陳永周

摘要：往復(fù)式壓縮機(jī)是容積式壓縮機(jī)的一種，其主要組成部位包括氣缸、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、活塞組件、填料函組件、機(jī)身、氣閥、各種管線和附屬設(shè)備等。一般將活塞、活塞桿和活塞環(huán)稱為活塞組件，它是壓縮機(jī)的重要部件之一?；钊麠U用于連接活塞與十字頭，以傳遞活塞的往復(fù)運(yùn)動的動力。而填料主要用于密封氣缸內(nèi)座與活塞桿之間的間隙，阻止介質(zhì)氣體沿著活塞桿軸向泄露。往復(fù)式壓縮機(jī)活塞桿與填料密封處于相對運(yùn)動狀態(tài)，因?yàn)樘盍厦芊鈮毫^大，為了減小摩擦磨損，活塞桿與填料接觸部分有較低的表面粗糙度。本文主要分析往復(fù)式壓縮機(jī)活塞桿磨損故障分析及處理。

關(guān)鍵詞：壓縮機(jī);活塞桿;填料;故障分析

引言：

隨著國家提出全力保障國家能源安全，推動能源高質(zhì)量發(fā)展，作為煉化企業(yè)重要裝備，往復(fù)式壓縮機(jī)的安全平穩(wěn)運(yùn)行越來越重要。針對東北某煉油廠往復(fù)式壓縮機(jī)活塞桿異常磨損進(jìn)行故障分析，提出相應(yīng)的解決辦法和壓縮機(jī)維保建議，減少了壓縮機(jī)的非計(jì)劃停機(jī)，保證生產(chǎn)需求。

1、往復(fù)式壓縮機(jī)綜述

往壓縮機(jī)在運(yùn)行時，能夠通過連桿、活塞的往復(fù)運(yùn)動來改變缸體容積，從而完成氣體的增壓、輸送工作，當(dāng)活塞進(jìn)行向下運(yùn)動時，進(jìn)氣閥門將會打開并吸入介質(zhì)，反之便會打開排氣閥實(shí)現(xiàn)壓縮。往復(fù)式壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍非常廣泛，但是由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜且磨損消耗相對比較嚴(yán)重，所以除了正常安裝之外，還需要在更換零部件時需要對其進(jìn)行修復(fù)回裝。壓縮機(jī)常見故障如下：第一，氣閥故障。作為壓縮機(jī)的主要零件，氣閥在發(fā)生故障問題時，將會對壓縮機(jī)的排氣量帶來顯著影響，同時還會大幅降低壓縮機(jī)的工作效率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，氣閥故障問題占據(jù)了往復(fù)式壓縮機(jī)總故障的50%。第二，活塞環(huán)故障。作為壓縮機(jī)中的易損件，活塞環(huán)的主要作用就是利用張力進(jìn)行封閉，當(dāng)活塞環(huán)出現(xiàn)問題之后，就會導(dǎo)致介質(zhì)泄漏、嚴(yán)重時還會導(dǎo)致著火爆炸等事故的發(fā)生。第三，軸瓦失效。當(dāng)潤滑系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，就會加速曲軸軸承與連桿的磨損，進(jìn)而導(dǎo)致軸瓦失效。若軸瓦質(zhì)量不滿足壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)需求，則會在定位瓦涂裝巴氏合金時出現(xiàn)氣泡缺陷，當(dāng)軸瓦受力時，就會導(dǎo)致巴氏合金脫落的問題出現(xiàn)，進(jìn)而發(fā)生軸瓦出現(xiàn)失效、燒損等問題。

2、活塞桿磨損原因分析

2.1活塞桿潤滑不足

通過對活塞桿進(jìn)行仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)填料段活塞桿已經(jīng)呈現(xiàn)藍(lán)紫色，填料盒內(nèi)主密封環(huán)也有燒結(jié)痕跡，可判斷是由于活塞桿溫度高使機(jī)油結(jié)焦積碳，造成活塞桿表面無潤滑油，潤滑不足導(dǎo)致活塞桿磨損。

2.2工藝氣含水過多

通過對工藝氣組分分析，發(fā)現(xiàn)含飽和的濕介質(zhì)，現(xiàn)場操作人員也反映經(jīng)常出現(xiàn)分離器液位高報警停機(jī)。而介質(zhì)中的液體會沖刷或稀釋填料中的潤滑油，造成填料密封件快速磨損和過早失效。

