往復(fù)式壓縮機(jī)的維修方法及技巧
2023-07-28隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，往復(fù)式壓縮機(jī)在工業(yè)上應(yīng)用也是越來越廣泛，在設(shè)備實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中, 能夠準(zhǔn)確的早期預(yù)報和診斷所隱含的故障，這樣可以使壓縮機(jī)在不分解的情況下準(zhǔn)確判斷出故障的部位, 借助或依靠先進(jìn)的傳感器技術(shù)和動態(tài)測試技術(shù)及計算機(jī)信號處理技術(shù), 分析設(shè)備中異常的部位和原因, 對于減少和防止事故的發(fā)生, 提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益, 起到極大的促進(jìn)作用。
一、往復(fù)式壓縮機(jī)診斷方法的研究現(xiàn)狀
在工業(yè)上被廣泛使用機(jī)械是往復(fù)式壓縮機(jī)，因?yàn)榈街两駷橹?，對它的故障診斷都是比較復(fù)雜的，所以國內(nèi)外學(xué)者一直以來都很關(guān)注于它的研究。在國外，美國學(xué)者曾經(jīng)利用氣缸內(nèi)側(cè)的壓力信號圖像判斷氣閥故障及活塞環(huán)的磨損;捷克學(xué)者根據(jù)對千余種不同類型的壓縮機(jī)建立了常規(guī)性參數(shù)數(shù)據(jù)庫，確定評定參數(shù)，以判斷壓縮機(jī)的工作狀態(tài)等。在國內(nèi)，有些專家對往復(fù)式壓縮機(jī)的缸蓋振動信號進(jìn)行過簡單的分析，也有人在缸蓋振動信號對缸內(nèi)氣體壓力的影響方面進(jìn)行過研究。有些學(xué)者在壓縮機(jī)的常規(guī)性能參數(shù)的監(jiān)測和控制方面做了大量的工作，就是為了能夠改變目前壓縮機(jī)操作人員用耳聽、眼看，憑借經(jīng)驗(yàn)判斷故障的局面，而是有實(shí)際強(qiáng)有力的證據(jù)得到的檢測結(jié)果。
然而，由于往復(fù)式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，根據(jù)當(dāng)前的研究狀況以及研究資料表明，我們需要完善計算機(jī)技術(shù)和人工智能領(lǐng)域的專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的初步使用，使在故障診斷技術(shù)領(lǐng)域能夠有一套像旋轉(zhuǎn)機(jī)械那樣成熟的、得到人們普遍認(rèn)可和廣泛應(yīng)用的診斷系統(tǒng)，以供選擇并獲得往復(fù)式壓縮機(jī)工作狀態(tài)的有效特征參數(shù)。僅僅采取先憑經(jīng)驗(yàn)或設(shè)想去確定和試湊特征參數(shù)，然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法是不充分的，且不能找出優(yōu)特征參數(shù)，與實(shí)際的應(yīng)用還是有一定的出入的，這同往復(fù)式壓縮機(jī)在工業(yè)中的重要地位是不相稱的。
二、往復(fù)式壓縮機(jī)熱力性能的故障及機(jī)理
（一）常見往復(fù)式壓縮機(jī)熱力性能故障類型及起因是各種各樣的，從相關(guān)資料和研究中可知造成往復(fù)式壓縮機(jī)熱力故障的主要原因?yàn)樘盍虾蜌忾y等易損件的損壞。填料函的故障大大降低了排氣量、使得壓比失調(diào)等。統(tǒng)計資料表明, 氣閥故障占往復(fù)式壓縮機(jī)故障總數(shù)的60%，氣閥故障可導(dǎo)致壓比失調(diào)、排氣溫度增高、排氣量降低等, 嚴(yán)重時甚至可拉毛氣缸導(dǎo)致機(jī)組報廢。在實(shí)際生產(chǎn)中, 現(xiàn)場操作人員常根據(jù)它來進(jìn)行診斷。
（二）往復(fù)式壓縮機(jī)機(jī)械功能的故障及機(jī)理
常見往復(fù)式壓縮機(jī)機(jī)械性能故障類型及起因也是多方面的。在生產(chǎn)過程中典型的機(jī)械故障有閥片碎裂、十字頭及活塞桿斷裂、活塞環(huán)斷裂、汽缸開裂、汽缸和汽缸蓋破裂、曲軸斷裂、連桿斷裂和變形、連桿螺栓斷裂、活塞卡住與開裂、機(jī)身斷裂和燒瓦、電機(jī)故障等。實(shí)踐證明, 氣閥故障的診斷在往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷中是很重要的, 但活塞桿斷裂、裂紋事故也較常見。由于運(yùn)動件較多, 大多數(shù)還是機(jī)械性能故障。
三、往復(fù)式壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷方法及原理和技術(shù)特點(diǎn)
