shí)際工況，而且還能通過氣體流量計(jì)對(duì)氣閥泄漏量進(jìn)行定量檢測(cè)。

通過行業(yè)調(diào)研，以及與氣閥專業(yè)廠家進(jìn)行充分溝通，了解到氣閥廠家普遍采用氣體正向加壓的方式對(duì)氣閥泄漏進(jìn)行定量測(cè)試，當(dāng)向氣閥廠家提出檢漏設(shè)備采購(gòu)意向事宜時(shí)，得到的回復(fù)均為“該檢漏系統(tǒng)為國(guó)外進(jìn)口，且涉及技術(shù)保密，無法單方面進(jìn)行對(duì)外銷售”。另?yè)?jù)多方咨詢，了解到該套檢漏設(shè)備價(jià)值高達(dá)30萬人民幣以上。因此基于以上因素決定對(duì)氣閥檢漏方式進(jìn)行自行研究探索。

2.1 第一代氣閥氣體檢漏設(shè)備設(shè)計(jì)制作

2.1.1 氣閥檢漏設(shè)備試制

通過對(duì)我公司往復(fù)式壓縮機(jī)各級(jí)進(jìn)、排氣閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)觀察和外觀尺寸測(cè)量，思考并解決了①氣閥檢漏過程中如何安裝固定;②能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同尺寸氣閥檢漏的通用性;③如何實(shí)現(xiàn)泄漏氣體的收集和泄漏量檢測(cè)等三個(gè)問題后設(shè)計(jì)制作出第一代氣閥氣體檢漏設(shè)備（見圖2）。

該檢漏設(shè)備設(shè)計(jì)有獨(dú)立的氣閥安裝腔室，可實(shí)現(xiàn)各型號(hào)氣閥的安裝固定，儀表空氣通過減壓閥控制進(jìn)氣壓力，氣體通過進(jìn)氣閥進(jìn)入被檢氣閥閥片處，若氣閥泄漏則壓板頂部的壓力表會(huì)有相應(yīng)指示，同時(shí)轉(zhuǎn)子流量計(jì)會(huì)顯示對(duì)應(yīng)的泄漏量。

2.1.2 氣閥檢漏設(shè)備試用

第一代氣閥氣體檢漏設(shè)備試制完成后，隨即利用氣閥廠家新修復(fù)到貨的一批氣閥進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)氣閥普遍泄漏量較大，個(gè)別還出現(xiàn)流量計(jì)滿表的情況，與廠家出廠檢驗(yàn)報(bào)告上的泄漏量數(shù)據(jù)差距甚遠(yuǎn)，拆卸壓板對(duì)閥片進(jìn)行撥動(dòng)調(diào)整后，再次安裝檢測(cè)，有部分好轉(zhuǎn)，但通過對(duì)同一只氣閥進(jìn)行反復(fù)拆裝測(cè)試，發(fā)現(xiàn)每次檢測(cè)出的泄漏量均不相同，且差異較大，因此初步懷疑檢漏設(shè)備還存在缺陷。

2.1.3 存在問題分析

通過對(duì)氣閥檢漏設(shè)備試用情況出現(xiàn)的問題，進(jìn)行反復(fù)研究分析，得出氣閥檢漏設(shè)備多次檢測(cè)結(jié)果不一致的原因?yàn)椋簝x表空氣進(jìn)入氣閥安裝腔室后由于進(jìn)氣空間小，加之進(jìn)氣口正對(duì)著氣閥，導(dǎo)致閥片受氣流影響發(fā)生偏置，進(jìn)而導(dǎo)致氣閥泄漏量增大，而通過拆卸調(diào)整閥片后有說好轉(zhuǎn)，但反復(fù)測(cè)試同一氣閥由于每次閥片都會(huì)受進(jìn)氣氣流影響，而每次氣閥閥片偏置程度不一，而使檢測(cè)結(jié)果存在較大差異。

