活塞式高壓壓縮機的故障原因及對策分析

  壓縮機在運轉過(guò)程中，難免會(huì )出現一些故障，甚至事故。故障是指壓縮機在運行中出現的不正常情況，一經(jīng)排除壓縮機就能恢復正常工作，而事故則是指出現了破壞情況。兩者往往是關(guān)聯(lián)的，若碰到故障不及時(shí)排除便會(huì )造成重大事故。
    壓縮機是用來(lái)提高氣體壓力和輸送氣體的機械。從能量的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，壓縮機是屬于將原動(dòng)機的動(dòng)力能轉變?yōu)闅怏w壓力能的機器。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，壓力能的應用日益廣泛，使得壓縮機在國民經(jīng)濟建設的許多部門(mén)中成為必不可少的關(guān)鍵設備之一。壓縮機在運轉過(guò)程中，難免會(huì )出現一些故障，甚至事故。故障是指壓縮機在運行中出現的不正常情況，一經(jīng)排除壓縮機就能恢復正常工作，而事故則是指出現了破壞情況。兩者往往是關(guān)聯(lián)的，若碰到故障不及時(shí)排除便會(huì )造成重大事故。

    常見(jiàn)故障及其原因和措施
      ☆排氣溫度不正常 
    排氣溫度不正常是指其高于設計值。從理論上進(jìn)，影響排氣溫度增高的因素有：進(jìn)氣溫度、壓力比、以及壓縮指數（對于空氣壓縮指數K＝1.4）。實(shí)際情況影響到吸氣溫度高的因素如：中間冷卻效率低，或者中冷器內水垢結多影響到換熱，則后面級的吸氣溫度必然要高，排氣溫度也會(huì )高。氣閥漏氣，活塞環(huán)漏氣，不僅影響到排氣溫度升高，而且也會(huì )使級間壓力變化，只要壓力比高于正常值就會(huì )使排氣溫度升高。此外，水冷式機器，缺水或水量不足均會(huì )使排氣溫度升高。 

    ☆壓力不正常以及排氣壓力降低 
    壓縮機排出的氣量在額定壓力下不能滿(mǎn)足使用者的流量要求，則排氣壓力必然要降低，所要排氣壓力降低是現象，其實(shí)質(zhì)是排氣量不能滿(mǎn)足使用者的要求。此時(shí)，只好另?yè)Q一臺排氣壓力相同，而排氣量大的機器。影響級間壓力不正常的主要原因是氣閥漏氣或活塞環(huán)磨損后漏氣，故應從這些方面去找原因和采取措施。 

    ☆不正常的響聲 
    壓縮機若某些件發(fā)生故障時(shí)，將會(huì )發(fā)出異常的響聲，一般來(lái)講，操作人員是可以判別出異常的響聲的?；钊c缸蓋間隙過(guò)小，直接撞擊；活塞桿與活塞連接螺帽松動(dòng)或脫扣，活塞端面絲堵檜，活塞向上串動(dòng)碰撞氣缸蓋，氣缸中掉入金屬碎片以及氣缸中積聚水份等均可在氣缸內發(fā)出敲擊聲。曲軸箱內曲軸瓦螺栓、螺帽、連桿螺栓、十字頭螺栓松動(dòng)、脫扣、折斷等，軸徑磨損嚴重間隙增大，十字頭銷(xiāo)與襯套配合間隙過(guò)大或磨損嚴重等等均可在曲軸箱內發(fā)出撞擊聲。排氣閥片折斷，閥彈簧松軟或損壞，負荷調節器調得不當等等均可在閥腔內發(fā)出敲擊聲。由此去找故障和采取措施。 

    ☆過(guò)熱故障 
    在曲軸和軸承、十字頭與滑板、填料與活塞桿等摩擦處，溫度超過(guò)規定的數值稱(chēng)之為過(guò)熱。過(guò)熱所帶來(lái)的后果：一個(gè)是加快磨擦副間的磨損，二是過(guò)熱量的熱不斷積聚直致燒毀磨擦面以及燒抱而造成機器重大的事故。造成軸承過(guò)熱的原因主要有：軸承與軸頸貼合不均勻或接觸面積過(guò)??；軸承偏斜曲軸彎曲、扭；潤滑油粘度太小，油路堵塞，油泵有故障造成斷油等；安裝時(shí)沒(méi)有找平，沒(méi)有找好間隙，主軸與電機軸沒(méi)有找正，兩軸有傾斜等。

