往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥故障的原因分析及解決

往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥故障的原因分析及解決摘要：往復(fù)式壓縮機(jī)是目前我國(guó)石油化工等能源加工企業(yè)中使用最廣泛的一種機(jī)械設(shè)備，具有高效率、高性能、高度可靠等優(yōu)點(diǎn)，能有效解決能源的泄漏問(wèn)題。往復(fù)式壓縮機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以在一定程度上監(jiān)控機(jī)身運(yùn)行的故障，并預(yù)防或減少流通介質(zhì)的泄漏情況。在故障原因分析過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，往復(fù)式壓縮機(jī)故障的大部分原因出現(xiàn)在氣閥。因此，化工裝置生產(chǎn)操作及運(yùn)行維護(hù)人員必須熟悉和了解往復(fù)式壓縮機(jī)出現(xiàn)氣閥故障的具體原因，進(jìn)而及時(shí)找到故障的原因并修復(fù)，保障裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。關(guān)鍵詞：往復(fù)式壓縮機(jī)；氣閥；故障分析；預(yù)防措施引言往復(fù)式壓縮機(jī)在機(jī)械行業(yè)、石油行業(yè)以及化工行業(yè)中都有著廣泛應(yīng)用，并且承載著保證生產(chǎn)安全穩(wěn)定的重要任務(wù)，因此，降低其故障發(fā)生概率，在短時(shí)間內(nèi)快速處理故障是至關(guān)重要的內(nèi)容。根據(jù)過(guò)往應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，往復(fù)式壓縮機(jī)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)故障，繼而對(duì)正常的生產(chǎn)流程造成負(fù)面影響，這就需要工作人員在日常工作時(shí)，針對(duì)故障做好相應(yīng)的處理。1氣閥的結(jié)構(gòu)與原理壓縮機(jī)氣閥一般由閥座、閥蓋、閥片、緩沖片、彈簧、定位銷、導(dǎo)向環(huán)、升程限位器、固定螺栓等部位組成。按照閥片形式一般分為網(wǎng)狀閥、環(huán)狀閥及蘑菇閥，按照氣閥功能主要分為進(jìn)氣閥和排氣閥。壓縮機(jī)活塞每完成一個(gè)沖程，進(jìn)排氣氣閥各自打開(kāi)關(guān)閉一次，從而完成氣體吸氣、膨脹、壓縮、排氣4個(gè)工作過(guò)程，進(jìn)而開(kāi)始下一個(gè)工作循環(huán)。目前，絕大多數(shù)往復(fù)式壓縮機(jī)的氣閥，都是利用氣閥前后形成的氣體壓差克服氣閥彈簧力而自行開(kāi)啟的自動(dòng)閥。當(dāng)氣閥前后壓差大于彈簧力時(shí)，氣閥開(kāi)啟；當(dāng)氣閥前后壓差小于氣閥彈簧力時(shí)，氣閥關(guān)閉。2往復(fù)式壓縮機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀往復(fù)式壓縮機(jī)也可以稱為變?nèi)菔綁嚎s機(jī)，由空氣壓縮機(jī)發(fā)展而來(lái)，運(yùn)作原理較為相似，都是借助氣缸內(nèi)的活塞進(jìn)行運(yùn)作以完成壓縮過(guò)程。往復(fù)式壓縮機(jī)中含有多個(gè)彈簧式閥門，并且均勻的分布在氣缸上，借助閥門兩側(cè)的氣壓差完成壓縮和排放，缸內(nèi)壓力大于外界時(shí)，排氣閥門打開(kāi)，反之，進(jìn)氣閥門打開(kāi)。往復(fù)式壓縮機(jī)因其自身的性能在石油工業(yè)建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，在實(shí)際發(fā)展過(guò)程中，做出了突出貢獻(xiàn)，但在實(shí)際使用過(guò)程中也發(fā)生了一些故障，對(duì)工程作業(yè)的進(jìn)程造成了嚴(yán)重的負(fù)面影響，最常見(jiàn)的有三種，分別為氣閥故障、冷卻水問(wèn)題、活塞環(huán)故障。造成這些故障的原因有很多，以氣閥故障為例，作為往復(fù)式壓縮機(jī)中最常見(jiàn)的故障問(wèn)題，根據(jù)某企業(yè)不完全統(tǒng)計(jì)，其內(nèi)部往復(fù)式壓縮機(jī)故障數(shù)據(jù)中，氣閥故障次數(shù)占比2/3。