往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)課件

B往復(fù)壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)往復(fù)式壓縮機(jī)故障率壓縮機(jī)的大量故障是在使用中由于管理不當(dāng)產(chǎn)生的，尤其是不善于檢測(cè)、分析各種參數(shù)，不善于從參數(shù)的不正常變化中辨別故障產(chǎn)生的苗頭，以致一旦發(fā)生或嚴(yán)重時(shí)才不得不停機(jī)處理，而有些故障可能會(huì)釀成機(jī)器損壞，有毒、易燃、易爆氣體外泄等嚴(yán)重事故，因此需要重視對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)的故障監(jiān)測(cè)與診斷。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*2往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*3往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)往復(fù)式壓縮機(jī)發(fā)生故障的部位基本上是由下列三部分組成：①傳遞動(dòng)力部分一曲軸、連桿、十字頭、活塞銷、活塞等零部件的故障:②氣體的進(jìn)出及其密封部分—?dú)飧?、進(jìn)氣和排氣閥門、彈簧、閥片、活塞環(huán)、填料函及排氣量調(diào)節(jié)裝置等部分的故障；③輔助部分—包括水、氣、油三路的各種冷卻器、緩沖器、分離器、油泵、安全閥及各種管路系統(tǒng)方面的故障。從反映故障狀態(tài)的監(jiān)測(cè)參數(shù)(征兆參數(shù))上可分為兩大類:一類故障征兆表現(xiàn)在機(jī)器的熱力參數(shù)變化上，如機(jī)器的排氣量變化，吸、排氣壓力變化，各部分溫度變化以及油路、水路故障所表現(xiàn)出來(lái)的熱力參數(shù)變化;另一類故障征兆表現(xiàn)在在機(jī)器的動(dòng)力性能參數(shù)變化上，如壓縮機(jī)主要零部件的缺陷、磨損、損壞和斷裂故障所表現(xiàn)出來(lái)的機(jī)器振動(dòng)和不正常聲音，還有各種原因引發(fā)的管道振動(dòng)。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*4往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)壓縮機(jī)熱力參數(shù)異常-排氣量降低原因壓縮機(jī)排氣量降低的原因很多.大部分屬于氣流通道受阻，內(nèi)、外泄漏，余隙過(guò)大、轉(zhuǎn)速降低等方面的問(wèn)題。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析1多級(jí)壓縮機(jī)的第1級(jí)和其后各級(jí)吸氣閥漏氣(1)閥片嚴(yán)重磨損，閥片變形、破裂或卡住。(2)閥座密封面不平，碰傷或粗糙度達(dá)不到要求(3)閥隙通道積炭或有異物卡住(4)彈簧力過(guò)小，彈簧磨損、斷裂(5)閥體安裝不當(dāng)，位置歪斜，裝反，閥體密封墊失效*5往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)壓縮機(jī)熱力參數(shù)異常-排氣量降低原因往復(fù)壓縮機(jī)故障分析2氣缸內(nèi)泄漏與外泄漏（1）氣缸或缸套過(guò)度磨損、偏磨或拉傷，可能原因有①氣缸鏡面的精度，表面粗糙度、橢圓度、圓錐度未達(dá)到要求；②氣缸與十字頭滑道同心度達(dá)不到要求；③氣缸或缸套材質(zhì)不良。

(2)活塞與氣缸配合間隙過(guò)大；(3)活塞環(huán)“咬死”或嚴(yán)重磨損，可能原因有：①潤(rùn)滑油不足，油質(zhì)欠佳，使缸內(nèi)溫度過(guò)高，造成活塞環(huán)咬死；

②活塞環(huán)失去彈力。

(4)氣缸冷卻不良，氣體經(jīng)閥室時(shí)受到預(yù)熱，影響級(jí)吸氣效率；(5)活塞桿過(guò)度磨損或拉傷，活塞桿工作時(shí)跳動(dòng)。可能原因有：

①滑道與氣缸不同心；②十字頭與滑道、活塞與氣缸間隙過(guò)大；

③十字頭銷與連桿、活塞桿不垂直。（6）填料密封磨損泄漏，可能原因有：①密封圈與活塞桿間隙太小；②密封圈內(nèi)圓表面有缺陷；③密封圈與閉鎖環(huán)裝反，起不到密封作用。

(7)氣缸蓋或缸座與缸體端面貼合不嚴(yán)，墊片破損，發(fā)生漏氣*6往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)壓縮機(jī)熱力參數(shù)異常-排氣量降低原因往復(fù)壓縮機(jī)故障分析3吸氣受阻(1)進(jìn)氣濾清器堵塞；(2)進(jìn)氣閥門未全開(kāi)；(3)進(jìn)氣管太長(zhǎng)或管徑太小，阻力增大。4系統(tǒng)外泄漏安全閥泄漏，可能原因有：①安全閥彈簧失靈；②閥芯與閥座密封面接觸不良；③安全閥開(kāi)啟后關(guān)閉不嚴(yán)。(2)中間冷卻器泄漏；(3)管路連接法蘭漏氣(墊片破損，法蘭螺栓未擰緊〕。*7往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)

壓縮機(jī)熱力參數(shù)異常-排氣量降低原因往復(fù)壓縮機(jī)故障分析5冷卻器效率降低

(1)冷卻水進(jìn)水溫度高；

(2)冷卻器傳熱效果差，可能原因有：①傳熱表面有水垢、油污；②傳熱面金屬銹蝕；③傳熱面積太小。

(3)冷卻器中間隔板破裂；

(4)冷卻水量減小。6壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速降低（1）原動(dòng)機(jī)功率不足，轉(zhuǎn)速達(dá)不到額定值；（2）皮帶傳動(dòng)的壓縮機(jī)傳動(dòng)帶太松，皮帶打滑。*8往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)壓縮機(jī)熱力參數(shù)異常-吸、排氣壓力不正常往復(fù)壓縮機(jī)故障分析1吸氣壓力低——第一級(jí)吸氣壓力低(1)吸氣管阻力大；(2)進(jìn)氣濾清器堵塞；(3)吸氣閥片升程高度不夠；(4)供氣量不足。1吸氣壓力低——多級(jí)壓縮機(jī)中間級(jí)吸氣壓力低(1)前級(jí)吸氣閥或排氣閥漏氣；（2）前級(jí)管路漏氣或阻力大；（3）前級(jí)氣缸與活塞環(huán)漏氣或填料函漏氣；（4）前級(jí)系統(tǒng)不正常。*9往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)壓縮機(jī)熱力參數(shù)異常-吸、排氣壓力不正常往復(fù)壓縮機(jī)故障分析2吸氣壓力高（各級(jí)吸氣口）（1）高壓氣體進(jìn)人吸氣管線；（2）吸、排氣閥關(guān)閉不嚴(yán)，有漏氣；(3)氣缸與活塞環(huán)漏氣；(4)級(jí)前冷卻器冷卻效果不好；（5）級(jí)后通本級(jí)的吸氣管旁通閥泄漏。3排氣壓力低（各級(jí)吸氣口）(1)本級(jí)吸、排氣閥漏氣或工作不正常；(2)氣缸與活塞環(huán)漏氣或填料函漏氣；(3)本級(jí)吸氣壓力偏低；(4)排氣管或閥門漏氣，旁通管、泄壓閥漏氣；(5)耗氣量過(guò)大。*10往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)壓縮機(jī)熱力參數(shù)異常-吸、排氣壓力不正常往復(fù)壓縮機(jī)故障分析4排氣壓力高（各級(jí)排氣口）（1）本級(jí)用氣量偏少；（2）本級(jí)吸氣壓力偏高；（3）后級(jí)氣體壓力偏高；（4）后級(jí)管路或氣缸向本級(jí)漏氣；（5）本級(jí)冷卻器工作不正常；（6）本級(jí)排氣管路不暢，閥門工作不正常；（7）排氣管路嚴(yán)重積炭。5壓力不穩(wěn)定（各級(jí)吸排氣口）(1)壓力脈動(dòng)過(guò)大；(2)氣閥啟閉不穩(wěn)定；(3)驅(qū)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不溫定；（4）壓力表氣源阻尼太小。*11往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)壓縮機(jī)熱力參數(shù)異常-吸、排氣壓力不正常往復(fù)壓縮機(jī)故障分析4排氣壓力高（各級(jí)排氣口）（1）本級(jí)用氣量偏少；（2）本級(jí)吸氣壓力偏高；（3）后級(jí)氣體壓力偏高；（4）后級(jí)管路或氣缸向本級(jí)漏氣；（5）本級(jí)冷卻器工作不正常；(6)本級(jí)排氣管路不暢，閥門工作不正常；(7)排氣管路嚴(yán)重積炭。5壓力不穩(wěn)定（各級(jí)吸排氣口）(1)壓力脈動(dòng)過(guò)大；(2)氣閥啟閉不穩(wěn)定；(3)驅(qū)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不溫定；（4）壓力表氣源阻尼太小。*12往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)壓縮機(jī)熱力參數(shù)異常-溫度不正常溫度不正常包括壓縮機(jī)吸、排氣溫度過(guò)高，氣缸、軸承、活塞桿、機(jī)體等各部件過(guò)熱。前者屬于介質(zhì)在壓縮過(guò)程中的狀態(tài)不正常產(chǎn)生氣體溫度過(guò)高，帶來(lái)氣缸、閥門積炭、磨耗和零部件變形、損壞。后者發(fā)生過(guò)熱的原因是摩擦發(fā)熱過(guò)大，或者摩擦副潤(rùn)滑、冷卻狀態(tài)惡化。摩擦過(guò)熱情況可引起兩種后果：一是在較高溫度下使摩擦副加快磨損;二是熱量不斷積聚，直至燒毀摩擦表面.釀成重大事故。因此需要用測(cè)溫儀器或手摸、眼看等方法，加強(qiáng)對(duì)壓縮機(jī)各部位溫度監(jiān)測(cè)。溫度測(cè)量方法：機(jī)械或管道內(nèi)部溫度——玻璃溫度計(jì)、熱電偶、熱電阻

