往復(fù)式壓縮機(jī)活塞環(huán)磨損原因分析及對(duì)策

1、活塞環(huán)往復(fù)式壓縮機(jī)活塞環(huán)支承環(huán)過快磨損對(duì)策化工車間使用 的天然氣、轉(zhuǎn)化氣、循環(huán)氣壓縮機(jī)，均為無潤(rùn)滑往復(fù)式活塞壓縮 機(jī)，活塞環(huán)、支承環(huán)材料采用填充聚四氟乙烯。自投運(yùn)以來，活 塞環(huán)、支承環(huán)磨損過快，最短更換周期1000h。下面對(duì)磨損原 因及對(duì)策加以分析。一、原因汽缸內(nèi)有液相水分使汽缸銹蝕（1）主機(jī)和某些附屬部位漏水。當(dāng)汽缸內(nèi)發(fā)現(xiàn)液相水分時(shí)，應(yīng) 仔細(xì)檢查壓縮機(jī)的汽缸和冷卻器。主要檢查汽缸的氣、水腔間有 無滲漏，若有，可能是密封失效或者汽缸有裂紋。冷卻器的滲漏 原因主要是密封墊片失效，管板與冷卻管的脹接松動(dòng)及冷卻水管 破損。（2）被壓縮介質(zhì)含水。濕度較高地區(qū)的氣體，在進(jìn)入汽缸冷卻效果較好的壓縮機(jī) 時(shí)會(huì)

2、降溫，溫度下降到進(jìn)氣壓力條件下的露點(diǎn)溫度以下，濕氣體 中的水分析出，造成缸內(nèi)帶水。因此，在壓縮濕度較高的氣體時(shí)， 要求氣體進(jìn)入汽缸后溫度不能過低，特別是對(duì)低壓級(jí)汽缸更應(yīng)注 意。解決辦法是，調(diào)節(jié)汽缸的冷卻水量，保證氣體進(jìn)入汽缸后溫 度高于其進(jìn)入汽缸后該壓力下的露點(diǎn)溫度。按經(jīng)驗(yàn)，一般應(yīng)使汽 缸冷卻水排水溫度高于氣體進(jìn)氣溫度45C?；钊h(huán)和支承環(huán)的材料選擇不當(dāng)試驗(yàn)表明，對(duì)同一種對(duì)磨的金屬材料，不同的介質(zhì)對(duì)于同一 種配方的填充聚四氟乙烯環(huán)，其磨損因子不同；對(duì)于同一種介質(zhì)， 不同的對(duì)磨金屬材料對(duì)同一種配方的填充聚四氟乙烯環(huán)，磨損因 子也不同。因此，壓縮機(jī)制造廠家在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，是根據(jù)被 壓縮的介質(zhì)及汽

3、缸或汽缸套的材料來選擇對(duì)應(yīng)配方的。所以在購(gòu) 買填充聚四氟乙烯備件時(shí)，應(yīng)直接向壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家購(gòu)買。這樣 才能保證所購(gòu)的活塞環(huán)、支承環(huán)配件與壓縮介質(zhì)及汽缸材料相匹 配，最大限度降低磨損。工作溫度過高（1）冷卻器冷卻效果差，造成某級(jí)或各級(jí)汽缸進(jìn)氣溫度高于設(shè) 計(jì)值。（2）高壓級(jí)汽缸氣體泄漏至相鄰低壓級(jí)汽缸內(nèi)，使低壓級(jí)氣體 的壓縮過程出現(xiàn)加熱而使缸內(nèi)溫度升高。（3）某級(jí)汽缸的進(jìn)、排氣閥門泄漏。排氣閥門如泄漏量較小， 必須進(jìn)行滲漏檢查。如泄漏量較大，會(huì)引起次一級(jí)汽缸排氣壓力 升高，如III級(jí)排氣閥門泄漏，則II級(jí)的排氣壓力就會(huì)升高，通過 儀表可以發(fā)現(xiàn)。（4）活塞環(huán)或支承環(huán)與汽缸壁脹死。活塞環(huán)和支承環(huán)脹死一

4、般 在工作中受熱膨脹發(fā)生，常溫狀態(tài)下安裝和拆卸時(shí)無法發(fā)現(xiàn)?；?塞環(huán)的切口安裝間隙，是按設(shè)計(jì)工作溫度下圓周方向的伸長(zhǎng)量來 確定的。支承環(huán)與汽缸壁的徑向間隙則是根據(jù)支承環(huán)在設(shè)計(jì)工作 溫度下的徑向膨脹量來確定的，因此支承環(huán)與汽缸壁的間隙不能 隨意改小。一般生產(chǎn)廠家提供給用戶的技術(shù)文件和圖紙中都有間 隙要求。如果購(gòu)買的活塞環(huán)和支承環(huán)在配方和質(zhì)量上與原配方有 差異，其熱脹系數(shù)也會(huì)不同。因此，應(yīng)盡量購(gòu)買原壓縮機(jī)制造 廠家配套提供的活塞環(huán)和支承環(huán)，不得已要購(gòu)買其他廠的產(chǎn)品 時(shí)，應(yīng)要求該生產(chǎn)廠家提供該環(huán)材料的熱脹系數(shù)。在安裝時(shí)應(yīng)重 新復(fù)驗(yàn)和計(jì)算活塞環(huán)的切口安裝間隙和支承環(huán)的徑向間隙。如果 生產(chǎn)廠家不能提供數(shù)據(jù)