2.2 第二代氣閥氣體檢漏設(shè)備設(shè)計(jì)制作

2.2.1 氣閥檢漏設(shè)備改進(jìn)制作

帶著第一代氣閥檢漏設(shè)備試用過程中存在的問題及相關(guān)原因分析，開始著手設(shè)計(jì)制作出第二代氣閥氣體檢漏設(shè)備。第二代氣閥氣體檢漏設(shè)備主要是將原有氣閥安裝腔室擴(kuò)大，使儀表空氣進(jìn)入氣閥安裝腔室后壓力緩慢上升，避免氣閥閥片周圍出現(xiàn)瞬時(shí)氣流，導(dǎo)致閥片產(chǎn)生位移;同時(shí)將進(jìn)氣方向由底部進(jìn)氣改進(jìn)為側(cè)方位進(jìn)氣，避免了進(jìn)氣管正對(duì)氣閥進(jìn)氣，造成部分閥片偏置泄漏。

2.2.2 氣閥檢漏設(shè)備試用

第二代氣閥氣體檢漏設(shè)備制作出來后，同樣利用氣閥廠家新修復(fù)到貨的一批氣閥進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)氣閥仍然普遍出現(xiàn)泄漏量較大的問題，但對(duì)同一只氣閥進(jìn)行反復(fù)測(cè)試，泄漏量相對(duì)穩(wěn)定，未出現(xiàn)較大幅度的泄漏量波動(dòng)問題。取出氣閥對(duì)閥片進(jìn)行調(diào)整后再次安裝檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)氣閥泄漏量明顯降低，與維修出廠檢測(cè)報(bào)告數(shù)據(jù)對(duì)比較為接近。通過對(duì)全部一批次的28只氣閥進(jìn)行檢測(cè)，均出現(xiàn)首次檢測(cè)泄漏量較大，通過對(duì)閥片調(diào)整后泄漏量明顯降低，與維修出廠檢測(cè)報(bào)告數(shù)據(jù)對(duì)比約有30%泄漏數(shù)據(jù)吻合，70%的泄漏量超出維修出廠檢測(cè)報(bào)告數(shù)據(jù)。

2.2.3 存在問題

通過對(duì)氣閥氣體檢漏設(shè)備第二次改進(jìn)試用，檢漏效果有顯著提升，基本解決了第一次針對(duì)同一只氣閥反復(fù)檢測(cè)出現(xiàn)的泄漏數(shù)據(jù)差異問題，通過對(duì)氣閥閥片調(diào)整后泄漏量明顯降低，但泄漏量與廠家出廠檢測(cè)報(bào)告數(shù)據(jù)吻合度仍然不高，還不能作為衡量氣閥泄漏的檢測(cè)設(shè)備。同時(shí)在對(duì)該批次閥門進(jìn)行檢測(cè)過程中又暴露出一個(gè)新問題，即每只氣閥都需要經(jīng)過安裝檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)泄漏大之后又拆卸對(duì)閥片進(jìn)行調(diào)整，再安裝檢測(cè)，若數(shù)據(jù)差距大，還得再次重復(fù)拆裝進(jìn)行調(diào)整檢測(cè)。如此反復(fù)將氣閥在檢漏設(shè)備上拆裝不僅耗時(shí)費(fèi)力，而且每次調(diào)整閥片后都不能確保閥片是否處于最佳密封位置，因此還需要對(duì)檢漏設(shè)備做進(jìn)一步的改進(jìn)完善。

2.3 第三代氣閥氣體檢漏設(shè)備設(shè)計(jì)制作

2.3.1 氣閥檢漏設(shè)備改進(jìn)制作

根據(jù)第二代氣閥檢漏設(shè)備存在的需反復(fù)對(duì)氣閥進(jìn)行拆裝調(diào)整的問題，在第三代氣閥氣體檢漏設(shè)備設(shè)計(jì)制作上進(jìn)行了較大改進(jìn)（見圖3）。第三代氣閥氣體檢漏設(shè)備主要是取消了出口壓力表，并將轉(zhuǎn)子流量計(jì)從排氣端改至進(jìn)氣端，同時(shí)對(duì)氣閥安裝腔室進(jìn)行改進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)氣閥閥片在線調(diào)整，避免了反復(fù)拆裝，能更迅速的找到閥片最佳密封位置，充入的氣壓還能在調(diào)整閥片時(shí)瞬間將密封面殘留的異物吹掃干凈，避免了異物對(duì)氣閥密封造成的影響。

