往复式压缩机故障诊断技术探究

往复式压缩机故障诊断技术探究

周涛

中国石油乌鲁木齐石化公司设备检验检测中心  830019

摘要：本文首先对往复式压缩机的工作原理进行阐述，然后分析其主要故障及原因，最后提出相关提高往复式压缩机运行可靠性的措施和建议，旨在为促进我国石油化工企业压缩机运行水平的提升提供借鉴。

关键词：石油化工；往复式压缩机；运行管理；措施分析

1 往复式压缩机的工作原理

往复式压缩机的过程中，其工作原理是将一定气体按照不同顺序吸入的密闭容器中，过程中形成一定的静压力，然后再按顺序将气体进行排出。往复式压缩机也可以称为容积式压缩机，该压缩机与其他压缩机相比具有明显的优势，比如往复式压缩机的热效率更高，在运行过程中消耗的电量更少，整体结构较为简单，方便工作人员进行操作。

2 往复式压缩机存在的故障及原因分析

2.1 压缩机连杆断裂

往复式压缩机在运行过程中很容易发生连杆断裂问题，这主要是由于螺钉质量较差或使用时间较长，使得螺钉发生变形或断裂，从而造成连杆故障。如果螺母与螺钉头的接触较不均匀，存在歪斜问题，会往复式压缩机在实际运行过程中发生偏离载荷故障，使得压缩机某部位的压力瞬间增大，从而发生压缩机连杆断裂。

2.2 压缩机轴瓦失效

发生压缩机轴瓦失效问题的主要原因有以下几个方面：①轴瓦质量较差，不符合压缩机实际运行的管理要求，使得定位瓦表面存在严重故障，对轴瓦的正常使用造成影响。一般在压缩机运行过程中，定位瓦的气泡部位容易发生断裂故障，从而使其表面出现巴氏合金脱落，造成轴瓦失效。②由于压缩机定位瓦接触面对于工艺设备技术要求较高，如果在设备制作过程中，其接触面不能达到设备运行的均匀性标准，会使其超出规定面积，使得接触面不足，从而导致在压缩机运行过程中受到更大的作用力影响，使轴瓦烧坏。③如果往复式压缩机润滑效果较差，也会发生轴瓦失效故障。同时，如果压缩机润滑油质量较差，具有较高的黏度或内部存在铁屑，会使压缩机轴承与连杆部位造成损坏，从而发生失效故障。

2.3 压缩机曲轴断裂

压缩机在运行过程中容易发生曲轴断裂问题，这主要是由于压缩机曲臂与轴径圆角在长期的超负荷运作下，发生断裂故障。具体来说：①如果压缩机曲轴材料整体质量较差，圆角尺寸不合格，会增大其发生断裂问题的概率。②如果在压缩机热处理时，圆角部位不合理，使得应力集中，增加圆角部位运行压力，也会使其发生断裂。③如果压缩机过渡圆角较小，没有符合r ≥0.06d的设计和加工标准，会使其运行过程为压缩机带来更大的运行负荷，使得出现局部结构受力不均状况，经过长期运行，发生曲轴断裂。④如果压缩机油孔出现裂缝，虽然其短时间内对压缩机运行不会造成较大阻碍，但是经过长期发展，可能会对压缩机正常运行埋下安全隐患。

2.4 压缩机活塞杆断裂

一般在往复式压缩机中发生活塞杆断裂的部位为紧固活塞与活塞杆连接螺纹、十字头与活塞杆连接螺纹的位置，这些部位与其他零部零件部位相比较为薄弱，在实际的压缩机运行控制中提高了压缩机出现活塞杆断裂的概率，这主要是受以下几方面的因素影响：①活塞杆在制作过程中不符合实际的压缩机运行标准，从而发生断裂问题。②在安装施工环节，预紧力超出了实际运行规定，使得活塞杆部位受力不均匀。③经过往复式压缩机的长期超负荷运行，气缸发生严重磨损，使得活塞发生下沉问题，导致连接部位的螺纹荷载持续变大，长此以往发生断裂问题。如果往复式压缩机发生活塞杆断裂故障，会对整体的结构造成巨大的冲击影响，如果没有得到及时解决，可能会引发更为严重的断裂故障。