5、，則無法通過復(fù)算確定安裝間隙。這也明 該生產(chǎn)廠家可能只是簡(jiǎn)單復(fù)制配件，而不具備提供以上熱膨脹系 數(shù)的能力，不應(yīng)采購(gòu)該廠家的配件?；钊h(huán)和支承環(huán)在汽缸內(nèi)脹死會(huì)使其迅速失效，這時(shí)與汽缸壁接 觸部分的比壓大大高于正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的比壓。由于比壓增大，活塞 環(huán)、支承環(huán)與缸壁間的摩擦力也增加。一般情況下，壓縮機(jī)活塞 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的線速度都在3m/s左右，活塞環(huán)、支承環(huán)與汽缸壁間的 接觸溫度會(huì)急劇上升，使其快速磨損。（5）被壓縮介質(zhì)過臟。被壓縮氣體如果含有過多的粉塵、金屬粉末、非金屬纖維和 水分等雜質(zhì)，一旦進(jìn)入汽缸，就會(huì)有一部分雜質(zhì)黏附甚至嵌入活 塞環(huán)、支承環(huán)表面，造成相關(guān)間隙變小，加速環(huán)的不均勻磨損， 嚴(yán)重降低活塞

6、環(huán)、支承環(huán)的使用壽命。二、處理部分壓縮機(jī)改為有油潤(rùn)滑原廠家設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)活塞環(huán)、支承環(huán)為無油潤(rùn)滑，是基于比較理 想的工況，如果操作得當(dāng)是完全可行的。如被壓縮介質(zhì)較為復(fù)雜， 尤其是自生產(chǎn)的水煤氣，煤焦油、硫化物、水分、粉塵等雜質(zhì)較 高，同時(shí)由于各壓縮機(jī)長(zhǎng)期滿負(fù)荷運(yùn)行（部分已超過設(shè)計(jì)使用壽 命），其汽缸體等重要部件已出現(xiàn)不同程度缺陷。對(duì)此，有選擇 地將壓縮機(jī)進(jìn)行有油潤(rùn)滑的改造，以改善汽缸表面、汽缸活塞環(huán) 和支承環(huán)的工作環(huán)境，減少磨損，降低停機(jī)更換次數(shù)。改進(jìn)后效 果非常明顯。此項(xiàng)雖然多消耗了潤(rùn)滑油，但比起由于活塞環(huán)、支 承環(huán)過快磨損而停機(jī)更換所造成的損失，還是比較合算的。嚴(yán)格檢查汽缸體和冷卻器大修壓縮

7、機(jī)時(shí)嚴(yán)格檢查汽缸體和冷卻器，及時(shí)發(fā)現(xiàn)汽缸裂紋、結(jié) 構(gòu)密封失效等重大缺陷，進(jìn)行徹底修復(fù)或更換。也要對(duì)冷卻器失 效的密封墊片、管板與冷卻管的脹接松動(dòng)以及破損的冷卻水管進(jìn) 行徹底修復(fù)。改造冷卻水管路循環(huán)使用的冷卻水，水質(zhì)較差、水溫較高，水中雜質(zhì)的存在使壓 縮機(jī)汽缸及冷卻器換熱效果不佳。把機(jī)身冷卻水管路，由原設(shè)計(jì) 的中間冷卻器串聯(lián)作為各級(jí)汽缸進(jìn)水的冷卻方式，改為中間冷卻 器、各級(jí)汽缸單獨(dú)并聯(lián)進(jìn)水，使汽缸的排氣溫度降低了 15C。同時(shí)也可通過冷卻器排出水分，降低或避免汽缸的銹蝕。增加過濾器在各壓縮機(jī)進(jìn)氣管前增加過濾器，解決進(jìn)入汽缸內(nèi)介質(zhì)含塵、含雜質(zhì)問題。購(gòu)買原壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家的配件活塞環(huán)、支承環(huán)、填料環(huán)等，必須購(gòu)買原壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家的配件。 在活塞環(huán)、支承環(huán)安裝前，對(duì)其徑向尺寸，按照壓縮機(jī)汽缸的實(shí) 際使用狀況，進(jìn)行必要的修整處理，盡量延長(zhǎng)其使用壽命。做好巡檢和日常維修工作對(duì)漏