往復(fù)式壓縮機(jī)是一種復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備，其狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的技術(shù)手段和方法也是很多的，通常采用的是在線間接診斷方法，即通過二次診斷信息來間接判斷其中關(guān)鍵零部件的狀態(tài)變化。常見的方法有:直觀檢測、熱力性能參數(shù)監(jiān)測、振動噪聲監(jiān)測、潤滑油液分析、專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。
（一）直觀檢測
壓縮機(jī)操作人員僅用耳聽、眼看、憑借經(jīng)驗(yàn)判斷設(shè)備的故障。隨著機(jī)械設(shè)備朝著高度自動化的方向發(fā)展，該方法已無法滿足目前往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷的要求。
（二）熱力性能參數(shù)監(jiān)測
測量熱力性能參數(shù), 并據(jù)此判斷往復(fù)式壓縮機(jī)狀態(tài), 從而診斷故障的研究。一般通過儀表監(jiān)測壓縮機(jī)的油溫、水溫、排氣量、排氣壓力、冷卻水量等, 為查找有關(guān)部件的故障提供有用的信息。由于該方法對故障點(diǎn)缺乏準(zhǔn)確性及預(yù)測性, 目前主要用于監(jiān)測工藝參數(shù)及壓縮機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。
（三）振動噪聲監(jiān)測
振動監(jiān)測診斷往復(fù)式壓縮機(jī)故障, 在實(shí)驗(yàn)室已取得了許多研究成果。利用機(jī)器表面振動信號診斷活塞、氣缸磨損, 氣閥漏氣和主軸承狀態(tài); 在氣缸頭安裝振動傳感器, 通過分析振動信號診斷缸內(nèi)故障; 利用振動信號診斷往復(fù)式壓縮機(jī)主軸承故障; 利用潤滑油管路內(nèi)的壓力波信號診斷往復(fù)式壓縮機(jī)軸承故障等。但由于背景噪聲干擾大、往復(fù)式機(jī)械工況的變化導(dǎo)致其信號的非平穩(wěn)性、缺少性能可靠的傳感器等原因, 因此到現(xiàn)在為止還沒有被廣泛的運(yùn)用。
（四）油液監(jiān)測潤滑油油液分析分為兩大類：一類是油液本身物理化學(xué)性能的分析，潤滑油的粘度、酸度、水分、燃點(diǎn)、閃點(diǎn)等;另一類是油液中摩擦副磨損信息的分析，包括光譜分析、鐵譜分析、顆粒計數(shù)?。該方法的實(shí)施過程包括取樣、樣品制備、獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)、形成診斷結(jié)論等步驟。潤滑油中磨粒監(jiān)測技術(shù)則可分為在線和離線兩大類。離線監(jiān)測技術(shù)主要有油液光譜分析、鐵譜分析及利用掃描電子顯微鏡和能譜儀分析鐵譜譜片等;在線監(jiān)測技術(shù)主要有顆粒計數(shù)器、在線式鐵譜儀等，己經(jīng)投入使用的主要有光學(xué)型磨損顆粒計數(shù)器，電磁型磨損顆粒計數(shù)器，尚未投入實(shí)際使用但已在研究的有X射線磨損顆粒在線監(jiān)測儀，超聲磨損顆粒監(jiān)測儀等。
四、對于往復(fù)式壓縮機(jī)中出現(xiàn)的問題的對策
對于往復(fù)式壓縮機(jī)熱力性能故障中的問題的類型，其主要是（1）排氣量不足（2）溫度異常。
其對策可以：
①對于排氣量不足：
a、進(jìn)氣濾清器的故障,應(yīng)定期清洗濾清器，對氣閥板、閥片上的污垢進(jìn)行清洗，有利于空壓機(jī)保持正常排氣量。常規(guī)情況下每200小時應(yīng)清洗一次濾清器，每500～800小時應(yīng)清洗一次氣閥。
b、氣缸、活塞、活塞環(huán)磨損嚴(yán)重超差，使有關(guān)間隙增大，泄漏量增大，影響排氣量。屬于正常磨損的，應(yīng)及時更換易損件，如活塞環(huán)等。屬于安裝不當(dāng)、間隙不合適時，應(yīng)按圖紙進(jìn)行糾正；無圖紙時，可按經(jīng)驗(yàn)資料，活塞與氣缸之間沿圓周的間隙，為鑄鐵活塞時，間隙為氣缸直徑的0.06％～0.09％；為鋁合金活塞時，間隙為氣缸直徑的0.12％～0.18％；鋼活塞可取鋁合金活塞的較小值。
c、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速降低，因?yàn)榭諝鈮嚎s機(jī)的排氣量是按一定的海拔高度、吸氣溫度、濕度設(shè)計的，所有使用不能超過標(biāo)準(zhǔn)的高原，就不會導(dǎo)致吸氣壓力降低，使排氣量降低。
d、潤滑油質(zhì)量不好，應(yīng)選擇高質(zhì)量的潤滑油。長期工作后，潤滑油會含有雜質(zhì)、灰塵，要進(jìn)行過濾。一般情況，每500～800小時應(yīng)更換一次機(jī)油，并對前一次使用的機(jī)油進(jìn)行過濾。
②對于溫度異常
a、中間冷卻效率低，或者中冷卻器內(nèi)結(jié)水垢影響換熱，則后一級的吸氣溫度必然升高，排氣溫度也會增高。
b、氣閥漏氣、活塞環(huán)漏氣，不僅影響到排氣溫度升高，而且會使級間壓力發(fā)生變化，壓力比高于正常值均會使排氣溫度升高。
c、水冷式壓縮機(jī)，缺水或水量不足時均會使排氣溫度升高。
對于往復(fù)式壓縮機(jī)機(jī)械功能的故障中的類型其主要是：
（1）異常振動、異常響聲
（2）過熱。
（來源：石油化工設(shè)備維護(hù)與檢修網(wǎng)）