2.3氮?dú)饷芊猸h(huán)問題

由于該廠壓縮氣體為氫氣，用戶就沒有連接氮?dú)?。兩組雙作用氮?dú)饷芊猸h(huán)沒有氣體冷卻，故與活塞桿摩擦產(chǎn)生的熱量較多，導(dǎo)致氮?dú)猸h(huán)膨脹抱死活塞桿，造成過度磨損。同時，由于氮?dú)猸h(huán)與活塞桿過度摩擦生熱后，熱的活塞桿影響靠近氮?dú)猸h(huán)的主密封環(huán)，使其膨脹，致使填料環(huán)與填料盒軸向間隙偏小影響潤滑效果。

2.4活塞桿運(yùn)行中出現(xiàn)大幅跳動

自潤滑材料用于確保分離器包裝的正常使用，因?yàn)榉蛛x器包裝不用于潤滑和冷卻。當(dāng)設(shè)計(jì)和制造不佳時，中間膜包裝運(yùn)行過程中摩擦引起的高溫會導(dǎo)致包裝運(yùn)行過程中變形、法蘭、局部放置和磨料形成，從而使與之接觸的活塞桿跳躍，跳躍活塞桿在操作過程中會接觸中間膜或包裝單元中的金屬部分。最后，活塞表面損壞。這是活塞桿磨損的間接原因之一?；钊麠U與中間膜內(nèi)孔之間的間隙平均大于3 mm?；钊麠U和中間膜之間的接觸表明活塞桿跳得很大，超過3 mm?？梢娀钊麠U的跳躍范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過報警值≤1.25mm。

3、往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷中的注意事項(xiàng)

活塞式壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用于不同行業(yè)?；钊綁嚎s機(jī)的廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步推進(jìn)了故障診斷技術(shù)的發(fā)展過程。故障診斷是一個綜合過程，需要綜合考慮各種影響因素?；钊綁嚎s機(jī)的故障診斷技術(shù)多種多樣，不同的故障診斷技術(shù)具有不同的應(yīng)用優(yōu)勢和應(yīng)用領(lǐng)域。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)監(jiān)管。活塞式壓縮機(jī)故障診斷中需要注意的問題很多。這里我們主要談幾個值得注意的重要問題：在使用小波分析時，我們需要結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或?qū)＜蚁到y(tǒng)，它們之間存在一定程度的連通性。受外部因素的影響，信號波動很大，所以我們主要考慮安裝信號的影響，以盡量減小此類信號的影響，避免錯誤診斷結(jié)果;深入研究故障診斷中的定量關(guān)系，主要從故障原因方面入手，預(yù)測故障形成因素，降低故障診斷的總體風(fēng)險，通過定向處理提高故障診斷效率;活塞壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)呈現(xiàn)動態(tài)變化趨勢，即活塞壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)隨機(jī)且無法控制。在此基礎(chǔ)上，我們可以合理規(guī)劃專家系統(tǒng)，然后提高活塞壓縮機(jī)的運(yùn)行周期。專家系統(tǒng)知識庫中的內(nèi)容有一定的容量限制。為使活塞式壓縮機(jī)故障診斷全面，應(yīng)及時補(bǔ)充專家系統(tǒng)知識庫中的內(nèi)容，建立和完善信息管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)專家系統(tǒng)知識庫的綜合診斷。在活塞壓縮機(jī)故障診斷系統(tǒng)中，注意視覺模型的應(yīng)用。活塞壓縮機(jī)的許多故障問題都是隱藏的，不易發(fā)現(xiàn)。我們只能通過數(shù)據(jù)模型來發(fā)現(xiàn)它。通過使用數(shù)據(jù)創(chuàng)建的視覺模型，我們還可以發(fā)現(xiàn)潛在數(shù)據(jù)的缺點(diǎn)。通過對模型的觀察，我們可以發(fā)現(xiàn)每個節(jié)點(diǎn)的連接關(guān)系，特別是參數(shù)之間的特征關(guān)系，進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)視覺模型，這對提高往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷效率有顯著影響。

結(jié)束語：

分析壓縮機(jī)活塞桿異常磨損的原因，其磨損是多方面因素導(dǎo)致的，只要分析合理，采取了正確的措施，就能解決故障。此次的故障處理，也改進(jìn)和優(yōu)化了設(shè)計(jì)，提高了壓縮機(jī)運(yùn)行的安全可靠性。建議嚴(yán)格監(jiān)控機(jī)組各運(yùn)行參數(shù)，定時排液，定期檢測活塞桿溫度及潤滑油消耗量，從而保證壓縮機(jī)機(jī)組的正常運(yùn)行。

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