機(jī)械零部件、機(jī)體表面——半導(dǎo)體溫度計(jì)、紅外點(diǎn)溫計(jì)、紅外熱像儀等

軸承瓦壁溫度——埋入式熱電阻進(jìn)行監(jiān)測(cè)壓縮機(jī)主軸瓦溫度的允許范圍

往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*13往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)往復(fù)壓縮機(jī)故障分析1吸氣溫度高(1)排氣旁通閥向吸氣管漏氣；(2)吸氣閥漏氣；(3)級(jí)前冷卻器工作不正常。2排氣溫度高（1）吸氣很度偏高；(2)氣閥、活塞環(huán)漏氣(排氣閥漏氣對(duì)溫度影響最大)；(3)本級(jí)壓比偏高；(4)氣缸冷卻效果不好。壓縮機(jī)熱力參數(shù)異常-壓縮機(jī)各部位溫度不正常的原因*14往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)往復(fù)壓縮機(jī)故障分析3氣缸過(guò)熱(1)冷卻水供給不足；(2)吸、排氣閥漏氣；(3)級(jí)的壓比過(guò)高；(4)活塞支承環(huán)熱膨脹間隙太小產(chǎn)生抱缸；(5)氣缸與滑道對(duì)中不良，氣缸鏡面粗糙度不符合要求，氣缸拉傷。4軸承過(guò)熱(1)軸頸與袖瓦接觸不良；(2)軸承徑向、軸向間隙過(guò)小。主軸瓦的徑向間隙一般為（0.8-1）d，d為主軸頸直徑，mm)；(3)曲軸發(fā)生彎曲或扭曲；(4)潤(rùn)滑油不足或中斷，油污染，油牌號(hào)不對(duì)；(5)主軸與電動(dòng)機(jī)軸之間聯(lián)軸器不對(duì)中量太大。壓縮機(jī)熱力參數(shù)異常-壓縮機(jī)各部位溫度不正常的原因*15往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)往復(fù)壓縮機(jī)故障分析5活塞桿過(guò)熱(1)活塞桿與填料盒有偏斜，造成局部摩擦；(2)填料環(huán)的抱緊彈簧太緊，摩擦力太大；(3)填料環(huán)中有雜物，密封圈卡?。?4)活塞桿與填料環(huán)磨合不良；(5)無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)，活塞與填料函冷卻不良。壓縮機(jī)熱力參數(shù)異常-壓縮機(jī)各部位溫度不正常的原因*16往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)壓縮機(jī)熱力參數(shù)異常-工況改變對(duì)壓縮機(jī)主要參數(shù)的影響流程工業(yè)中的壓縮機(jī)常因工作參數(shù)的變化改變了壓縮機(jī)的工作條件、從而影響壓縮機(jī)的某些性能參數(shù)。經(jīng)常遇到的工藝參數(shù)變化有：壓縮機(jī)吸氣壓力變化、排氣壓力變化、以及各級(jí)吸氣溫度變化。這些參數(shù)的變化直接影響到壓縮機(jī)的各級(jí)壓力比、排氣終了壓力、排氣溫度、排氣量和功率消耗。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*17往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)壓縮機(jī)熱力參數(shù)異常-油路故障壓縮機(jī)油路包括油泵、注油器以及油路系統(tǒng)中的過(guò)濾器、冷卻器、管路壓力表等部分。故障主要表現(xiàn)在油壓偏低、偏高、油溫過(guò)高，油量不足，局部潤(rùn)滑不良，注油不正常等方面。油路系統(tǒng)的故障會(huì)引發(fā)機(jī)器摩擦、發(fā)熱、燒損、咬死等一系列間題，必須查明原因，及時(shí)處理。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*18往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)往復(fù)壓縮機(jī)故障分析1油壓偏低油泵供油量不足，可能是泵轉(zhuǎn)子間隙過(guò)大。磨損泄漏，油位太低，泵吸不上來(lái)；油路故障原因(2)潤(rùn)滑油污染，油泵過(guò)濾器堵塞；(4)油溫太高，油的粘度太低；(3)油壓調(diào)節(jié)閥(回油閥)漏油，油回流到油池；(5)各運(yùn)動(dòng)部件(如曲軸、連桿等處的摩擦圈〕間隙過(guò)大；(6)油管接頭處松動(dòng)漏油；(7)壓力表失靈。*19往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)往復(fù)壓縮機(jī)故障分析1油壓偏高(1)壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)部件因間隙太小、配合不良、氣缸和滑道表面粗糙或磨損等原因，摩擦發(fā)熱量過(guò)大；(2)徑向或軸向軸承故障(如巴氏合金脫落、嚴(yán)重磨損、咬軸辱)；(3)潤(rùn)滑油粘度過(guò)大，摩擦產(chǎn)生的功耗大，油溫升高；(4)潤(rùn)滑油壓力偏高；(5)潤(rùn)滑油冷卻效果不好(冷卻器小，水側(cè)結(jié)垢或曲軸箱散熱差)；(6)油過(guò)旅器堵塞等原因引起潤(rùn)滑油供應(yīng)不足；(7)潤(rùn)滑油太臟。油路故障原因*20往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)往復(fù)壓縮機(jī)故障分析1注油器壓力不足或油量不足(1)吸油過(guò)濾網(wǎng)堵塞或油管堵塞；(2)注油器柱塞與柱塞套孔磨損；(3)注油器的止逆閥不嚴(yán)密，供油量過(guò)少;(4)注油器調(diào)節(jié)不合適。油路故障原因*21往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)壓縮機(jī)主要零部件的機(jī)械故障1氣閥故障氣閥工作狀態(tài)的好壞是壓縮機(jī)技術(shù)發(fā)展的核心問(wèn)題之一，往復(fù)式壓縮機(jī)有60%以上的故障發(fā)生在氣閥上。據(jù)某石化公司對(duì)壓縮機(jī)的故障統(tǒng)計(jì)，氣閥故障引起的停機(jī)次數(shù)占總停機(jī)次數(shù)的85%以上。氣閥一旦發(fā)生故障，馬上影響壓縮機(jī)的產(chǎn)氣量，降低效率，浪費(fèi)能源。閥件破損后碎塊落人氣缸，引起氣缸拉毛，活塞和活塞環(huán)損壞，帶來(lái)更為嚴(yán)重的問(wèn)題。及時(shí)發(fā)現(xiàn)氣閥故障，診斷出氣閥發(fā)生故障的原因，采取合理的防治措施，對(duì)提高往復(fù)壓縮機(jī)的可靠性，減少停機(jī)損失將帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*22往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)壓縮機(jī)主要零部件的機(jī)械故障1氣閥故障往復(fù)式壓縮機(jī)為了提高產(chǎn)氣量，技術(shù)上的發(fā)展方向是高速、短行程。但是轉(zhuǎn)速提高后帶來(lái)的后果：一是在閥隙中的氣流速度增大。閥片兩側(cè)壓差上升，閥在開(kāi)啟和關(guān)閉過(guò)釋中對(duì)閥座和閥擋的沖擊速度、沖擊力增大，這使閥片受力情況惡化，磨損加劇;二是單位時(shí)間內(nèi)閥片對(duì)閥座和閥檔的沖擊次數(shù)增多，閥片和彈簧更快地發(fā)生疲勞破壞，這些問(wèn)題的解決需要在氣閥結(jié)構(gòu)上、閥片的動(dòng)力特性上和閥片、彈簧的材料上進(jìn)行研究。目前對(duì)氣閥的研究主要包括如下幾個(gè)方面：氣閥中流動(dòng)氣流壓力損失的研究；閥片材料沖擊應(yīng)力和疲勞強(qiáng)度的研究；閥片運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)模擬和計(jì)算機(jī)求解方法的研究；閥片彈簧磨損、斷裂故障診斷方法的研究。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*23往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)（1）氣閥故障原因氣閥故障，主要是閥片、彈簧破損，氣閥密封性差，閥片的開(kāi)啟時(shí)間和高度不對(duì)以及安裝中產(chǎn)生的問(wèn)題。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析(1)疲勞損壞——由于閥片承受著頻繁的撞擊載荷和彎曲交變載荷，閥片容易產(chǎn)生疲勞破壞。實(shí)際使用證明，閥片主要破壞形式是撞擊載荷引起的徑向斷裂。(2)閥片磨損——環(huán)狀閥片與導(dǎo)向塊工作面之間產(chǎn)生的摩擦磨損，可減弱閥片強(qiáng)度，降低使用壽命。磨損量過(guò)大時(shí)可能閥片可能卡死在導(dǎo)向塊上或者失去密封作用。環(huán)狀閥片在工作時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，將引起閥片邊緣磨損。(3)

介質(zhì)腐蝕——壓縮介質(zhì)本身有腐蝕性或介質(zhì)中含有水分，工作時(shí)沖刷閥片，破壞閥片表面保護(hù)膜，在閥片局部地方出現(xiàn)腐蝕麻點(diǎn)或空洞，引起應(yīng)力集中，產(chǎn)生腐蝕疲勞破壞。1閥片損壞*24往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)（1）氣閥故障原因氣閥故障，主要是閥片、彈簧破損，氣閥密封性差，閥片的開(kāi)啟時(shí)間和高度不對(duì)以及安裝中產(chǎn)生的問(wèn)題。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析(1)彈簧從閥片全閉到全啟，其載荷由預(yù)壓縮力變化到最大壓縮力，承受脈動(dòng)循環(huán)載荷，引起疲勞破壞。(2)彈簧變形時(shí)域彈簧孔壁發(fā)生摩擦磨損，強(qiáng)度下降而斷裂。(3)介質(zhì)對(duì)彈簧表面腐蝕，產(chǎn)生麻點(diǎn)、凹坑，引起應(yīng)力集中，加速?gòu)椈善谄茐摹?4)材質(zhì)不符合要求，彈簧的加工、熱處理有缺陷。2氣閥彈簧損壞*25往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)（1）氣閥故障原因氣閥故障，主要是閥片、彈簧破損，氣閥密封性差，閥片的開(kāi)啟時(shí)間和高度不對(duì)以及安裝中產(chǎn)生的問(wèn)題。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析(1)閥座密封面不平，表面粗糙度達(dá)不到要求。(2)密封面被碰傷。(3)閥片變形、破裂。(4)閥隙通道有異物卡住。(5)氣體溫度高，潤(rùn)滑油易變成碳渣卡住密封面。碳渣粘著在閥片和閥座上，使氣閥漏氣。(6)彈簧力過(guò)小。(7)彈簧端面與軸線不垂直。(8)閥座、閥片嚴(yán)重磨損。2氣閥漏氣*26往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)27分故障析：由潤(rùn)滑油過(guò)多造成的液擊和油粘滯，導(dǎo)致閥片疲勞損壞。機(jī)故障型：NuovoPignone機(jī)故障型：4HE/3氫氣壓縮機(jī)