氣閥故障可以進(jìn)一步細(xì)分為閥片故障、彈簧故障，閥片在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)磨損，從而無(wú)法充分發(fā)揮出自身作用，進(jìn)而就會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題的出現(xiàn)，而彈簧也是在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作后出現(xiàn)疲勞，彎曲應(yīng)力和扭矩周期就會(huì)發(fā)生變化，最終導(dǎo)致故障問(wèn)題出現(xiàn)。另外，氣缸之間縫隙過(guò)大、潤(rùn)滑油質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等因素也會(huì)導(dǎo)致一些故障問(wèn)題的出現(xiàn)。3往復(fù)式壓縮機(jī)發(fā)生氣閥故障的原因分析往復(fù)式壓縮機(jī)的氣閥故障原因非常復(fù)雜，任何一個(gè)小小的故障都有可能造成整個(gè)壓縮機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)、中斷能源輸送。氣閥是往復(fù)式壓縮機(jī)的主要易損件之一，也是其運(yùn)行過(guò)程中最為關(guān)鍵的一個(gè)機(jī)械部件，相關(guān)技術(shù)人員必須對(duì)氣閥進(jìn)行密切監(jiān)控。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，氣閥故障是往復(fù)式壓縮機(jī)故障的最主要現(xiàn)象。因此，相關(guān)技術(shù)人員必須對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥進(jìn)行深入研究，熟知其具體結(jié)構(gòu)和原理。氣閥主要由閥座、升程限制器、彈簧、閥片以及將它們組合為一體的螺栓和螺母等。在壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，活塞每上、下往復(fù)運(yùn)運(yùn)一次，吸氣閥和排氣閥的就各自啟閉一次，往復(fù)式壓縮機(jī)就完成吸氣、壓縮和排氣等工作過(guò)程。氣閥質(zhì)量及工作性能的優(yōu)劣，直接影響著往復(fù)式壓縮機(jī)的輸氣量、功率損耗、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性。氣閥損壞的主要形式有氣閥零件的機(jī)械性損壞、腐蝕、磨損等，其中最容易損壞的結(jié)構(gòu)部件是彈簧與閥片。一旦氣閥發(fā)生故障，往復(fù)式壓縮機(jī)就要倒車、做停車處理，進(jìn)行故障檢查和修復(fù)，嚴(yán)重影響化工生產(chǎn)裝置的運(yùn)行。4氣閥故障預(yù)防措施4.1提高設(shè)計(jì)能力設(shè)計(jì)壓縮機(jī)氣閥時(shí)，要全面掌握氣閥使用工況、現(xiàn)場(chǎng)條件、參數(shù)要求以及后期預(yù)測(cè)，合理選擇氣閥結(jié)構(gòu)及材料，并對(duì)設(shè)計(jì)的氣閥進(jìn)行復(fù)核，檢查其是否滿足現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)以及工況要求，對(duì)設(shè)計(jì)不合理的情況及時(shí)修正，按新數(shù)據(jù)重新設(shè)計(jì)。4.2研究和改善氣閥的基本構(gòu)造為了提高往復(fù)式壓縮機(jī)的使用年限，專業(yè)技術(shù)人員必須熟悉每一個(gè)往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥的基本構(gòu)造?？蒲袌F(tuán)隊(duì)還要在此基礎(chǔ)上對(duì)氣閥進(jìn)行研究，提高氣閥的各個(gè)性能。技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，采用精、小的氣閥門片可以減少其速度，提高氣閥門的阻力過(guò)程，這在一定程度上可以提高能源氣體的運(yùn)輸過(guò)程。4.3對(duì)介質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理保持介質(zhì)進(jìn)入前的純凈性和穩(wěn)定性，如保持供氣壓力的穩(wěn)定，減少波動(dòng)；增設(shè)分離效果更好的分離器或過(guò)濾器，定期或者根據(jù)介質(zhì)差壓更換或者清理過(guò)濾器濾芯，及時(shí)排污，及時(shí)脫除液體及固定雜質(zhì)，提高介質(zhì)純凈度等。