冶煉廠生產(chǎn)車間壓縮機(jī)氣閥故障原因與處理

張 慧

（盤錦職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 盤錦 124000）

近幾年通過對壓縮機(jī)的管理和維護(hù)，發(fā)現(xiàn)在壓縮機(jī)發(fā)生的無數(shù)次的故障中，因進(jìn)排氣閥損壞造成機(jī)組發(fā)生故障的幾率最高，據(jù)粗略統(tǒng)計，因為氣閥損壞的原因引起的冶煉廠生產(chǎn)設(shè)備突停占非計劃停止的40%以上，氣閥已經(jīng)名副其實地成為活塞式壓縮機(jī)三大易損件之首。因為它的損壞所帶來的維修配件成本和維修人工成本也非?？捎^[1]。針對此種情況，冶煉廠生產(chǎn)車間技術(shù)人員對壓縮機(jī)所出現(xiàn)的氣閥故障進(jìn)行了統(tǒng)計，并加以技術(shù)分析，同時針對所出現(xiàn)的各種問題采取一系列措施以降低氣閥的損壞率從而保證機(jī)組和裝置的正常、安全、平穩(wěn)和連續(xù)生產(chǎn)。

1 壓縮機(jī)氣閥的工作過程

圖1 進(jìn)氣閥示意圖

下面我們以環(huán)狀進(jìn)氣閥為例來說明氣閥的工作過程。如圖1所示，當(dāng)活塞離開止點位置在氣缸中向另一側(cè)運動時，隨著缸內(nèi)容積的增大，缸內(nèi)氣體壓力即行降低，當(dāng)缸內(nèi)的壓力低于吸氣管道中的名義進(jìn)氣壓力時，在氣閥兩側(cè)形成壓力差Δp，當(dāng)Δp足以克服彈簧壓緊力Psp、閥片和部分彈簧的運動質(zhì)量慣性力Pm之和時，閥片即被頂開，氣體開始進(jìn)入氣缸，吸氣過程開始，閥片繼續(xù)開啟，并貼到升程限制器上，氣體繼續(xù)進(jìn)入氣缸內(nèi)，直到活塞將要到達(dá)到另一止點位置時，活塞速度急劇下降，氣流速度也隨之降低，于是氣體對閥片的推力減少，當(dāng)彈簧力大于氣體推力及閥片、彈簧的慣性力時，彈簧隨即把閥片頂回，閥片又回落到閥座上，吸氣閥重新關(guān)閉，進(jìn)氣過程即行結(jié)束。氣閥是在閥兩側(cè)壓力差的作用下開啟，在彈簧力的作用下關(guān)閉的，排氣閥的工作情況與此類似。

2 問題的提出

由于在過去的幾年里，壓縮機(jī)出現(xiàn)的各種故障比較多，我們統(tǒng)計冶煉廠生產(chǎn)車間壓縮機(jī)機(jī)組在2008年所出現(xiàn)的有關(guān)氣閥方面的故障，故障詳細(xì)情況見表1。

表1 氣閥故障統(tǒng)計表

18 2008 9 25 K202A 氣閥倒氣 氣閥內(nèi)有液閥片斷裂 2個19 2008 10 27 K202A 出口溫度高 內(nèi)有雜質(zhì)，閥片斷裂 3個20 2008 10 30 K202C 缸內(nèi)有雜音 閥片碎裂 3個

從上面的兩個表格的統(tǒng)計結(jié)果中，我們不難看出，冶煉廠生產(chǎn)車間機(jī)組的氣閥的數(shù)量是不小的，三個機(jī)組共有氣閥160個，作為壓縮機(jī)的三大易損件中最易損壞的零件，無論是維修工作量還是維修成本都是一筆不小的支出。從表1對壓縮機(jī)氣閥故障的統(tǒng)計結(jié)果來看，更進(jìn)一步證明了氣閥已成為壓縮機(jī)第三大易損件之首。我們有必要對氣閥頻繁發(fā)生損壞的原因加以討論與分析。以便采取相應(yīng)的措施來延長氣閥的使用壽命同時降低機(jī)組的故障率。

3 氣閥失效原因的分析

從故障統(tǒng)計表1中，我們可以看出氣閥的損壞主要表現(xiàn)為氣閥閥片的損壞，也就是說氣閥組件中閥片是最容易發(fā)生損壞的運動零件。下面就分析一下氣閥頻繁損壞的主要原因。

3.1 氣閥內(nèi)進(jìn)入雜物

從表1中我們可以看出如有雜質(zhì)進(jìn)入氣閥內(nèi)部就會造成氣閥損壞，這主要是進(jìn)入氣閥內(nèi)部的雜質(zhì)和粉塵等臟物堵塞槽道和影響閥片自由運動。同時也會對氣閥造成沖擊，長時間的運動使閥片產(chǎn)生裂紋甚至是斷裂，輕者表現(xiàn)為氣閥不能及時開啟或關(guān)閉，使壓縮機(jī)的產(chǎn)氣量不足，同時造成氣閥倒氣使壓縮機(jī)排氣溫度超標(biāo)。

3.2 因組件磨損所產(chǎn)生的顆粒進(jìn)入氣閥

K202機(jī)組的活塞組件的材質(zhì)不好，特別是活塞環(huán)和支承環(huán)的材質(zhì)不是很好，很容易發(fā)生磨損，從對壓縮機(jī)的維修和維護(hù)來看，壓縮機(jī)的活塞環(huán)和支承環(huán)的更換次數(shù)也是比較大的。

長時間的運行，活塞環(huán)和支承環(huán)磨損所產(chǎn)生的顆粒隨壓縮工作的進(jìn)行進(jìn)入氣閥內(nèi)部，造成了閥片的損壞。最后不得不更換新氣閥。

4 解決問題的對應(yīng)措施

針對上面所闡述的氣閥損壞的原因，采取以下措施來延長氣閥的使用壽命以保證機(jī)組和裝置的安全平穩(wěn)運行。①改變氣閥閥片的材質(zhì),使用塑料閥片。②因為氣閥的工作主要表現(xiàn)為閥片運動，氣閥內(nèi)的間隙非常小，所以要盡量避免雜質(zhì)進(jìn)入氣閥內(nèi)部。③保證工藝氣體的清潔。④絕對禁止同一臺壓縮機(jī)上安裝不同廠家的或不同型式的氣閥，當(dāng)然特殊情況例外。以避免部分氣閥的不同步損壞造成機(jī)組甚至裝置停工。

5 結(jié)論

通過上面詳細(xì)的分析，作為活塞式壓縮機(jī)易損件之一的氣閥，在連續(xù)生產(chǎn)中發(fā)生損壞是不可避免的，我們通過采取一系列有效的措施確實使氣閥的損壞率有所減小，同時將損壞的氣閥加以修復(fù)也是一種很好的節(jié)約成本的辦法，也是非?？尚械?。