  ☆排氣量不足：
    排氣量不足是與壓縮機的設計氣量相比而言。主要可從下述幾方面考慮：
    1 進(jìn)氣濾清器的故障：積垢堵塞，使排氣量減少；吸氣管太長(cháng)，管徑太小，致使吸氣阻力增大影響了氣量，要定期清洗濾清器。
    2 壓縮機轉速降低使排氣量降低：空氣壓縮機使用不當，因空氣壓縮機的排氣量是按一定的海拔高度、吸氣溫度、濕度設計的，當把它使用在超過(guò)上述標準的高原上時(shí)，吸氣壓力降低等，排氣量必然降低。
    3 氣缸、活塞、活塞環(huán)磨損嚴重、超差、使有關(guān)間隙增大，泄漏量增大，影響到了排氣量：屬于正常磨時(shí)，需及時(shí)更換易損件，如活塞環(huán)等。屬于安裝不正確，間隙留得不合適時(shí)，應按圖紙給予糾正，如無(wú)圖紙時(shí)，可取經(jīng)驗資料，對于活塞與氣缸之間沿圓周的間隙，如為鑄鐵活塞時(shí)，間隙值為氣缸直徑的0.06／100～0.09／100；對于鋁合金活塞，間隙為氣徑直徑的0.12／100～0.18／100；鋼活塞可取鋁合金活塞的較小值。 
    4 填料函不嚴產(chǎn)生漏氣使氣量降低：其原因首先是填料函本身制造時(shí)不合要求；其次可能是由于在安裝時(shí)，活塞桿與填料函中心對中不好，產(chǎn)生磨損、拉傷等造成漏氣；一般在填料函處加注潤滑油，它起潤滑、密封、冷卻作用。 
    5 壓縮機吸、排氣閥的故障對排氣量的影響：閥座與閥片間掉入金屬碎片或其它雜物，關(guān)閉不嚴，形成漏氣。這不僅影響排氣量，而且還影響間級壓力和溫度的變化 ；閥座與閥片接觸不嚴形成漏氣而影響了排氣量，一個(gè)是制造質(zhì)量問(wèn)題，如閥片翹曲等，**是由于閥座與閥片磨損嚴重而形成漏氣。 
    6 氣閥彈簧力與氣體力匹配的不好：彈力過(guò)強則使閥片開(kāi)啟遲緩，彈力太弱則閥片關(guān)閉不及時(shí)，這些不僅影響了氣量，而且會(huì )影響到功率的增加，以及氣閥閥片、彈簧的壽命。同時(shí)，也會(huì )影響到氣體壓力和溫度的變化。 
    7 壓緊氣閥的壓緊力不當：壓緊力小，則要漏氣，當然太緊也不行，會(huì )使閥罩變形、損壞，一般壓緊力可用下式計算：p=kπ/4 D2P2，D2為閥腔直徑，P2為*大氣體壓力，K為大于1的值，一般取1.5～2.5，低壓時(shí)K＝1.5～2.0，高壓時(shí)K＝1.5～2.5。這樣取K，實(shí)踐證明是好的。氣閥有了故障，閥蓋必然發(fā)熱，同時(shí)壓力也不正常。 

