往復(fù)式壓縮機(jī)的故障機(jī)理

趙東東

[摘 要]往復(fù)式壓縮機(jī)，已經(jīng)在我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，由于它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件多，發(fā)生故障的情況也是多種多樣。了解往復(fù)式壓縮機(jī)的故障機(jī)理，才能避免故障的發(fā)生。本文從機(jī)械故障與熱力故障兩個(gè)方面，分析了往復(fù)式壓縮機(jī)的故障機(jī)理，并對(duì)壓縮機(jī)的維護(hù)提出相關(guān)建議，以期為往復(fù)式壓縮機(jī)的正常運(yùn)行提供一定參考。

[關(guān)鍵詞]往復(fù)式壓縮機(jī)；機(jī)械；熱力；故障；機(jī)理分析

中圖分類號(hào)：TH45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）31-0053-01

1.機(jī)械故障的機(jī)理分析

1.1 氣閥損壞

往復(fù)式壓縮機(jī)的工作環(huán)境較為復(fù)雜，摩擦、腐蝕或者高溫高壓，都有可能導(dǎo)致壓縮機(jī)的氣閥損壞。氣閥損壞主要有三種情況，即斷裂、泄露以及彈簧失效。

第一，斷裂。斷裂是往復(fù)式壓縮機(jī)的常見(jiàn)故障這一，如果氣閥所使用的材料及工藝不合理，或者在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生了腐蝕性氣體，都會(huì)造成氣閥斷裂。氣閥斷裂故障發(fā)生之后，引起振動(dòng)和溫度上的變化，此時(shí)只有更換氣閥，才能避免更大范圍的損害。

第二，泄露。往復(fù)式壓縮機(jī)發(fā)生泄露故障，主要原因在于設(shè)計(jì)或者組裝時(shí)存在缺陷。如果溫度增加到一定程度，可以判斷壓縮機(jī)出現(xiàn)了漏氣問(wèn)題，具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)吸氣閥發(fā)生泄露后，閥蓋的溫度升高；當(dāng)排氣閥發(fā)生漏氣后，排氣口的溫度升高，可見(jiàn)，需要經(jīng)常監(jiān)測(cè)這兩個(gè)部件的溫度。

第三，彈簧失效的故障，也經(jīng)常在往復(fù)式壓縮機(jī)中見(jiàn)到。如果在制作、安裝以及使用氣閥彈簧時(shí)存在不良操作，會(huì)造成彈簧失效。這一故障發(fā)生，會(huì)引起壓縮機(jī)的缸體振動(dòng)、噪音增大，還會(huì)慢慢損傷其他零部件。

1.2 活塞組件損壞

在往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中，活塞環(huán)出現(xiàn)斷裂、磨損、喪失彈性等問(wèn)題，會(huì)降低壓縮機(jī)的工作效率、縮減壓縮機(jī)的使用年限。處于工作狀態(tài)下的往復(fù)式壓縮機(jī)，氣缸一側(cè)進(jìn)行壓縮、另一側(cè)則進(jìn)行吸氣，活塞環(huán)的作用正是在于分隔二者，避免它們相互干擾。當(dāng)活塞組件損壞的故障發(fā)生后，壓縮機(jī)的氣缸因壓縮動(dòng)作而產(chǎn)生高溫氣體，這些氣體與壓縮機(jī)另一側(cè)吸入的氣體相混合，溫度持續(xù)升高，致使排氣壓力下降，最終讓壓縮機(jī)消耗更多的能源以維持工作。

1.3 管道振動(dòng)

往復(fù)式壓縮機(jī)的內(nèi)部級(jí)數(shù)較多，各級(jí)之間的管路也多，管道振動(dòng)故障會(huì)降低壓縮機(jī)的工作效率。一般來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生管道振動(dòng)的原因主要包括：第一，管路的支撐剛度不足，基礎(chǔ)不牢固，致使管路的穩(wěn)定性差，亦或是固定管卡出現(xiàn)松動(dòng)，都會(huì)引發(fā)振動(dòng)。第二，往復(fù)式壓縮機(jī)的管道內(nèi)，氣流指數(shù)恒常，但是當(dāng)壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，吸氣與排氣存在間歇性，這種情況下，氣流周期性變化就會(huì)產(chǎn)生氣流脈動(dòng)現(xiàn)象。氣流脈動(dòng)現(xiàn)象，使氣流的速度與壓力不再穩(wěn)定，當(dāng)這些氣流遇到其他部件時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，而且壓力脈動(dòng)越大，振動(dòng)就越大。