2.3.2 氣閥檢漏設(shè)備試用

第三代氣閥氣體檢漏設(shè)備制作完成后，利用新修復(fù)的氣閥進(jìn)行檢漏測(cè)試，所有氣閥均能實(shí)現(xiàn)一次拆裝、在線調(diào)整，且檢驗(yàn)結(jié)果與賀爾碧格修復(fù)報(bào)告數(shù)據(jù)吻合，每只氣閥平均檢漏時(shí)間（包含拆裝過程）在2分鐘以內(nèi)，大大縮短了檢漏時(shí)間和檢漏的準(zhǔn)確性。該批次氣閥通過自行設(shè)計(jì)制作的氣閥氣體檢漏設(shè)備檢驗(yàn)合格后進(jìn)行上機(jī)安裝使用，壓縮機(jī)各級(jí)排氣量、溫度達(dá)到設(shè)計(jì)值，滿足裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行要求。因此可以初步判定往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥氣體檢漏方法及設(shè)備設(shè)計(jì)制作成功。

3? 后續(xù)使用效果驗(yàn)證

隨著氣閥氣體檢漏設(shè)備試用成功后，對(duì)后續(xù)4批次總計(jì)112只各尺寸氣閥進(jìn)行入廠檢驗(yàn)，檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)賀爾碧格提供的有一批次中3只氣閥泄漏量超標(biāo)，通過溝通協(xié)調(diào)，將該三只氣閥進(jìn)行返廠檢查，通過廠家檢查發(fā)現(xiàn)確實(shí)存在泄漏超標(biāo)問題，經(jīng)修復(fù)后返回公司并在賀爾碧格氣閥工程師的現(xiàn)場(chǎng)見證下進(jìn)行入廠檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果合格。也因此得到了賀爾碧格氣閥工程師的高度認(rèn)可，并指出我們是國(guó)內(nèi)往復(fù)式壓縮機(jī)用戶中，能自主設(shè)計(jì)制作氣閥氣體檢漏設(shè)備的第一家，基本打破了國(guó)外廠家在該類型氣閥氣體檢漏設(shè)備在國(guó)內(nèi)的壟斷現(xiàn)狀。

4? 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)公司往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥入廠檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，采用傳統(tǒng)的煤油檢漏方式不僅存在檢漏消耗時(shí)間長(zhǎng)，且檢驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，氣閥上機(jī)安裝使用后頻繁出現(xiàn)排氣溫度高、排氣量不足等問題。因此，通過對(duì)壓縮機(jī)各級(jí)進(jìn)、排氣閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)觀察和外觀尺寸測(cè)量，思考如何設(shè)計(jì)制作出一種能同時(shí)兼顧通用性、易加工性、易操作性以及安全性要求的氣閥氣體檢漏設(shè)備。經(jīng)過不斷對(duì)氣閥氣體檢漏設(shè)備的探索，在前期設(shè)計(jì)制作出的第一代、第二代氣閥檢漏設(shè)備上發(fā)現(xiàn)的問題，不斷改進(jìn)并反復(fù)試驗(yàn)，最終設(shè)計(jì)制作出較為理想的第三代氣閥氣體檢漏設(shè)備，且通過幾個(gè)批次一百多只不同尺寸氣閥的檢漏測(cè)試和氣閥上機(jī)使用，用事實(shí)說服了國(guó)際知名氣閥廠家——賀爾碧格，使其認(rèn)可我公司自行設(shè)計(jì)制作的氣閥氣體檢漏設(shè)備的檢驗(yàn)結(jié)果。目前該氣閥氣體檢漏設(shè)備已向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局申請(qǐng)國(guó)家專利，待批復(fù)。

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