往复式压缩机气阀故障判断及排除后运行效果探讨

往复式压缩机气阀故障判断及排除后运行效果探讨 葛志刚 抚顺石化工程建设有限公司 辽宁抚顺 113001

摘要：随着我国工业化进程的不断发展，生产能力随之提升，因而所引入的现代化设备数量逐渐增加，对于产能的提高有着一定的影响作用。要就现代化设备运行状况加以管控，从而提升设备设施的运行和生产能力，为企业创收。往复式压缩机是目前应用于矿山和化工生产当中较为广泛的机械设备之一，其运行的状态将直接决定着产能的产出，而其中气阀作为设备稳定运行的关键要素，属于核心组件，因此本文将重点探究往复式压缩机气阀的常见故障及其判定方法，并给出对应的排除手段。

关键词：往复式压缩机；气阀；故障；排除

引言：各行各业发展局需要机械设备的参与以此来扩大生产力，因而在石油化工、冶金以及矿山产业当中，往复式压缩机的应用满足生产需求，其具备着适应能力强、热能效率高、使用范围广的优势，在生产当中作用明显。但随着运行时间的增加，工作量逐渐增大，其中各部件可能会出现问题，而这当中气阀故障是影响设备功能的主要因素，若没能及时开展维修工作，则会导致严重的后果，因此要做好气阀故障诊断工作，及时发现故障并排除故障，保证稳定生产。

1 往复式压缩机常见气阀故障

往复式压缩机气阀结构如图1所示。

图1 往复式压缩机气阀结构图

1——压力套筒；2——导向衬套；3——压缩弹簧；4——弧面阀盘；9——阀座；10——垫围对；11—指形卸载器；12——盖螺母；13——辊销

1. 1. 吸入气阀阻力

在往复式压缩机运行的过程中，吸入阀需要具有耐压的能力，因而当进气管内压力高于气缸内部压力时，吸入阀打开，如若出现正常阻力小于吸入阀阻力的情况，则开启速度会随之降低，并且进入气缸的气量将减小导致生产率随之降低，说明压缩机的生产效能也被限制。当存在着进水过滤器被污物堵塞的情况，其阻力会增大，气缸与环向塞子间的缝隙应当准确按照设计标准予以完善。例如需要将铸铁活塞和铸铝活塞的间隙值控制在一定的范围内，一般为 ‰D、 ‰D。由此在活塞环安装的过程当中，相邻接头要保证错开一定的角度，一般控制在 ，从而保证气缸与活塞环安装的完备性，并且要将气缸和活塞环的外径控制在圆周整体周长的60%内，以此满足不超过整体圆周两个光漏的范围^[1]。

1. 2. 阀片损坏

对于气阀故障而言，阀片损坏主要存在着断裂和变形两种形式，其损坏的原因与弹簧不同程度的腐蚀或损坏因素相关，因而弹簧的状态将直接影响阀门工作的具体情况，由此可见在出现阀片应力开闭冲击不均匀且较大的情况时，短时间内可能会导致变形断裂。除了弹簧损坏外，材料是否具备强度和硬度要求，同样是制约断裂程度的要素^[2]。若出现硬度过高，则导致表面微裂纹增大，脆性断裂阻力降低，因而在使用过程中应当保证冲击载荷和交变能力。在强度足够高的前提下，具备相应的抗疲劳能力和韧性，对于阀板不正常的气阀而言，其难以保证关闭和开启气体通道的顺畅程度，会出现气体回流泄漏的问题，断裂所引发的复杂振动将会产生碎片，进而导致碎片在气缸和活塞系统的运转下损坏其设备原件。

1. 3. 气阀铵盐结晶

在气阀上容易出现铵盐结晶的情况，出现此种故障的原因是：在多次拆除维修的影响下，重组装置上发生脱氮脱硫的反应，脱氮反应中，所生成的有机氯继续发生氢化反应，在油环境下，逐渐生成氯化氢，最终产生的氢气将跟随在压缩机系统中的氢气直接作用于氢气管网当中，从而使得所吸入的气体成为晶体易吸附杂质的有力条件，阀片上形成更多的杂质，不利于完成开闭工作。晶体大量堆积，在高幅度和强度的交变负载的工作状态下，压缩机气阀的阀片与阀门的损坏速度加快，加快磨损，因此带来工作效率低的问题。长期开展气阀维修和维护工作将提升资金的损耗，增加维修费用，不满足经济效益产出的需求^[3]。