故障現(xiàn)象：閥片最外圈三處斷裂，閥片表面故障現(xiàn)象：有積油。閥座、閥蓋槽道及表面故障現(xiàn)象：布滿積油。方故障案：采用抗油粘滯好的非金屬氣閥。常見(jiàn)故障實(shí)例——油粘滯（一）*27往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)28機(jī)故障型：沈氣氫氣壓縮機(jī)機(jī)故障型：

4M20-75/320分故障析：潤(rùn)滑油過(guò)多且較粘，造成液擊和油粘滯。故障現(xiàn)象：閥片發(fā)生鼠咬狀損壞。方故障案：采用抗油粘滯性很好的CT閥常見(jiàn)故障實(shí)例——油粘滯（二）*28往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)29機(jī)故障型：上海D-R氮?dú)鋲嚎s機(jī)

方故障案：改用流通性好、抗雜質(zhì)性能好的非金屬氣閥。故障現(xiàn)象：槽道堵塞，密封面有大量粉塵。分故障析：介質(zhì)較臟，造成泄漏嚴(yán)重，氣量不足。常見(jiàn)故障——閥堵塞(一)*29往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)30布滿粉塵和雜質(zhì)的氣閥常見(jiàn)故障——閥堵塞(二)*30往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)31常見(jiàn)故障——閥較臟機(jī)故障型：某氯堿廠THORMASSONC2053級(jí)SV閥環(huán)上有粉塵、雜質(zhì)彈簧內(nèi)堵塞雜質(zhì)閥座有污跡卸荷器襯套油污和雜質(zhì)被堵塞的閥蓋槽道方故障案：清洗氣閥，建議檢查管道，增加過(guò)濾。故障現(xiàn)象：閥上很臟，有雜質(zhì)、油污。分故障析：管道、介質(zhì)很臟。*31往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)32機(jī)故障型：某塑料部2PESULZER6B5A1.45方故障案：建議客戶關(guān)注油氣過(guò)濾器中潤(rùn)滑油的排放。2、3級(jí)氣閥被堵懷疑是工藝控方故障案：制有問(wèn)題，使高聚物在壓縮機(jī)內(nèi)提前產(chǎn)生。分故障析：1級(jí)進(jìn)口油氣過(guò)濾器清理不及時(shí)，潤(rùn)滑油與氣體一起進(jìn)入氣缸，低聚物與分故障析：油的混合物產(chǎn)生液擊。2、3排氣閥槽道被較硬的高聚物堵塞，彈簧孔也被分故障析：堵塞，無(wú)法自由運(yùn)行。故障現(xiàn)象：1級(jí)進(jìn)氣閥閥片斷裂；2、3級(jí)排氣閥溫度高常見(jiàn)故障——油與低聚物的混合物(三)*32往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)33常見(jiàn)故障——螺紋斷裂（一）機(jī)故障型：沈氣閃蒸氣壓縮機(jī)2D3.5-3.5/6.5-38.5機(jī)故障型：（主要介質(zhì)為CO、CO2等）分故障析：由于氣閥壓閥罩沒(méi)有壓緊，造成氣分故障析：閥在工作時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)和竄動(dòng)，使螺分故障析：母防松部位強(qiáng)度不足而發(fā)生斷裂。故障現(xiàn)象：裂。經(jīng)檢查，密封面表面光亮，外故障現(xiàn)象：二級(jí)排氣閥110GD螺母發(fā)生局部斷故障現(xiàn)象：緣有輕微的磨損。另該閥閥座側(cè)面故障現(xiàn)象：上銷脫落，銷口處變形厲害。方故障案：實(shí)行正確的氣閥安裝。*33往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)34常見(jiàn)故障——螺紋斷裂（二）故障現(xiàn)象：二級(jí)排氣閥105R，中心螺栓在定位銷處斷裂。閥座上的定位故障現(xiàn)象：銷也發(fā)生錯(cuò)位。機(jī)故障型：某空壓機(jī)LW-16/40分故障析：該機(jī)壓閥罩是與氣閥中心螺栓通過(guò)套筒連接。一旦壓閥罩?jǐn)Q分故障析：得太緊，螺栓將會(huì)被剪斷。方故障案：實(shí)行正確的氣閥安裝。*34往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)35常見(jiàn)故障——螺紋斷裂（二）分故障析：閥體上外圓有明顯的磨擦痕跡，應(yīng)是氣閥安裝不緊，在閥窩及分故障析：壓閥罩內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)所致。故障現(xiàn)象：同心閥30R/54C中心螺栓斷裂，閥片斷裂。方故障案：實(shí)行正確的氣閥安裝。*35往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)36分析：閥片的傾側(cè)運(yùn)動(dòng)造成閥片外周 發(fā)生斷裂。故障現(xiàn)象：2級(jí)排氣閥在使用兩個(gè)多月故障現(xiàn)象：后，發(fā)生閥片斷裂。方案：雙緩沖設(shè)計(jì)，減少傾側(cè)運(yùn)動(dòng)。常見(jiàn)故障——閥片外緣斷裂*36往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)37常見(jiàn)故障——液擊機(jī)故障型：華北制藥華盈公司氫壓機(jī)機(jī)故障型：重氣壓縮機(jī)V-3/15034C/19R（34C的彈簧片）方故障案：

減小注油量。故障現(xiàn)象：彈簧片呈現(xiàn)鼠咬狀損壞。分故障析：壓縮機(jī)注油量太大，造成液擊。*37往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)38由偏吹造成的“陰陽(yáng)臉”常見(jiàn)故障——偏吹*38往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)39常見(jiàn)故障——腐蝕（一）故障現(xiàn)象：因工藝控制失誤，使氣閥閥片遭受酸性腐蝕（HCL）機(jī)故障型：AtlasZEHN2GT32/18（某氟化工有限公司），機(jī)故障型：原配賀爾碧格法國(guó)氣閥分故障析：在正常流程中，介質(zhì)沒(méi)有腐蝕，以往使用記錄良好。方故障案：建議改善流程控制，氣閥不作修改。*39往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)40常見(jiàn)故障——腐蝕（二）因腐蝕造成的閥體“點(diǎn)蝕”*40往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)41常見(jiàn)故障——過(guò)濾器出現(xiàn)故障壓縮機(jī)：某石化廠JSW機(jī)

故障現(xiàn)象：過(guò)濾器出現(xiàn)故障，氣閥被融化的聚合物覆蓋。

*41往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)42常見(jiàn)故障——卸荷器問(wèn)題機(jī)故障型：廈門惠爾康A(chǔ)tlas40S60故障現(xiàn)象：閥片斷裂，卸荷器叉腳在槽道中轉(zhuǎn)動(dòng)，叉腳磨損了3mm方故障案：在閥上增加防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。分故障析：由于氣流的不穩(wěn)定導(dǎo)致叉腳轉(zhuǎn)動(dòng)。*42往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)43常見(jiàn)故障——氮?dú)庠囓噯?wèn)題機(jī)故障型：獨(dú)山子煉油廠沈氣機(jī)故障型：4M50-18/24-180-BX機(jī)故障型：（加氫裂化新氫壓縮機(jī)）卸荷器叉腳作用的地方。故障現(xiàn)象：3級(jí)進(jìn)氣閥閥片在有卸荷叉叉腳故障現(xiàn)象：作用的地方斷裂分故障析：在氮?dú)庠囓嚬r下，所需的卸分分故障析：荷力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氫氣工況下的卸荷分故障析：力。如果提供的卸荷力不足，閥分故障析：片將產(chǎn)生顫振，導(dǎo)致閥片斷裂。方故障案：建議客戶不要在氮?dú)夤r下卸荷。*43往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)(2)氣閥漏氣鑒別方法①在多級(jí)壓縮機(jī)中，若某一級(jí)排氣閥漏氣，排出氣缸的氣體又部分泄漏回氣缸，不僅使該級(jí)排氣溫度升高，排氣壓力下降，而且該級(jí)的排出氣量不足，使前級(jí)的排氣壓力上升。因此判別某級(jí)排氣閥是否漏氣，可測(cè)量該級(jí)閥蓋上的溫度是否升高，本級(jí)排氣壓力是否下降，前級(jí)排氣壓力是否上升的方法來(lái)識(shí)別。此外，還可以用金屬棒或泄漏檢測(cè)儀檢查。氣閥漏氣嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)出吱吱的聲音。②某一級(jí)吸氣閥漏氣，則該級(jí)吸氣閥部位溫度升高。同時(shí)由于該級(jí)吸人氣體又在壓縮過(guò)程中泄漏出去，使前級(jí)排氣壓力上升，而后面各級(jí)因吸人氣量不足，排氣壓力下降。因此同樣可用測(cè)量溫度、壓力和聲音的方法來(lái)判別。③如果第1級(jí)吸氣閥漏氣，則隨后各級(jí)氣量下降，各級(jí)排氣壓力也相應(yīng)下降，因此可從各級(jí)排氣壓力和氣量是否下降來(lái)加以辨別。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*44往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)（3）提高氣閥耐用性的措施a.校核閥片運(yùn)動(dòng)規(guī)律

各種壓縮機(jī)閥片在活塞運(yùn)動(dòng)過(guò)程中都有一定的開(kāi)啟時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間，因此有人想到，正常閥片的啟閉時(shí)間應(yīng)該符合一般統(tǒng)計(jì)規(guī)律.戴維斯根據(jù)大量氣閥使用結(jié)果.提出了一個(gè)判別氣閥可靠性的準(zhǔn)則。如圖所示，圖中有三個(gè)曲柄轉(zhuǎn)角參數(shù)θ1,θ2和θ3，它們都是從行程止點(diǎn)倒回過(guò)來(lái)度量的角度。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*45往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)由統(tǒng)計(jì)得到，當(dāng)與閥的特征角符合下列條件時(shí)，氣閥的壽命都比較長(zhǎng):式中——?dú)忾y假想關(guān)閉角，即假定無(wú)氣體推力時(shí)，閥片在彈簧力作用下，從全開(kāi)位置降落到閥座上所需時(shí)間對(duì)應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角，(。);

——關(guān)閉角。指閥片開(kāi)始脫離升程限制器，直到活塞到達(dá)止點(diǎn)的時(shí)間所對(duì)應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角，（。);