4.4提高往復(fù)式壓縮機(jī)的彈性能力研究發(fā)現(xiàn)，改變往復(fù)式壓縮機(jī)的彈簧片可以有效提高其彈性能力，從而增加氣閥的使用年限，大大減少往復(fù)式壓縮機(jī)的沖擊力。因?yàn)橥鶑?fù)式壓縮機(jī)氣閥需要一定的彈性支持，所以提高往復(fù)式壓縮機(jī)的彈性能力，也是減少氣閥故障的一個(gè)有效措施。4.5做好安裝維護(hù)工作裝配前進(jìn)行清洗，將閥座、閥蓋等配件清洗干凈；配件檢查時(shí)要仔細(xì)檢查閥座密封面，以及閥片、緩沖片、彈簧等配件，密封面不好的要研磨或者更換，原則上是閥片、緩沖片、彈簧同時(shí)更換；彈簧和閥片裝入后，應(yīng)按壓幾次閥片檢查是否靈活；閥片和彈簧不應(yīng)有卡阻和歪斜現(xiàn)象；緊固氣閥嚴(yán)格按照扭矩標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)要保證閥座和閥蓋之間的可靠夾緊，不允許有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，否則會(huì)引起閥片或者緩沖片移位；組裝后的氣閥必須進(jìn)行氣密性測(cè)試，檢查其是否合格。4.6改良?xì)忾y工藝通過(guò)技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，氣閥片出現(xiàn)故障的原因主要是因?yàn)槠淠湍p性能較差。長(zhǎng)時(shí)間的能源輸送，難免會(huì)出現(xiàn)磨損的狀況，從而使其使用壽命大大減小。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的摸索，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)改良?xì)忾y工藝可以提高氣閥片的耐磨力。對(duì)氣閥進(jìn)行精細(xì)的改良，減少其磨損和殘余應(yīng)力，可以大大提高其使用壽命。同時(shí)，為了有效提升氣閥使用壽命，針對(duì)其改良上采取調(diào)小閥片開(kāi)啟高度來(lái)降低其撞擊力量，還可以適當(dāng)增加閥座通道數(shù)、達(dá)到減小往復(fù)式壓縮機(jī)閥片開(kāi)啟高度，這樣就能確保其閥隙獲取較為理想流通面積。4.7氣閥故障的處理措施當(dāng)有關(guān)工作人員發(fā)現(xiàn)往復(fù)式壓縮機(jī)振動(dòng)信號(hào)和參數(shù)數(shù)值存在異常波動(dòng)，或者氣缸發(fā)出怪聲，要立即對(duì)氣缸進(jìn)行全方位檢查，先對(duì)氣缸內(nèi)部進(jìn)行清理，判斷氣閥內(nèi)是否存在異物或是否存在損壞，從而更換新的氣閥。如果氣閥沒(méi)有問(wèn)題，還要查看氣閥的縫隙，調(diào)整縫隙大小，讓其可以正常運(yùn)行。彈簧故障同理，可更換彈簧，來(lái)解決故障問(wèn)題。比如，南京某化工企業(yè)每三個(gè)月都會(huì)更換一次氣閥片和彈簧，并且對(duì)氣缸進(jìn)行清洗，確保往復(fù)式壓縮機(jī)可以正常運(yùn)行。需要注意的是，如果在分別采取了上述措施后，依然存在數(shù)據(jù)異?；蛘哒駝?dòng)信號(hào)異常的問(wèn)題，要對(duì)進(jìn)排氣閥進(jìn)行更換，或者檢查其內(nèi)部的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，從根本上解決故障問(wèn)題。結(jié)束語(yǔ)氣閥是往復(fù)式壓縮機(jī)最重要的零部件之一，氣閥出現(xiàn)故障則會(huì)影響壓縮機(jī)整體工作，因此要求在日常運(yùn)行中做到精心巡檢、精細(xì)操作、精準(zhǔn)維護(hù)，預(yù)防為主、維修在后，確保壓縮機(jī)安穩(wěn)長(zhǎng)滿優(yōu)運(yùn)行，確保裝置的安全平穩(wěn)生產(chǎn)。通過(guò)近幾年的統(tǒng)計(jì)，根據(jù)不同的工況，合理制定修保規(guī)程，嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，做好預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)，可使氣閥使用壽命延長(zhǎng)50%。參考文獻(xiàn)[1]王勇.往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥故障診斷方法研究[D].石河子大學(xué),2019.[2]尹志剛.往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥失效原因分析及解決措施[J].石化技術(shù),2019,26(09):334-335