    壓縮機的事故 

    ☆斷裂事故 
    曲軸斷裂：其斷裂大多在軸頸與曲臂的圓角過(guò)渡處，其原因大致有如下幾種：過(guò)渡圓角太小，r為曲軸頸) ；熱處理時(shí)，圓角處未處理到，使交界處產(chǎn)生應力集中；圓角加工不規則，有局部斷面突變；長(cháng)期超負荷運轉，以及有的用戶(hù)為了提高產(chǎn)量，隨便增加轉速，使受力狀況惡化；材質(zhì)本身有缺陷，如鑄件有砂眼、縮松等。此外在曲軸上的油孔處起裂而造成折斷也是可以看到的。 
    連桿的斷裂：有如下幾種情況：連桿螺釘斷裂，其原因有：連桿螺釘長(cháng)期使用產(chǎn)生塑性變形；螺釘頭或螺母與大頭端面接觸**產(chǎn)生偏心負荷，此負荷可大到是螺栓受單純軸向拉力的七倍之多，因此，不允許有任何微小的歪斜，接觸應均勻分布，接觸點(diǎn)斷開(kāi)的距離*大不得超過(guò)圓周的1/8即450 ；螺栓材質(zhì)加工質(zhì)量有問(wèn)題。 
    活塞桿斷裂：主要斷裂的部位是與十字頭連接的螺紋處以及緊固活塞的螺紋處，此兩處是活塞桿的薄弱環(huán)節，如果由于設計上的疏忽，制造上的馬虎以及運轉上的原因，斷裂較常發(fā)生。
    若在保證設計、加工、材質(zhì)上都沒(méi)有問(wèn)題，則在安裝時(shí)其預緊力不得過(guò)大，否則使*大作用力達到屈服極限時(shí)活塞桿會(huì )斷裂。在長(cháng)期運轉后，由于氣缸過(guò)渡磨損，對于臥式列中的活塞會(huì )下沉，從而使連接螺紋處產(chǎn)生附加載荷，再運轉下去，有可能使活塞桿斷裂，這一點(diǎn)在檢修時(shí)應特別注意。此外，由于其它部位的損壞，使活塞桿受到了強烈的沖擊時(shí)，都有可能使活塞桿斷裂。 
    氣缸、缸蓋破裂：主要原因：對于水冷式機器，在冬天運轉停車(chē)后，若忘掉將氣缸、缸蓋內的冷卻水放盡，冷卻水會(huì )結冰而撐破氣缸以及缸蓋，特別是在我國的北方地區，停車(chē)后必須放掉冷卻水；由于在運轉中斷水而未及時(shí)發(fā)現，使氣缸溫度升高，而又突然放入冷卻水，使缸被炸裂；由于死點(diǎn)間隙太小，活塞螺帽松動(dòng)，以及掉入缸內金屬物和活塞上的絲堵脫出等原因都會(huì )使活塞撞擊缸蓋，使其破裂。 

    ☆燃燒和爆炸事故 
    有油潤滑壓縮機中往往產(chǎn)生積碳問(wèn)題，這是我們所不希望的，因為積碳不僅會(huì )使活塞環(huán)卡在槽內，氣閥工作不正常以及使氣流信道面積減小增加阻力，而且在一定的條件下積碳會(huì )燃燒，導致壓縮機發(fā)生爆炸事故。因此，氣缸中的潤滑油不能供給太多，不能讓沒(méi)有經(jīng)過(guò)很好過(guò)濾，含有大量塵埃的氣體吸入氣缸，否則形成積碳與含有多量揮發(fā)物的氣體接觸導致爆炸。為要防止燃燒、爆炸發(fā)生，一定要計劃檢修，定期清洗儲氣罐和管道的油垢。 
    除此以外，引起壓縮機燃燒和爆炸事故還有如下操作方面的原因：壓縮機在用氫、氧、氮氫氣負荷試車(chē)之前，沒(méi)有用低壓的氮氣將空氣驅除干凈而引起爆炸。因缺乏操作知識，開(kāi)車(chē)后沒(méi)有打開(kāi)壓縮機到儲氣罐的閥門(mén)，致使排氣壓力急劇升高導致爆炸。因此，要防止這類(lèi)事故發(fā)生，開(kāi)車(chē)前必須熟悉操作規程，開(kāi)車(chē)后，密切注意壓力表數值。在一般中小型壓縮機中，*好將壓縮機到儲氣罐這段管路上的閘閥取消，只留下逆止閥即可。此外，對壓縮機操作工應進(jìn)行上崗前的培訓。 
    由于壓縮機高壓級氣閥不嚴密，使高壓高溫的氣體返回氣缸，在排氣閥附近產(chǎn)生高溫，當有積碳存在時(shí)，即會(huì )引起爆炸。為避免事故，此時(shí)必須檢修排氣閥、檢查漏氣部位，消除故障