——開(kāi)啟角。指閥片在氣體推力作用下克服彈簧力到達(dá)全開(kāi)的瞬時(shí)位置開(kāi)始，到活塞運(yùn)動(dòng)止點(diǎn)這段時(shí)間所對(duì)應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角，(。)。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*46往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*47往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)建立這兩個(gè)可靠性準(zhǔn)則的主要意義在于用來(lái)分析和修正一些故障很多的氣閥。如果這些氣閥不符合該準(zhǔn)則，而且經(jīng)常出現(xiàn)故障時(shí)，處理的方法有:①調(diào)整關(guān)閉狀態(tài)時(shí)彈簧的預(yù)壓縮量;②調(diào)整彈簧的剛度系數(shù)K;③調(diào)整閥片升程h;④改變閥片厚度和設(shè)置緩沖片。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*48往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)b.改變氣閥結(jié)構(gòu)對(duì)于轉(zhuǎn)速較高的壓縮機(jī)，為了提高氣閥耐用期，需采用較小的閥片開(kāi)啟高度，這樣可以減小閥片的撞擊速度，確保氣閥及時(shí)關(guān)閉，改善氣閥的運(yùn)動(dòng)頻率特性。閥片開(kāi)啟高度降低后，氣閥的流通縫隙面積將減小，氣流阻力增大，補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ窃黾娱y座的通道數(shù)、采用多環(huán)窄通道氣閥。這樣既可增大氣流在閥隙中流通的面積，又可改善閥片的受力狀態(tài)。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析（3）提高氣閥耐用性的措施*49往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)c.調(diào)整彈簧力

提高閥片壽命的措施，除了降低閥片開(kāi)啟高度之外，還需要采用待性較硬的彈簧或變剛性彈簧。使閥片在開(kāi)啟過(guò)程中增加其緩沖能力。對(duì)于轉(zhuǎn)速較高的壓縮機(jī),閥片彈簧應(yīng)采用鋼絲直徑較粗、中徑較大，工作圈數(shù)較多，閥片全開(kāi)后總變形最較小的彈簧，這樣，彈簧的工作應(yīng)力就較小，耐用期較長(zhǎng)，同時(shí)因?yàn)殚y片的撞擊速度降低后閥片的壽命也得到了提高。但是氣閥彈簧力也不能過(guò)強(qiáng)，否則氣閥會(huì)過(guò)早關(guān)閉。彈簧力過(guò)強(qiáng)的極端情況.將導(dǎo)致氣閥產(chǎn)生振顫現(xiàn)象。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析（3）提高氣閥耐用性的措施*50往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)d.閥片邊緣倒圓角由于閥片的破壞主要是在撞擊載荷下由閥片邊緣開(kāi)始的徑向斷裂，所以閥片邊緣應(yīng)倒圓角，以消除產(chǎn)生在邊緣的應(yīng)力集中。如圖所示，對(duì)環(huán)狀閥片，倒圓角的半徑較小，一般取r=0.2~0.5mm.對(duì)于網(wǎng)狀閥片，由于破壞多數(shù)發(fā)生在外圈邊緣，因此在外緣應(yīng)倒大圓弧，一般取R=5~7mm.其余為小圓角。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析（3）提高氣閥耐用性的措施*51往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)e.改善閥片制造工藝

據(jù)資料介紹，閥片磨削的殘余應(yīng)力可達(dá)200MPa以上。閥片殘余應(yīng)力的存在將縮短閥片的使用壽命。為此可采用小磨削量，精磨后進(jìn)行補(bǔ)充回火處理。f.控制壓縮氣體中的油水含量

實(shí)際操作證明，壓縮氣體中油水含量較多時(shí)，閥片使用壽命迅速下降.因?yàn)樽⑷霘飧椎臐?rùn)滑油和氣體壓縮時(shí)析出的水分混合，流過(guò)氣閥時(shí)就粘附在閥座和閥擋上，閥片和密封口接觸時(shí)液膜產(chǎn)的附著力將阻礙閥片運(yùn)動(dòng)，引起閥片的開(kāi)啟和關(guān)閉滯后。當(dāng)閥片克服附著力而脫離密封口后.以很大加速度撞擊閥座或閥擋，從而降低了閥片的使用壽命。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析（3）提高氣閥耐用性的措施34C/19R（34C的彈簧片）*52往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)（4）氣閥故障診斷方法的研究氣閥故障主要表現(xiàn)為閥片損壞、彈簧折斷和氣閥漏氣方面，其實(shí)這三種故障常?；橐蚬?，閥片損壞可導(dǎo)致氣閥漏氣，彈簧折斷使得閥片對(duì)閥擋和閥座的沖擊速度和撞擊力增大，導(dǎo)致閥片碎裂。因此，利用閥片沖擊力的變化、氣閥有否產(chǎn)生泄漏等特征參數(shù)來(lái)判斷閥片和彈簧故障。是當(dāng)前研究利用振動(dòng)信號(hào)診斷氣閥故障的主要方法之一。監(jiān)測(cè)氣閥的故障信號(hào)，除了觀察壓縮機(jī)的熱力參數(shù)變化之外〔如壓縮機(jī)各級(jí)吸、排氣壓力變化、氣量變化、閥腔內(nèi)溫度變化以及壓力脈動(dòng)變化等)，更主要的是希望從氣閥工作過(guò)程中產(chǎn)生的動(dòng)力性能變化來(lái)診斷放障。目前對(duì)氣閥故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷的主要方法如下：往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*53往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)①在壓縮機(jī)氣閥閥蓋上用傳感器拾取振動(dòng)信號(hào)或噪聲信號(hào)，然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理和故障識(shí)別。②在氣閥閥室內(nèi)用位移傳感器拾取閥片運(yùn)動(dòng)規(guī)律信號(hào)，校核閥片運(yùn)動(dòng)規(guī)律。③引出氣缸的壓力，作出氣缸內(nèi)的P-V示功圖，從示功圖的變化上判別氣閥故障，④測(cè)量吸、排氣腔內(nèi)的脈動(dòng)壓力和溫度變化診斷氣閥故障。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*54往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)第①種方法使用很方便，不需要在閥體上開(kāi)孔安裝傳感器。但是在閥蓋上的測(cè)振傳感器接收到的信號(hào)中混有很多機(jī)器其他運(yùn)動(dòng)部件的信號(hào)，對(duì)信號(hào)的處理和識(shí)別難度較大，需要對(duì)各種型式的壓縮機(jī)進(jìn)行深人研究。第②種方法雖然能直接測(cè)到閥片的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而且還能得到閥片位移隨曲柄轉(zhuǎn)角或時(shí)間變化的關(guān)系，信號(hào)受環(huán)境的影響很少。但是對(duì)閥片位移測(cè)量需要在閥座或升程限制器上開(kāi)孔安裝傳感器，這在實(shí)際應(yīng)用中有一定困難。對(duì)閥片運(yùn)動(dòng)規(guī)律的測(cè)錄主要用來(lái)分析氣閥工作的好壞，指導(dǎo)氣閥的設(shè)計(jì)和改進(jìn)。第③種方法已在一些大型的、重要的壓縮機(jī)上獲得應(yīng)用，已有不少人設(shè)計(jì)出各種形式的氣缸壓力引出裝置，有些壓縮機(jī)出廠時(shí)已在機(jī)體上預(yù)留出氣缸測(cè)壓孔，可用來(lái)作氣缸示功圖的測(cè)量。利用示功圖來(lái)識(shí)別故障，對(duì)不同類型的壓縮機(jī)也需要作深入的研究分析，從正常和異常兩種情況的示功圖對(duì)比上確定對(duì)哪一類故障是敏感的。第④種方法對(duì)診斷氣閥故障的有效性還需作進(jìn)一步研究。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*55往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)

活塞桿故障往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞桿斷裂事故也較常見(jiàn)，據(jù)報(bào)道約占重大事故的25%左右，對(duì)于使用比較普遍的對(duì)稱平衡型壓縮機(jī)，活塞桿斷裂的事故率達(dá)到51.5﹪，在石化行業(yè)，重整氫氣壓縮機(jī)也屢有活塞桿斷裂事故發(fā)生?；钊麠U斷裂，不僅損壞活塞和氣缸，而且還由于其他零部件的連鎖性破壞，使易燃、易爆或有毒氣體向外泄漏，帶來(lái)人員傷亡、生產(chǎn)裝置毀壞等一系列嚴(yán)重事故，因此在操作中必須予以足夠重視?；钊麠U發(fā)生斷裂的地方多數(shù)是在活塞連接處與十字頭連接處，其原因如下。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*56往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)*57往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)①活塞桿的螺紋由于螺紋牙型圓角半徑小，應(yīng)力集中嚴(yán)重，容易在循環(huán)載荷下產(chǎn)生裂紋和斷裂。因此對(duì)大型壓縮機(jī)需用滾壓加工。用以消除應(yīng)力集中。②退刀糟、卸荷槽、螺紋表面的粗糙度達(dá)不到要求，容易產(chǎn)生表面裂紋。③活塞桿的材質(zhì)和熱處理有問(wèn)題，例如存在粗晶、魏氏體組織、偏析以及強(qiáng)度和塑性不符合要求:④連接螺紋松動(dòng)或連接螺紋的頂緊力不足。⑤某一級(jí)因其他故障原因而嚴(yán)重超載。⑥活寒桿跳動(dòng)量過(guò)大。⑦工藝氣體腐蝕。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*58往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)為了降低活塞桿與十字頭、活塞桿與活塞連接處的主應(yīng)力幅和螺紋根部嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象，德國(guó)BORSIG公司在國(guó)際上率先開(kāi)發(fā)了一種機(jī)械-液壓連接方式的技術(shù)，該技術(shù)的活塞桿端為無(wú)螺紋結(jié)構(gòu)，采用三次施加并釋放達(dá)150MPa的超高油壓，把活塞桿壓配人十字頭內(nèi)，便受力零件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，從而有效地降低大直徑活塞桿傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中螺紋根部存在嚴(yán)重的應(yīng)力集中問(wèn)題，極大地提高了活塞桿工作的可命性。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*59往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)連桿螺栓斷裂連桿螺栓是壓縮機(jī)最重要的零件之一。它的斷裂將造成嚴(yán)重事故.由于連桿螺栓在工作時(shí)承受很大的交變載荷和幾倍于活塞力的預(yù)緊力，因此對(duì)它不僅要求具有足夠的靜強(qiáng)度.更重要的是要有較高的耐疲勞能力。對(duì)其結(jié)構(gòu)形狀，應(yīng)力集申情況和裝配精度等方面都有嚴(yán)格要求。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*60往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)連桿螺栓斷裂連桿螺栓斷裂的原因如下.①連桿螺拴擰得太緊或太松。擰得太緊，螺拴承受過(guò)大拉力而折斷;擰得太松，工作時(shí)螺母松動(dòng)，連桿大頭瓦在連桿體內(nèi)晃動(dòng)，螺栓承受過(guò)大的沖擊力而折斷。因此擰緊螺母時(shí)要用扭力扳手按要求力矩上緊?；蛘哂脺y(cè)量螺栓伸長(zhǎng)量的方法來(lái)控制拉緊力。②開(kāi)口銷折斷引起連桿螺栓松動(dòng)、斷裂。③連桿螺栓疲勞斷裂。④連桿螺栓的材質(zhì)、鍛壓、熱處理、加工，探傷和裝配有問(wèn)題(特別要注意螺栓的過(guò)渡圓角、退刀槽、螺紋表面的粗糙度是否符合技術(shù)要求)。

