DTY185型壓縮機(jī)組一級(jí)活塞優(yōu)化改造

大慶油田設(shè)計(jì)院塔里木油田分公司

DTY185型壓縮機(jī)組一級(jí)活塞優(yōu)化改造

叢蕾1柳楠21大慶油田設(shè)計(jì)院2塔里木油田分公司

由于DTY185型壓縮機(jī)組原進(jìn)口一級(jí)活塞在使用壽命及安全可靠性方面不能完全滿足油田生產(chǎn)的要求，需要進(jìn)一步優(yōu)化。對(duì)活塞表面進(jìn)行硬質(zhì)陽極氧化處理可以提高活塞環(huán)槽的耐磨性。在一級(jí)活塞背帽處增設(shè)鎖緊螺釘，防止活塞背帽松動(dòng)和脫落，可有效避免活塞頂缸事故的發(fā)生。對(duì)原進(jìn)口一級(jí)活塞進(jìn)行優(yōu)化改造，不但延長了一級(jí)活塞的使用壽命，保證了機(jī)組的安全平穩(wěn)運(yùn)行，而且還能降低成本。原進(jìn)口一級(jí)活塞價(jià)格為10.258萬元/只，改造后的一級(jí)活塞價(jià)格為6.418萬元/只。

塔里木油田；壓縮機(jī)；一級(jí)活塞；優(yōu)化改造

塔里木油田哈得作業(yè)區(qū)有進(jìn)口DTY185型伴生氣壓縮機(jī)組3臺(tái)，于2007年12月投入使用。2010年9月，發(fā)現(xiàn)3臺(tái)壓縮機(jī)一級(jí)活塞的活塞環(huán)與支撐環(huán)寬度和深度均已超標(biāo)，其中有的側(cè)隙已超過標(biāo)準(zhǔn)6mm以上（正常值1.3～1.5mm），個(gè)別活塞環(huán)槽和支撐環(huán)槽內(nèi)部已形成明顯的臺(tái)階。對(duì)進(jìn)口壓縮機(jī)一級(jí)活塞進(jìn)行優(yōu)化改造將會(huì)延長活塞的使用壽命，提高壓縮機(jī)組的安全性能。

1 活塞環(huán)槽與支撐環(huán)槽磨損原因

根據(jù)哈得作業(yè)區(qū)現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行記錄可知，3臺(tái)壓縮機(jī)組累計(jì)運(yùn)行時(shí)間都在20 000 h，而3臺(tái)機(jī)組幾乎同時(shí)出現(xiàn)活塞環(huán)槽及支撐環(huán)槽磨損問題，說明活塞已到了疲勞磨損階段。另外，活塞環(huán)槽及支撐環(huán)槽側(cè)隙的增大加快了活塞環(huán)及支撐環(huán)的斷裂，從而加劇活塞環(huán)槽及支撐環(huán)槽的磨損。

2 一級(jí)活塞的優(yōu)化改造

由于該壓縮機(jī)組原進(jìn)口一級(jí)活塞在使用壽命及安全可靠性方面不能完全滿足油田生產(chǎn)的要求，需要進(jìn)一步優(yōu)化，因此對(duì)一級(jí)活塞進(jìn)行改造以滿足現(xiàn)場實(shí)際需求。

2.1 材質(zhì)的選擇

針對(duì)原進(jìn)口一級(jí)活塞材質(zhì)的化學(xué)成分，對(duì)照國內(nèi)鋁合金材料進(jìn)行分析可知，LY12（即2A12）材料的化學(xué)成分基本符合原裝進(jìn)口一級(jí)活塞材質(zhì)的要求。同時(shí)對(duì)LY12材料進(jìn)行機(jī)械性能檢測，得出抗拉強(qiáng)度420 MPa、屈服強(qiáng)度258 MPa、伸長率9.0%，均符合標(biāo)準(zhǔn)要求（標(biāo)準(zhǔn)值要求抗拉強(qiáng)度≥410MPa，屈服強(qiáng)度≥255MPa，伸長率≥8.0%）。

LY12為鋁—銅—鎂系中的典型硬鋁合金，其綜合性能較好。該合金的特點(diǎn)是強(qiáng)度高，有一定的耐熱性，可用作150℃以下的工作零件。因此，選用LY12材料作為一級(jí)活塞的加工材料。

2.2 表面硬質(zhì)陽極氧化處理

為了增加一級(jí)活塞表面硬度和耐磨性，延長活塞的使用壽命，對(duì)活塞表面進(jìn)行硬質(zhì)陽極氧化處理。金屬材料在電解質(zhì)溶液中，外施陽極電流使其表面形成氧化膜，其耐蝕性、硬度、耐磨性、絕緣性和耐熱性等均有大幅度提高。與傳統(tǒng)的鍍硬鉻鍍層工藝相比，硬質(zhì)陽極氧化工藝具有成本低，膜層結(jié)合牢固，清洗廢液處理方便等優(yōu)點(diǎn)?；钊操|(zhì)陽極氧化處理可以提高活塞環(huán)槽的耐磨性。

試驗(yàn)表明，硬質(zhì)陽極氧化處理層附近的母材部分會(huì)產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，該拉伸應(yīng)力可緩和產(chǎn)生在鋁母材部分的壓縮應(yīng)力。

2.3 背帽設(shè)置鎖緊螺釘

原進(jìn)口一級(jí)活塞背帽沒有采取任何鎖緊方式，在活塞往復(fù)運(yùn)行過程中，由于振動(dòng)、氣流的影響導(dǎo)致活塞背帽松動(dòng)或脫落，極易造成活塞頂缸的事故發(fā)生。因此，在一級(jí)活塞背帽處增設(shè)鎖緊螺釘，防止活塞背帽松動(dòng)和脫落，可有效避免活塞頂缸事故的發(fā)生。

3 結(jié)語

塔里木油田哈得作業(yè)區(qū)1臺(tái)DTY185型壓縮機(jī)組安裝優(yōu)化改造的一級(jí)活塞后，已運(yùn)行20 000 h，機(jī)組運(yùn)行安全平穩(wěn)，無任何異常現(xiàn)象，拆檢活塞時(shí)未發(fā)現(xiàn)任何磨損狀況。

通過對(duì)原進(jìn)口一級(jí)活塞進(jìn)行優(yōu)化改造，不但延長了一級(jí)活塞的使用壽命，保證了機(jī)組的安全平穩(wěn)運(yùn)行，而且還能降低成本。原進(jìn)口一級(jí)活塞的價(jià)格為10.258萬元/只，而改造后的一級(jí)活塞價(jià)格為6.418萬元/只。

（欄目主持 樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.7.074