1. 4. 螺栓连接副断裂

出现此种故障可分为三种情况讨论：（1）应力所导致的疲劳：气阀的紧固件承受不同类型的应力作用，分别为压缩、弯曲、拉伸和剪切，以上应力作用一般以组合方式存在，因此在多个应力作用在同一个螺栓上时，很容易因多种应力交叉导致疲劳的问题。出现疲劳的常见位置是螺纹接口、螺纹和根园，以上部位的损坏比例占据整体交叉疲劳损坏的八成以上，因此为切实满足稳定运转的要求，应当引入更为适合的材料，提升强度，以此提升紧固件的抗应力能力。（2）腐蚀：目前往复式压缩机气阀可能遭受到化学、应力和电解腐蚀的不利作用，其中电解腐蚀是值得深入探讨的故障。其存在于不同材料相连接的位置，因不同种材料所具有的电解点位不同，会导致电子流动，从而构成微电池，在有水的环境下，电解腐蚀的速度加快，因此排除此项故障的关键点在于创建干燥的工作环境，运用隔绝空气的办法，以此降低腐蚀的速率。（3）氢脆：此种缺陷是较为致命的，在外力的作用下，会出现断裂的情况，产生此种问题的原因是：内部材料熔炼或者外部氢原子在电镀和酸洗的过程中进入到内容，以自由状态活跃于内部，从而原本的平衡状态被打破，产生晶格变形，因此造成断裂

^[4]。

2. 往复式压缩机气阀故障判断的办法

常用的故障判断方式包括：（1）振动信号法：利用振动信号，查看相关参数能否维持标准状态，例如：检查热力参数、气阀片冲击力、弹簧故障、排气压力变化等，从而确定压力脉动变化的异常，利用振动信号所指示的现象，查看温度变化，从而判定出排气腔脉动压力。（2）移动传感器法：将移动传感器作用于具体位置，以此感受阀片的运行规律；（3）传感器法：应用传感器，观察其所给出的噪声信号和阀盖振动频率，由此确定故障的方位；（4）油压判定法：利用油压的变化判定故障的有无。现阶段，所应用的往复式压缩机类型存在着差异，因此需要根据压缩机的具体状态运用不同的判断方式，以此查出故障的位置和影响效果。

3. 往复式压缩机气阀故障排除的方法

   1. 优化换向阀结构

结构优化的着眼点在于提升耐久性，因此压缩机转速较高，则要保证阀门具备相应的开启高度，从而降低冲击速率，并维持及时关闭阀门的状态，以此确保阀片具有频率特性。如若阀板的开口高度有所降低，其所导致的问题是空气阻力增大、阀门间隙变小，补偿方案是适时加设阀座通道，应用多环窄气阀，此种方式能够有效拓展阀门间隙的面积，从而增大气流量，使得阀门部件具备平稳的应力水平^[5]。

1. 2. 解决机组粉尘问题

一般采用加设丝网除沫器的办法，作用于循环氢分液罐中，并配合旋流分离器使用，在压缩机吸入管中同时工作，进一步为阀门的有力运行提供条件。为保证粉尘等杂质的分离效果，要针对循环氢中所携带的催化剂等制定排除方案，以此降低催化粉尘和液体夹带的几率。利用打开进口滤芯并检查的方式，及时更换受损滤芯，应用耐腐蚀材料，例如硫化氢和不锈钢316，制定定期维护和检修的意见，查看就在机组进口管线Y滤芯和滤网是否存在着掉落的情况，及时清洗，保持无杂物的状态。

1. 3. 调节弹簧力

使用刚性弹簧或者硬弹簧，从而有效提升阀板开启时所具备的缓冲效能，选用直径、工作环数较大的阀簧，此种元件要具备总变形量小的特征，进而随着不断的使用，能够维持良好的耐久性，并保证工作应力的减弱，延长使用寿命。

结束语

综上所述，往复式压缩机在现代社会被广泛利用，其工作的效能将直接决定产能的大小，因此面对维护工作上的挑战，相关人员要从日常故障分析和排除方案制定的角度出发，寻求更为高效的解决办法，采取定期清理的方式，并及时更换损坏的部件，由此使得机械设备保持高效能的工作状态。

参考文献

[1]党国栋.往复式压缩机气阀故障诊断与失效分析[D].西安石油大学,2018.

[2]刘航铭.6RDSA-1型往复式压缩机气阀故障诊断研究[D].长江大学,2018.

[3]王勇.往复式压缩机气阀故障诊断方法研究[D].石河子大学,2019.

[4]王明阳,汪功学.往复式压缩机气阀故障分析与改善措施[J].化工管理,2019,27:145-146.

[5]尹志刚.往复式压缩机气阀失效原因分析及解决措施[J].石化技术,2019,2609:334-335.