往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*61往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)連桿螺栓斷裂連桿螺栓斷裂的原因如下.⑤連桿大頭瓦過(guò)熱，活塞卡住或超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。連桿螺栓因承受過(guò)大應(yīng)力而折斷。⑥運(yùn)動(dòng)部件出現(xiàn)故障，對(duì)連桿螺栓產(chǎn)生較大沖擊載荷(例如曲軸、十字頭、活塞桿斷裂)。⑦長(zhǎng)期使用達(dá)5000~8000h，未對(duì)連桿螺栓進(jìn)行磁粉探傷和殘余變形測(cè)量。如果螺栓有萬(wàn)分之一以上殘余變形者均應(yīng)報(bào)廢。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*62往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)十字頭鞋*63往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)

曲軸斷裂曲軸是壓縮機(jī)中傳遞動(dòng)力的重要運(yùn)動(dòng)件。由于承受較大的交變載荷和摩擦磨損，所以對(duì)疲勞強(qiáng)度和耐磨性要求較高。曲軸一旦斷裂，將使曲軸箱、連桿、十字頭或活塞等發(fā)生一系列連鎖性破壞。曲軸多數(shù)發(fā)生拐臂處斷裂，曲軸斷裂的原因如下。①壓縮機(jī)地基與電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降，使聯(lián)軸器嚴(yán)重不對(duì)中附加載荷。曲軸承受巨大的附加載荷②壓縮機(jī)超載或在緊急停機(jī)時(shí)產(chǎn)生的劇烈沖擊。③安裝不正確或工作中氣缸軸線發(fā)生變化，與曲軸軸線不垂直，使曲軸承受附加彎矩。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*64往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)*65往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)

曲軸斷裂曲軸斷裂原因④軸瓦在曲軸上裝配不良，支承面貼合不均，間隙過(guò)小，軸承發(fā)熱，軸頸拉溝、咬住或彎曲變形。⑤軸頸與曲拐過(guò)渡圓角是最嚴(yán)重的應(yīng)力集中點(diǎn)，該處最容易發(fā)生疲勞斷裂。圓角半徑一般取r=(0.05~0.09)d(d為曲拐軸直徑)，其表面粗糙度不大于0.4um如果過(guò)渡圓角不圓，表面粗糙，此處易產(chǎn)生裂紋而斷裂。⑥由于設(shè)計(jì)不合理、材質(zhì)不良、熱處理不合要求，探傷不及時(shí)等因素產(chǎn)生裂紋和斷裂。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*66往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)活塞卡住、咬住或撞裂活塞發(fā)生卡住、咬住或撞裂的原因：①潤(rùn)滑油質(zhì)量低劣，注油器供油中斷，發(fā)生干摩擦，因摩擦發(fā)熱，阻力增大被卡住、咬住。②氣缸冷卻水供應(yīng)不足或氣缸過(guò)熱狀態(tài)下突然通冷卻水強(qiáng)烈冷卻，使氣缸急劇收縮，(抱缸)，把活塞咬住。③氣缸帶液(例如，制冷壓縮機(jī)吸人蒸發(fā)器中的液體造成“沖缸”;壓縮機(jī)吸人氣體太潮濕，氣體被壓縮后有水分析出，發(fā)生氣缸“水擊），可撞裂活塞，甚至擊破氣缸。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*67往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)活塞卡住、咬住或撞裂活塞發(fā)生卡住、咬住或撞裂的原因：④氣缸與活塞間隙太小。⑤氣缸內(nèi)掉入活塞螺母、氣閥碎片等堅(jiān)硬物，活塞撞擊時(shí)碎裂。⑥活塞材質(zhì)不良、鑄件質(zhì)量低劣，強(qiáng)度達(dá)不到要求。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*68往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)*69往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)氣缸磨損*70往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)往復(fù)壓縮機(jī)故障分析(1)氣缸內(nèi)有異物，此時(shí)氣缸鏡面也有軸向的溝狀磨痕；(2)活塞環(huán)材質(zhì)不合適；(3)注油不適當(dāng)，包括注油孔位不適當(dāng)，壓縮機(jī)汽缸潤(rùn)滑油牌號(hào)錯(cuò)，

注油量偏少；(4)汽缸或缸套硬度偏低，汽缸鏡面易拉毛；(5)活塞環(huán)在環(huán)槽中的軸向間隙偏??；(6)活塞環(huán)開(kāi)口間隙小；(7)活塞環(huán)軸向高度和徑向?qū)挾瘸叽缙。?8)活塞環(huán)結(jié)構(gòu)型式不合理。1磨損過(guò)快——活塞環(huán)外圓有軸向拉毛呈溝槽狀活塞環(huán)故障*71往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)往復(fù)壓縮機(jī)故障分析(1)汽缸鏡面拉毛，活塞環(huán)也拉毛；(2)活塞環(huán)斷裂；(3)活塞環(huán)過(guò)量磨損；(4)活塞環(huán)開(kāi)口漏氣，聚四氟乙烯活塞環(huán)應(yīng)盡量采取搭接口、T形環(huán)或雙環(huán)結(jié)構(gòu)，減少環(huán)開(kāi)口處漏氣。1密封性能差——?dú)怏w向低壓級(jí)倒流，排氣壓力低活塞環(huán)故障*72往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)活塞環(huán)故障除造成活塞環(huán)壽命短和密封性能差的上述原因外，活塞桿的跳動(dòng)超差也是原因之一，尤其對(duì)高壓級(jí)活環(huán)影響很大。當(dāng)活塞環(huán)跳動(dòng)超過(guò)0.1mm時(shí)，就很難保證活塞環(huán)壽命。若跳動(dòng)超過(guò)0.2mm時(shí)，活塞環(huán)的壽命僅為跳動(dòng)值小于0.064mm的活塞環(huán)壽命的1/4～1/5。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*73往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)填料函故障

往復(fù)壓縮機(jī)故障分析1密封性能差——漏氣(1)密封圈的過(guò)量磨損；(2)密封圈拉伸彈簧彈力過(guò)小或斷裂；(3)密封圈軸向間隙不適合，間隙過(guò)大時(shí)填料竄氣（一級(jí)填料），間隙過(guò)小時(shí)密封圈不能隨活塞桿移動(dòng)，造成漏氣；(4)冷卻差，特別是聚四氟乙烯密封圈必須冷卻可靠；(5)注油量和油質(zhì)不合理；(6)活塞桿過(guò)量磨損；(7)錐形填料圈按錐角大小排列順序裝錯(cuò)位置；(8)聚四氟乙烯密封圈無(wú)防冷流設(shè)計(jì)；(9)聚四氟乙烯密封圈的配方、原材料、壓制和燒結(jié)工藝不合理，或?qū)?shí)際使用工況的適應(yīng)性差；(10)氣體不清潔，有異物進(jìn)入填料函；(11)密封圈磨損補(bǔ)償性能差；(12)填料函內(nèi)零件加工不合理，不符合圖形要求；(13)填料函組裝不合理；(14)活塞桿跳動(dòng)偏大。74往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)填料函故障

往復(fù)壓縮機(jī)故障分析1填料函發(fā)熱——活塞桿發(fā)熱、變色，填料函冒煙(1)塑料密封圈軸向間隙??；(2)密封圈設(shè)計(jì)不適合；(3)密封圈材質(zhì)差；(4)冷卻失效；(5)潤(rùn)滑失效；(6)密封圈與活塞桿未磨合；(7)聚四氟乙烯密封圈冷流嚴(yán)重，冷流的聚四氟乙烯進(jìn)入填料盒與活塞桿之間。75往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)*76往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)壓力切向環(huán)內(nèi)徑處杯槽印痕徑向環(huán)上阻流環(huán)印痕切向環(huán)阻流環(huán)徑向環(huán)徑向環(huán)切向環(huán)阻流環(huán)壓力×*77往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)*78往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)

壓縮機(jī)故障振動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)慣性力往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件是一整套曲柄連桿機(jī)構(gòu)，這套機(jī)構(gòu)在工作時(shí)既有加速和減速運(yùn)動(dòng)，又有旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)。壓縮機(jī)在工作負(fù)荷下，作用在活塞、連桿、十字頭和曲軸上的力有慣性力、氣體力和摩擦力。慣性力有兩種，即曲柄旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力和活塞、十字頭組件往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的往復(fù)慣性力，連桿運(yùn)動(dòng)時(shí)則兼有這兩種慣性力的作用。在這些力中，氣體力和摩擦力屬于機(jī)器的內(nèi)力，不會(huì)傳遞到基礎(chǔ)上去，只影響到機(jī)身、中體、缸體、缸蓋以及各運(yùn)動(dòng)零部件的受力狀況和機(jī)器的磨損和功耗狀況。

往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*79往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)

壓縮機(jī)故障振動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)慣性力但是旋轉(zhuǎn)慣性力、往復(fù)慣力、旋轉(zhuǎn)阻力矩都是隨曲柄轉(zhuǎn)角變化的自由力和力矩，它們作用于機(jī)體軸承座上，通過(guò)地腳螺栓傳給基礎(chǔ)，使基礎(chǔ)產(chǎn)生振動(dòng)。而基礎(chǔ)對(duì)機(jī)體的反作用力也同樣使機(jī)器產(chǎn)生振動(dòng)。另外從壓縮機(jī)的受力分析中可知，活塞力通過(guò)連桿，作用在曲軸上的一個(gè)垂直于氣缸軸線分力與十字頭作用在滑道上的側(cè)向力，構(gòu)成一個(gè)有使壓縮機(jī)傾倒趨勢(shì)的傾覆力矩，該力矩也是一個(gè)隨曲柄轉(zhuǎn)角而周期性變化的自由力矩，傳遞到基礎(chǔ)，也會(huì)引起基礎(chǔ)振動(dòng)。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*80往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)在壓縮機(jī)的幾個(gè)自由力及力炬中，慣性力的周期性變化是壓縮機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)的主要原因，下面簡(jiǎn)要介紹這兩種慣性力的形成。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*81往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)(1)活塞的位移、速度和加速度當(dāng)曲柄軸轉(zhuǎn)過(guò)α角時(shí)，連桿的擺角為，β活塞的位移量為令式中λ——稱為連桿的長(zhǎng)徑比，活塞式壓縮機(jī)的λ值一般在1/3.5~1/0.6范圍內(nèi)。因?yàn)橛疫叞炊?xiàng)式公式展開(kāi)，并略去人高次項(xiàng)可得則往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*82往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)對(duì)時(shí)間t求導(dǎo)數(shù)，可得活塞的運(yùn)動(dòng)速度