2.熱力故障的機(jī)理分析

2.1 排氣溫度過(guò)高

往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，在活塞不間斷的往復(fù)作用之下，氣體不斷被壓縮而產(chǎn)生熱量，被壓縮的氣體保持在一定溫度范圍內(nèi)。壓縮所產(chǎn)生的熱量，冷卻水會(huì)帶走其中一部分，而另一部分熱量，則會(huì)使氣缸等部件溫度升高。這時(shí)候，如果氣缸的排氣溫度超過(guò)了壓縮氣體的正常溫度范圍值，就會(huì)加快零部件的受損速度，阻礙機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至引發(fā)爆炸。

從氣缸過(guò)熱的原因角度分析，要防止氣缸過(guò)熱需要注意以下幾點(diǎn)：第一，保證冷卻水供應(yīng)充足，并且避免進(jìn)水的溫度過(guò)高；第二，及時(shí)清理氣缸，避免形成一定厚度的水垢；第三，活塞組件損壞、氣缸潤(rùn)滑發(fā)生故障、壓縮機(jī)內(nèi)部各級(jí)之間的冷卻效果不佳，這些都會(huì)影響到進(jìn)氣的溫度，都應(yīng)予以避免。

2.2 排氣量低

往復(fù)式壓縮機(jī)排氣量所受到的影響因素較多，一般來(lái)說(shuō)，可以導(dǎo)致排氣量不足的原因主要包括：第一，吸氣、排氣閥發(fā)生故障。吸氣閥的彈簧失效或者剛性太大，亦或是吸氣閥的升起高度不夠，都會(huì)造成排氣量減少；同時(shí)，閥片破碎或者有異物而關(guān)閉不嚴(yán)，也會(huì)導(dǎo)致漏氣或是排氣溫度上升，最終引發(fā)排氣量下降。第二，活塞組件發(fā)生磨損，可以導(dǎo)致間隙擴(kuò)大而發(fā)生泄露；當(dāng)活塞環(huán)的潤(rùn)滑效果不好時(shí)，也會(huì)影響到氣量以及壓力。第三，填料與活塞桿發(fā)生磨損，造成漏氣，而引起排氣量低。第四，壓縮機(jī)的排氣溫度過(guò)高，導(dǎo)致氣缸溫度升高。第五，壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)不到額定轉(zhuǎn)速，壓縮機(jī)內(nèi)部各級(jí)之間管道的連接異常，或者是潤(rùn)滑油的用量不足而導(dǎo)致漏氣，這些情況也會(huì)造成往復(fù)式壓縮機(jī)的排氣量低。

3.往復(fù)式壓縮機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng)

往復(fù)式壓縮機(jī)在運(yùn)行中故障發(fā)生率較高，而且診斷存在困難，因此，定期的維護(hù)與保養(yǎng)工作十分必要。第一，定期檢查活塞環(huán)，當(dāng)活塞環(huán)過(guò)度磨損、失去彈性或者即將斷裂時(shí)，要及時(shí)更換。第二，氣閥的常見(jiàn)故障就是吸氣閥和排氣閥泄露，這一問(wèn)題在實(shí)際操作中是無(wú)法避免的，要通過(guò)有效檢查，積極進(jìn)行部件的更換以及故障處理。此外，壓縮機(jī)應(yīng)當(dāng)避免超載運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)停機(jī)檢修。

另一方面，在使用往復(fù)式壓縮機(jī)的過(guò)程中，需要注意：密切關(guān)注壓力狀況，根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整壓縮比，并且控制溫度以避免氣閥因高溫而受損；同時(shí)，保證潤(rùn)滑油的質(zhì)量，并保持正確的注油操作方法，以防止?jié)櫥涣?、注油失誤等情況，引發(fā)零部件損壞。

4.小結(jié)

綜上所述，往復(fù)式壓縮機(jī)的工作原理較復(fù)雜，運(yùn)行中易損部件多、工藝流程疏漏可能性大，較容易引發(fā)故障。針對(duì)各式各樣的故障類型，在實(shí)際操作中應(yīng)當(dāng)分析其原因，明確診斷，并積極處理。同時(shí)，還要做好往復(fù)式壓縮機(jī)的日常維護(hù)與保養(yǎng)，盡量控制和減少故障的發(fā)生率，提高機(jī)器的工作性能，減少能源消耗，降低污染，保證安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

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