3 提高往复式压缩机运用可靠性的主要措施分析

3.1 提高日常维护力度

为了提高往复式压缩机运行的可靠性，相应的工作人员需要提高技术水平，保障压缩机在运行过程中符合相应的石油化工设备运行标准。同时，工作人员需要在运行中提高对于设备运行检查的重视程度，采取专业的维护设备，促进整体往复式压缩机设备质量的提高。比如，针对往复式压缩机气阀泄漏故障，工作人员要对故障部位进行及时更换，同时仔细检查其支撑环、活塞环是否存在磨损问题。同时，还需检查连杆部位是否存在磨损，然后结合实际的磨损情况开展修复和维护工作。如果气阀泄漏问题长时间未得到解决，会使往复式压缩机运行过程中的气体温度快速升高，使活塞杆受力不均匀，从而造成更加严重的运行故障。

3.2 有效控制振动与脉动问题

一般如果往复式压缩机发生不均匀的运行状态，会使管道内部存在气流脉动问题。当气流脉动在传播阶段，会使管道结构发生振动。同时，如果压缩机管线系统出现气流脉动，会造成更加严重的故障危害，比如压缩机运行效率较低等。压缩机气阀在长期工作过程中，受外部不良条件影响，整体功率降低，消耗增高，使得仪表发生故障。在机械振动问题出现后，压缩机管道连接部位也会出现松动、断裂等问题。为了有效解决这些故障问题，工作人员需要结合实际的故障情况，积极进行总结和故障排查，采取切实有效的人为干预，对振动和脉动问题进行消除，从而提高整体压缩机机组运行稳定性。

3.3 建立专业化故障诊断流程

为了提高往复式压缩机的运行可靠性，需要建立专业、科学的压缩机诊断流程，具体内容如下：①对压缩机故障信号进行充分掌握。②深入了解压缩机运行特点。③结合不同压缩机运行过程，对其工作状态进行准确判定。④结合不同的检查状态对故障问题进行判断和决策，制定切实可行的故障解决措施。针对压缩机不同故障类型，可以采取以下的故障解决方法：①在保养期内对压缩机过滤器进行清洁处理。②对磨损严重的零部件进行及时的更换，并在更换前检查零部件的质量合格标准。③根据不同压缩机运行要求，对活塞杆与活塞间隙进行检查，提高质量合格率。④对压缩机阀座与阀片的油垢进行清洁处理，清除外部杂质对于压缩机稳定运行造成的负面影响。⑤结合不同石油化工企业管理规定，设置往复式压缩机的缓冲器与减震器，从而有效的降低振动故障问题发生的概率。

3.4 对压缩机定期开展专业化保养

由于往复式压缩机整体结构较为复杂，并且故障发生的原因多种多样，对工作人员进行故障解决提出了较高的要求。同时，为了明显提升往复式压缩机的设备运行周期，石油化工企业需要及时展开设备的保养工作。在保养过程中，需要从以下几个方面进行：①在压缩机运行开始之前对设备的压力状态、压缩比进行检查和控制，使出口部位的平衡标准符合运行要求，并且温度不会超出设备运行的正常温度范围内。②对设备的润滑情况进行检查，同时对油温进行合理控制。③对往复式压缩机注油器的操作方式进行充分研究，提高整体压缩机流量控制效果，避免在实际运行过程中出现油量不足或油量过剩问题。④避免压缩机发生超负荷运行，如果存在异常运行情况，工作人员需要立即停机，对其进行详细检查。

4 结语

综上所述，往复式压缩机作为我国石油化工企业重要的生产设备，对于我国工业化水平的提升具有重要的帮助。因此，相关工作人员需要对往复式压缩机的故障问题进行及时的预防和解决，建立专业的设备养护制度，提高自身设备维护与保养的技术水平，同时运用新型设备诊断方法和技术，对压缩机各个零部件的综合性能质量进行严格控制，从而为其稳定运行提供坚实的保障。

参考文献：

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