活塞運(yùn)動(dòng)的加速度為上式對(duì)時(shí)間t求導(dǎo)數(shù)往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*83往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)（2)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)慣性力和往復(fù)慣性力旋轉(zhuǎn)慣性力主要是由曲軸的質(zhì)量不平衡產(chǎn)生，另外連桿的剛體平面運(yùn)動(dòng)有一部分質(zhì)量可轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量.一部分轉(zhuǎn)化為往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。整個(gè)機(jī)械的旋轉(zhuǎn)慣性力可表示為式中mr一旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部分的總質(zhì)量、它包括由曲軸產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量和連桿大頭部分轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量；

r—曲柄旋轉(zhuǎn)半徑;

—曲柄旋轉(zhuǎn)角速度。旋轉(zhuǎn)慣性力引起機(jī)器的振動(dòng)像不平衡振動(dòng)一樣，產(chǎn)生每轉(zhuǎn)一次的轉(zhuǎn)速頻率振動(dòng)，這種振動(dòng)可以通過(guò)平衡方法把旋轉(zhuǎn)慣性力基本消除掉，即在旋轉(zhuǎn)‘慣性力所指的相反方向上施加平衡質(zhì)量。

往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*84往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣性力是由往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件的加速度產(chǎn)生。假定往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件的總質(zhì)量為ms(它包括了活塞組件和連桿小頭部分的轉(zhuǎn)化質(zhì)量)，則往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣性力為:上式中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣性力F;由兩部分組成:稱為一階往復(fù)慣性力，力的變化周期等于曲軸旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間，且在=時(shí)為最大，因此一階往復(fù)慣性力引起的振動(dòng)頻率為機(jī)器的轉(zhuǎn)速頻率。稱為二階往復(fù)慣性力，力的變化周期相當(dāng)于曲軸旋轉(zhuǎn)半周的時(shí)間，且在和時(shí)為最大，因此二階慣性力引起的振動(dòng)頻率為轉(zhuǎn)速頻率的2倍。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*85往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)幾種型式壓縮機(jī)的不平衡往復(fù)慣性力的大小和方位往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*86往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)

壓縮機(jī)故障振動(dòng)和不正常聲音(1)故障振動(dòng)往復(fù)式壓縮機(jī)由于存在旋轉(zhuǎn)慣性力、往復(fù)慣性力及力矩，將會(huì)引起機(jī)器和基礎(chǔ)的振動(dòng)。除了這種機(jī)械運(yùn)動(dòng)引起的振動(dòng)之外，往復(fù)式壓縮機(jī)由于間歇性吸氣和排氣，氣流的壓力脈動(dòng)還會(huì)引起管路振動(dòng)。如果氣流脈動(dòng)頻率恰好與氣柱或管道自振頻率相同，就會(huì)產(chǎn)生管道共振，這種共振將帶來(lái)嚴(yán)重的后果，不僅引起壓縮機(jī)和基礎(chǔ)、管道各連接部分松動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)窳压艿?。往?fù)壓縮機(jī)故障分析*87往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)往復(fù)式壓縮機(jī)故障振動(dòng)的部位及原因往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*88往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)壓縮機(jī)機(jī)體振幅的大小與機(jī)器的結(jié)構(gòu)型式有關(guān)，在同樣的激振力下。一般立式、臥式、移動(dòng)式的壓縮機(jī)振幅要大于角度式、固定式的壓縮機(jī)。中國(guó)現(xiàn)行《往復(fù)式壓縮機(jī)機(jī)械振動(dòng)測(cè)量與評(píng)價(jià)》標(biāo)準(zhǔn)(GB/T777-87)是通過(guò)對(duì)壓縮機(jī)機(jī)體外表面不同高度和不同方向上(X,Y、Z三個(gè)方向)進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量取其最大的振動(dòng)速度有效值作為壓縮機(jī)振動(dòng)烈度的評(píng)定值。振動(dòng)烈度的分檔方法見(jiàn)表4-10。表中各檔的比例是1：1.6,即每?jī)蓚€(gè)烈度的級(jí)差值為4dB。壓縮機(jī)按不同結(jié)構(gòu)型式分為四類，各類壓縮機(jī)的振動(dòng)烈度不允許超過(guò)規(guī)定的極限值。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*89往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)往復(fù)壓縮機(jī)故障分析壓縮機(jī)的振動(dòng)烈度〔GB/T7777-87)*90往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)往復(fù)壓縮機(jī)故障分析各類壓縮機(jī)的振動(dòng)烈度(GB/T7777-873*91往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)壓縮機(jī)的基礎(chǔ)振動(dòng)可引起基礎(chǔ)下沉，機(jī)器結(jié)構(gòu)部件損壞，與機(jī)器連接的管道振動(dòng)，管件損壞等一系列嚴(yán)重事故，因此對(duì)基礎(chǔ)的振幅有一定限止測(cè)量振動(dòng)大都采用測(cè)振儀。對(duì)于基礎(chǔ)振動(dòng)的測(cè)量，可用速度式傳感器;對(duì)于機(jī)體各部位振動(dòng)的測(cè)量可用速度式、加速度式傳感器。如果測(cè)出的振幅超過(guò)允許值，則需要根據(jù)上述所列各類可能發(fā)生的振動(dòng)原因?qū)ふ夜收?，否則帶病運(yùn)轉(zhuǎn)，將會(huì)加速機(jī)器的損壞或出現(xiàn)人身事故。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*92往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)(2)不正常聲音往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，各運(yùn)動(dòng)部件會(huì)發(fā)出有節(jié)奏的與轉(zhuǎn)速一致的正常響聲，有經(jīng)驗(yàn)的工人能從不同響聲中判斷出壓縮機(jī)運(yùn)行是否正常。當(dāng)響聲有刺耳的噪聲、撞擊聲和不規(guī)則的節(jié)奏時(shí)，他們可立即判定機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不正常，甚至能判斷故障發(fā)生的大致部位。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*93往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)往復(fù)式壓縮機(jī)故障聲音的部位及其原因

往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*94往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)利用壓縮機(jī)在運(yùn)行中發(fā)出的不正常聲音來(lái)判別故障，常用的監(jiān)測(cè)手段是用聽(tīng)棒測(cè)聽(tīng)機(jī)器各個(gè)部位，也可用機(jī)械故障聽(tīng)診器，它是利用加速度傳感器拾取的信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波、放大，通過(guò)耳機(jī)測(cè)聽(tīng)，比聽(tīng)棒有更高的靈敏度和信噪比。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*95往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)往復(fù)式壓縮機(jī)由于運(yùn)動(dòng)部件機(jī)構(gòu)復(fù)雜，零部件產(chǎn)生故障振動(dòng)和故障聲音是由多多種原因產(chǎn)生的，而且各種激勵(lì)力對(duì)機(jī)器外殼上某測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)響應(yīng)，由于傳輸途徑的干擾也往往難以識(shí)別故障。有些報(bào)道認(rèn)為，往復(fù)式壓縮機(jī)的故障頻譜圖不同于旋轉(zhuǎn)機(jī)械，它除了工頻成分之外，往往伴有許多高倍頻成分，而且它們的幅值也較高。高倍頻成分上的能量集中可能是反映出主軸承磨損、活塞撞擊、閥片碰撞等故障。因此對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)行故障振動(dòng)和故障聲音的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，相對(duì)其他旋轉(zhuǎn)機(jī)械來(lái)說(shuō)難度較大，故障診斷的研究工作開(kāi)展得還不很普遍，診斷方法多數(shù)還停留于依賴人的五官感覺(jué)，或者用一些簡(jiǎn)單的測(cè)試儀器。國(guó)內(nèi)外也有一些工廠和研究機(jī)構(gòu)注重對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究，已研制出有一定特色的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*96往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)例如，有些在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)能對(duì)機(jī)器進(jìn)行多測(cè)點(diǎn)、多參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)參數(shù)有壓縮機(jī)的氣體壓力、溫度、流量、油溫、振動(dòng)、位移，電動(dòng)機(jī)的電壓、電流、功率等。有些監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還輔以氣缸的示功圖監(jiān)測(cè)，閥片運(yùn)動(dòng)規(guī)律監(jiān)測(cè)，潤(rùn)滑油磨損顆粒監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)壓縮機(jī)運(yùn)行中是否發(fā)生氣缸下沉、活塞、活塞桿和填料磨損、氣閥損壞、主軸承磨損、曲軸不平衡和運(yùn)動(dòng)部件連接松動(dòng)等方面的故障。。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*97往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)往復(fù)壓縮機(jī)故障分析對(duì)稱平衡式空壓機(jī)故障振動(dòng)診斷某鋼鐵廠空壓機(jī)站有多臺(tái)2D12—100/8型空氣壓縮機(jī)，曾出現(xiàn)過(guò)多起一、二級(jí)汽缸十字頭連桿斷裂事故和基礎(chǔ)底腳螺栓松動(dòng)引起振動(dòng)的故障。該機(jī)型為2列、對(duì)稱平衡式，結(jié)構(gòu)布置如圖8所示。

(1)多臺(tái)壓縮機(jī)運(yùn)行期間，第一次監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)該型壓縮機(jī)的3號(hào)機(jī)比4號(hào)機(jī)在測(cè)振點(diǎn)①上的振動(dòng)值高出很多，其中H方向上高出4倍，V方向上高出1倍，A方向高出1倍多。從測(cè)振點(diǎn)①H方向的頻譜圖上可見(jiàn)，3號(hào)機(jī)的工頻成分幅值為2.1mm/s，三倍頻、5倍頻成分的幅值也非常高，而對(duì)比4號(hào)機(jī)同測(cè)點(diǎn)同方向上的工頻成分箱值，僅為0.4mm/s由此確定3號(hào)機(jī)存在故障。*98往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)往復(fù)壓縮機(jī)故障分析對(duì)稱平衡式空壓機(jī)故障振動(dòng)診斷由于測(cè)振點(diǎn)①位于靠聯(lián)軸節(jié)端的軸承座上，初步診斷為聯(lián)軸器對(duì)中不良或該端機(jī)座松動(dòng)。經(jīng)過(guò)檢查，發(fā)現(xiàn)曲軸箱靠電動(dòng)機(jī)端的底座地腳螺釘松動(dòng)情況嚴(yán)重，引起該處測(cè)點(diǎn)很到的振幅。停機(jī)后緊固地腳螺栓，振幅就大幅度下降。*99往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)4.2示功圖及閥片運(yùn)動(dòng)規(guī)律的測(cè)量與故障分析壓縮機(jī)示功圖顯示的故障示功圖的測(cè)量壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，氣缸內(nèi)的氣體體積和壓力是在不斷變化的，通常利用示功器觀察和記錄不同活塞位置或曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)氣缸內(nèi)部氣體壓力的變化，所得到的就是p-V示功圖。示功器的原理是把活塞移動(dòng)或曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)的位置信號(hào)(用行程S、曲軸轉(zhuǎn)角a或時(shí)間t)作橫坐標(biāo)，氣缸內(nèi)的壓力信號(hào)作縱坐標(biāo)，同時(shí)輸人到光線示波器等一類顯示或記錄裝置，然后描繪出氣缸內(nèi)壓力和活塞行程體積的關(guān)系曲線。示功圖的測(cè)量包括如下幾個(gè)部分:

①壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換;②曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)③轉(zhuǎn)速測(cè)量;④壓力標(biāo)定;⑤指示圖顯示。常用的示功器有機(jī)械式、氣電式和電子式往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*100往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)測(cè)試示功圖的微機(jī)系統(tǒng)往復(fù)壓縮機(jī)故障分析光電傳感器送出氣缸內(nèi)活塞止點(diǎn)信號(hào)(可在飛輪上某一相應(yīng)點(diǎn)貼上一條狀鋁箔紙，產(chǎn)生反光脈沖信號(hào)代替活塞止點(diǎn)位置)，此信號(hào)經(jīng)放大，一路送往數(shù)字轉(zhuǎn)速顯示儀測(cè)定轉(zhuǎn)速;*101往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)用示功圖判別壓縮機(jī)的幾種故障利用示功圖形狀變化，可以顯示壓縮機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、管道配置以及操作運(yùn)行中的故障和問(wèn)題。例如:測(cè)量壓縮機(jī)的指示功率，氣閥上的壓力損失和功率損失，氣缸余隙容積的大小，氣閥和管道截面積是否太小，氣閥、活塞環(huán)、密封填料是否泄漏.氣閥彈簧力過(guò)大或過(guò)小，以及閥片顫振、氣流脈動(dòng)等故障情況。故障的判別一般采用正常示功圖與不正常示功圖作對(duì)比的方式進(jìn)行。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*102往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)*103往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)*104往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)氣閥某些故障的示功圖形狀圖(f>、圖(g)圖(h)的吸、排氣線呈多次波動(dòng)狀態(tài)，分別表示閥片發(fā)生顫振、閥片升程高度太高和氣流壓力脈動(dòng)。三者情況有時(shí)較難區(qū)分，可以通過(guò)測(cè)量吸、排氣腔或管道中的動(dòng)態(tài)壓力，把氣流壓力脈動(dòng)情況區(qū)別開(kāi)來(lái)。而閥片顫振情況與升程高度是有聯(lián)系的，屬于哪一類故障原因較難區(qū)分。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*105往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)閥片運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線圖對(duì)一個(gè)性能良好的氣閥來(lái)說(shuō)，要求它在氣缸內(nèi)壓力超過(guò)排氣壓力或低于吸氣壓力時(shí)能夠迅速打開(kāi)，亦即氣流在閥上的壓力損失要小;當(dāng)閥片到達(dá)閥擋(升程限制器)時(shí)，沒(méi)有太多的反彈，能夠穩(wěn)定地貼在閥擋上;閥片在開(kāi)啟和關(guān)閉過(guò)程中波動(dòng)要小，關(guān)閉后不應(yīng)有多次開(kāi)啟現(xiàn)象;當(dāng)活塞到達(dá)上、下死點(diǎn)位置后，閥片能及時(shí)返回閥座。

當(dāng)運(yùn)行工況發(fā)生變化，氣流發(fā)生壓力脈動(dòng)，氣閥出現(xiàn)故障或者氣閥本身存在設(shè)計(jì)不合理等問(wèn)題時(shí)，上述要求就不能滿足了。氣閥產(chǎn)生的故障現(xiàn)象集中表現(xiàn)在閥片的啟閉運(yùn)動(dòng)上，因此測(cè)定閥片運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，可以幫助診斷氣閥故障，提高壓縮機(jī)效率。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*106往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)閥片運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線的測(cè)量測(cè)定氣閥閥片的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，亦即側(cè)量閥片在離開(kāi)閥座后的位移量隨曲柄轉(zhuǎn)角(或時(shí)間〕之間的變化關(guān)系。閥片位移量的檢測(cè)傳感器有光電式、電感式、電容式和電阻式等.與之相應(yīng)的測(cè)量方法就有光電法、電感法、電容法和電阻法等，往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*107往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)電感法測(cè)量中的非接觸式電感位移傳感器。原理是在閥座或閥擋上裝有電感線圈(其中一個(gè)為工作線圈4。另一個(gè)為補(bǔ)償線圈8，用以補(bǔ)償由溫度引起的誤差)。當(dāng)閥片作開(kāi)閉運(yùn)動(dòng)時(shí)，閥片1與線圈4之間產(chǎn)生相對(duì)位移。改變了線圈的磁通量，因而引起感抗的變化。通過(guò)交流電橋電路的調(diào)制，把電感量變化轉(zhuǎn)換為電壓變化，然后把電壓的變化信一號(hào)輸人放大器，經(jīng)過(guò)放大后進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣和記錄，便可得到閥片運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線。但是電感式位移傳感器是非線性的.即直接輸出的電壓信號(hào)與閥片位移量不成正比，為此需用一偏心輪作靜態(tài)標(biāo)定試驗(yàn)，標(biāo)定后的曲線才是真正的閥片位移量與時(shí)間或曲柄轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系圖

非接觸式電感位移傳感器1-閥片;2-閥座或升程限制器;3.-絕緣板。

4一工作線圈;5-線圈鐵心;6-安裝螺釘;7-鐵支架;8一補(bǔ)償線圈;9-鐵磁體外殼;11-引線鉚釘;12一引線往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*108往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)圖為閥片的運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線。圖中縱坐標(biāo)為閥片的開(kāi)啟高度，橫坐標(biāo)為時(shí)間(也可表示為活塞行程)。閥片運(yùn)動(dòng)曲線上各點(diǎn)的斜率表示閥片各運(yùn)動(dòng)階段在各個(gè)位置時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度。t1-閥片開(kāi)啟過(guò)程時(shí)間

a-c;t2-閥片全開(kāi)過(guò)程時(shí)間c-d;t3-閥片關(guān)閉過(guò)程時(shí)間d-e;t4-閥片全關(guān)過(guò)程時(shí)間

f-a;t5-閥片從開(kāi)啟到關(guān)閉終了經(jīng)過(guò)的時(shí)間a-e;t6-閥片從開(kāi)啟到第一次撞擊閥擋之間的時(shí)間a-b往復(fù)壓縮機(jī)故障分析ef*109往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)閥片開(kāi)啟過(guò)程的平均速度為h——閥片升程高度;t6——閥片從開(kāi)啟到第一次接觸閥擋的時(shí)間。閥片關(guān)閉過(guò)程的平均速度為式中t3——閥片關(guān)閉過(guò)程時(shí)間。某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度為往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*110往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)閥片運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線在故障診斷方面的作用（1)判斷閥片開(kāi)閉是否及時(shí)如果閥片滯后開(kāi)閉或開(kāi)閉時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則可能的故障原因有以下幾點(diǎn)。①?gòu)椈闪Σ缓线m。②閥座上帶有過(guò)多的油水，對(duì)閥片產(chǎn)生黏著作用，使閥片開(kāi)啟和關(guān)閉均發(fā)生滯后。例如，有一臺(tái)使用中的壓縮機(jī)，它的三級(jí)吸氣閥使用壽特別低.經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，二級(jí)油水分離器內(nèi)的油水總是排不干凈，而且液位經(jīng)常很高，由于油水被氣體帶人三級(jí)缸，引起三級(jí)吸氣閥損壞。后來(lái)在二級(jí)油水分離器上增添了一根排污管以后，分離器內(nèi)液位迅速下降，一級(jí)吸氣閥的使用壽命就有了明顯提高。③間隙通流面積太小，氣流阻力太大。④氣流存在壓力脈動(dòng)。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*111往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)(2〕判斷是否存在氣流壓力脈動(dòng)管路中或者壓縮機(jī)吸、排氣腔中存在氣流壓力脈動(dòng)，將會(huì)增加壓縮機(jī)的功率損失，降低效率?？s短氣閥壽命。氣流壓力脈動(dòng)在閥片運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線圖上不僅表現(xiàn)為閥片開(kāi)閉不及時(shí)，而且還出現(xiàn)大幅度的波動(dòng)、高頻率的顫振和多次開(kāi)啟現(xiàn)象。(3)判斷氣閥流通截面大小閥片運(yùn)動(dòng)曲線包圍的面積表示氣閥的實(shí)際通流能力，稱為“時(shí)間一截面”。閥片運(yùn)動(dòng)曲線的“時(shí)間一截面”太小，表示氣閥流通截面太小。氣流阻力大，相應(yīng)在氣閥上的壓力損失也大，往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*112往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)壓縮機(jī)氣閥閥片的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是氣缸內(nèi)壓力、管路壓力、氣閥彈簧力、閥片開(kāi)啟高度、閥片重量等綜合因素作用的結(jié)果。因此綜合研究分析各個(gè)作用力與氣閥彈簧力及氣閥運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，有助于查找氣閥故障的原因和選擇合適的氣閥彈簧。為了便于分析氣閥中的一些故障問(wèn)題，最好是把壓縮機(jī)示功圖上氣缸內(nèi)的壓力變化、管路內(nèi)的壓力變化以及閥片運(yùn)動(dòng)曲線畫在同一張圖上進(jìn)行比較，有利于對(duì)幾種典型故障作出判別。有關(guān)這方面的內(nèi)容還需要作深入的研究工作。往復(fù)壓縮機(jī)故障分析*113往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)壓縮機(jī)的氣流壓力脈動(dòng)與管道振動(dòng)氣流壓力脈動(dòng)引起的故障分析壓力脈動(dòng)的起因活塞式壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于吸氣、排氣是間斷性的，兩者交替著進(jìn)行;另外，活塞運(yùn)動(dòng)速度又是隨時(shí)間而變化的，這種現(xiàn)象就會(huì)引起管道內(nèi)氣流的不穩(wěn)定流動(dòng)，產(chǎn)生流體壓力脈動(dòng)。壓力脈動(dòng)會(huì)給壓縮機(jī)工作帶來(lái)不利影響，例如。可能使壓縮機(jī)級(jí)的指示功率增加;降低氣閥的使用壽命;使得排氣量增大或減小;破壞安全閥的嚴(yán)密性以及引起管道和設(shè)備很大振動(dòng).*114往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)

*115往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)壓縮機(jī)吸氣、排氣的間歇性，使管道內(nèi)氣流呈脈動(dòng)狀態(tài)，壓力隨時(shí)間的變化如圖所示。壓力脈動(dòng)的幅度大小，可用壓力不均勻度來(lái)表示，其定義為式中—脈動(dòng)最大壓力

—脈動(dòng)最小壓力

—平均壓力，=（+）。脈動(dòng)壓力的幅度是指偏離平均壓力的最大幅度，即（-）=*116往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)顯然，管道中壓力脈動(dòng)的不均勻度愈大，振動(dòng)頻率愈高，則振動(dòng)能量愈大，愈有可能對(duì)管道帶來(lái)破壞作用，尤其是氣流經(jīng)過(guò)管道彎頭、閥門、噴嘴等處，較大的壓力不均勻度將成為管道振動(dòng)的主要激振力。在管道各連接處產(chǎn)生的振動(dòng)應(yīng)力，又可能成為整個(gè)結(jié)構(gòu)疲勞破壞的重要原因。因此對(duì)使用中的管道，氣流壓力不均勻度要有一定限制。一般說(shuō)來(lái)，在壓縮機(jī)與緩沖器之間的管道內(nèi)，壓力不均勻度δ在5%~7%以下是合適的。對(duì)于進(jìn)氣管道和連接管道，許用值[δ]=4%~8%;對(duì)于排氣管道，許用值[δ]=2%~4%。排氣量大、壓力較高時(shí)取小值。圣波得堡化工機(jī)械研究院（原列寧格勒化工機(jī)械研究院)對(duì)大型對(duì)置式壓縮機(jī)的壓力不均勻度許用值提出的標(biāo)準(zhǔn)

*117往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)推薦，在管道內(nèi)的壓力不均勻度許用值[δ]（%)為:式中P0——管道內(nèi)氣體的平均絕對(duì)壓力，MPa。d——管道內(nèi)徑，m;f——激發(fā)頻率，Hz；，其中，m為激發(fā)諧波的主要階次（m=1,2,…..）n為壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min.氣缸與緩沖器之間的管道內(nèi)，壓力不均勻度許用值[δ](%〕為

——壓縮級(jí)的壓縮比*118往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)對(duì)于壓縮機(jī)外圍管道振動(dòng)，在某一振動(dòng)頻率范圍內(nèi)的總振幅，日本西南研究所作出了個(gè)容許的振動(dòng)基準(zhǔn)，這個(gè)基準(zhǔn)值可用下圖表示。管道振動(dòng)容許基準(zhǔn)

*119往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)氣柱固有頻率與氣柱共振現(xiàn)象

*120往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)氣柱固有頻率與氣柱共振現(xiàn)象管路系統(tǒng)內(nèi)所容納的氣體稱為氣柱。氣體像任何振動(dòng)物體一樣，具有一定的質(zhì)量，可以壓縮、膨脹，具有一定彈性、所以氣柱本身就像一個(gè)彈簧，在一定激發(fā)力作用下會(huì)發(fā)生振動(dòng)。壓縮機(jī)裝在管路的始端，活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)周期性地向管路吸氣、排氣，對(duì)管路中的氣柱產(chǎn)生激發(fā)力，引起氣柱振動(dòng)。氣柱是一個(gè)連續(xù)的彈性體.在接受了激發(fā)后，就把振動(dòng)能量以聲速向管道遠(yuǎn)方傳播。氣柱彈性系統(tǒng)本身，根據(jù)配管情況，管路始端、末端的邊界條件，有其自己的一系列固有頻率。對(duì)于簡(jiǎn)單管道，可由下面的基本方程導(dǎo)出多種邊界條件下的各階氣柱固有頻率。*121往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)圖4-15表示管道內(nèi)一氣柱，其截面積為A,任取一微段dx，其運(yùn)動(dòng)方程為:或式中u—微元體的脈動(dòng)速度;p—脈動(dòng)壓力;

—?dú)怏w平均密度。*122往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)根據(jù)連續(xù)性方程—單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)微元體的質(zhì)量等于質(zhì)量對(duì)時(shí)間的變化率，可得:微元體的微小密度變化是由壓力變化引起的，而壓力波是以聲速傳播，聲速的計(jì)算式由物理學(xué)中可知代入，可得*123往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)消去u對(duì)x和t的偏導(dǎo)數(shù)后可得稱為聲學(xué)波動(dòng)方程，其解為

(4-22)式中—?dú)庵逃袌A頻率;A,B—積分常數(shù)，由邊界條件確定。設(shè)微元體脈動(dòng)速度為將u與聲學(xué)波動(dòng)方程解代入運(yùn)動(dòng)方程，得*124往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)因此

(4-24)式(4-22)、式((4-24)為氣體微元體的壓力P和脈動(dòng)速度u的運(yùn)動(dòng)方程。從式中看出，p和u在給定位置點(diǎn)上在作諧振動(dòng)，它們的振幅是隨著位置的不同而不同。如果單獨(dú)研究各點(diǎn)的振幅，則由式(4-22)、式(4-24)可知（4-25）（4-26）管道端部的p和u值由該處的邊界條件決定，一個(gè)管道的聲學(xué)閉端是指該端P=1;u=0;聲學(xué)開(kāi)端是指該端p=0,u=1。下面分別用三種邊界條件求得簡(jiǎn)單管道的氣柱固有頻率。*125往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)①管道一端封閉(如壓縮機(jī)端)，另一端為開(kāi)口（如連接緩沖器、膨脹容器)。只要容器的容積大于管道容積的10倍以上，就可以把容器視為開(kāi)口端，根據(jù)研究，這樣處理得到的計(jì)算頻率，其誤差不超過(guò)4%。這類管道，在x=0處為閉端，以u(píng)=0。代人式(4-26)得B=0在x=l為開(kāi)口端。以p=0代入式(4-25)得式中A不能為零，因此

式中i—?dú)庵逃蓄l率的階次。當(dāng)i=1時(shí)，計(jì)算的頻率稱為基頻;當(dāng)i=3時(shí)，計(jì)算頻率稱為第二階固有頻率，余類推。

a—?dú)怏w聲速，;K—?dú)怏w絕熱指數(shù);R—?dú)怏w常數(shù)，J/kg·KT—?dú)怏w絕對(duì)溫度，K;l—管道長(zhǎng)度，m。*126往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)②兩端封閉的管道(如兩臺(tái)壓縮機(jī)并聯(lián),中間用管道連接)。在x=0處為閉端，以u(píng)=0代人式〔4-26)得B=0在x=l處為閉端.以u(píng)=0代人式(4-26)得因?yàn)锳不能為零，則氣柱固有頻率方程為或（4-28）*127往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)③兩端均為開(kāi)口的管道(如兩個(gè)大容器之間用管道連接)。管道在x=0處為開(kāi)口端，以P=0代人式(4-25)，得到A=0在x=l處也為開(kāi)口端，以P=0。代人式(4-25)得

=0同理，.當(dāng)B時(shí)，氣柱的固有頻率方程與式(4-28)相同。*128往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)復(fù)雜管道的氣柱固有頻率計(jì)算可借助計(jì)算機(jī)用轉(zhuǎn)移矩陣法求解。如圖(a)所示的管道系統(tǒng)可將其簡(jiǎn)化成圖(b)所示一系列管道元件組成的管系。管系元件的組成如下:

I等截面管子元件，1-2,3-4,5-6,7-8,9-10,11-12,13-14,15-16;II.體積元件，V1(2-3)、V2(8-9),V3(12-13);III.變截面管子元件，4-5,6-7;IV.流人點(diǎn)元件，10-11*129往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)管系又分為主線和支線。通常取氣流流動(dòng)的主方向?yàn)橹骶€，管系的支線通常是放空管道、旁通管道等。管系分解成各個(gè)元件以后，就需要確定管系的邊界條件，如活塞、關(guān)閉的閥門、急轉(zhuǎn)彎彎頭、盲板等這樣的端點(diǎn)邊界，被視為聲學(xué)閉端，邊界條件為u=0。儲(chǔ)氣罐、大緩沖器、接通大氣等這樣的端點(diǎn)邊界，被視為聲學(xué)開(kāi)端，邊界條件為p=0各個(gè)計(jì)算元件前、后邊界的p,u值是通過(guò)相應(yīng)元件的轉(zhuǎn)移矩陣來(lái)確定的。上一元件的后邊界即是下一元件的前邊界，這樣就可用下面的關(guān)系式把整個(gè)管系連接起來(lái):各元件的轉(zhuǎn)移矩陣是氣柱故有頻率的函數(shù)，故將始端和終端的邊界條件帶入就可計(jì)算得到氣柱的故有頻率。當(dāng)管道元件較多時(shí)，氣柱固有頻率方程只能寫成隱式格式，其解也只能借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行*130往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)*131往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng)管路中的氣柱是否會(huì)發(fā)生共振，還取決于氣流的激發(fā)頻率。壓縮機(jī)氣流的壓力脈動(dòng)波形并不是一種簡(jiǎn)諧波，而是包含了多種頻率成分的復(fù)合波形。可以通過(guò)諧波分析方法，把氣流脈動(dòng)波形分解為數(shù)階諧彼，其中幅值最大的諧波稱為主諧波。主諧波的頻率稱為激發(fā)主頻率，可用下式計(jì)算式中n—壓縮機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速，r/min.m—曲軸每旋轉(zhuǎn)一周,向管道吸氣或排氣的次數(shù)，對(duì)于單作用壓縮機(jī)，m=1;對(duì)于雙作用壓縮機(jī)，m=2*132往復(fù)式壓縮機(jī)故