【壓縮機(jī)網(wǎng)】往復(fù)式壓縮機(jī)發(fā)生故障的部位基本上是由三部分組成:一是傳遞動(dòng)力部分,曲軸、連桿、十字頭、活塞銷、活塞等零部件的故障;二是氣體的進(jìn)出機(jī)器密封部分,氣缸、進(jìn)氣和排氣閥門、彈簧、閥片、活塞環(huán)、填料函及排氣量調(diào)節(jié)裝置等部分的故障;三是輔助部分,包括水、氣、油三路的各種冷卻器、緩沖器、分離器、油泵、安全閥及各種管路系統(tǒng)的故障。
往復(fù)式壓縮機(jī)的故障種類雖然很多,但從反應(yīng)故障狀態(tài)的監(jiān)測參數(shù)(征兆參數(shù))上可分為兩類:一類故障征兆表現(xiàn)在機(jī)器的熱力參數(shù)變化上,如機(jī)器的排氣量變化,吸、排氣壓力變化,各部分溫度變化以及油路、水路故障所表現(xiàn)出來的熱力參數(shù)變化;另一類故障征兆表現(xiàn)在機(jī)器的動(dòng)力性能參數(shù)變化上,如壓縮機(jī)的主要零部件的缺陷、磨損、損壞和斷裂故障所表現(xiàn)的故障征兆,既可以反映在熱力參數(shù)的變化上,又可以反映在機(jī)器的動(dòng)力參數(shù)變化上。
壓縮機(jī)熱力參數(shù)異常及故障原因
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壓縮機(jī)排氣量降低的原因很多,大部分屬于氣流通道受阻,內(nèi)、外泄漏,余隙過大,轉(zhuǎn)速降低等方面的原因。
1.多級壓縮機(jī)的第一級和其后各級氣閥漏氣,多由閥片原因造成
?。?)閥片嚴(yán)重磨損、變形、破裂或卡住;
?。?)閥座密封面不平,碰傷或粗糙度達(dá)不到要求,閥隙通道積碳或有異物卡住;
?。?)彈簧力過小,彈簧磨損、斷裂;
(4)閥體安裝不當(dāng),位置歪斜,裝反,閥體密封墊失效等。
2.氣缸內(nèi)泄漏與外泄漏
(1)氣缸或缸套過度磨損、偏磨或拉傷,造成的原因有氣缸鏡面的精度、表面粗糙度、橢圓度、圓錐度未達(dá)到要求,氣缸與十字頭滑道同心度不夠要求,或者氣缸或缸套材質(zhì)不良;
(2)活塞與氣缸配合間隙過大;
?。?)潤滑油不足,油質(zhì)不佳,使缸內(nèi)溫度過高,活塞環(huán)失去彈力造成活塞環(huán)咬死或嚴(yán)重磨損。
?。?)氣缸冷卻不良,氣體經(jīng)閥室時(shí)受到預(yù)熱,影響吸氣效率。
(5)活塞桿過度磨損或拉傷,活塞桿工作時(shí)有跳動(dòng)造成的原因有滑道與氣缸不同心,十字頭與滑道、活塞與氣缸間隙過大或磨損量過大,十字頭銷與連桿、活塞桿不垂直;
?。?)密封圈與活塞桿間隙太小,其圈內(nèi)表面缺陷,或者與閉鎖環(huán)裝反,起不到密封作用造成的填料密封磨損、泄漏;
?。?)氣缸蓋或缸座與缸體端面貼合不嚴(yán),墊片破損,發(fā)生漏氣。
3.吸氣受阻
(1)進(jìn)氣濾清器堵塞;
?。?)進(jìn)氣閥門沒全開;
(3)進(jìn)氣管太長或管徑太小,阻力增大。
4.系統(tǒng)外泄漏
?。?)安全閥泄漏,主要包括安全閥彈簧失靈;閥芯與閥座密封面接觸不良;安全閥開啟后關(guān)閉不嚴(yán);
(2)中間冷卻器泄漏;
?。?)管路連接法蘭漏氣。
5.冷卻器效率低
(1)冷卻水進(jìn)水溫度高;
?。?)冷卻器傳熱表面水垢、油垢、傳熱面金屬銹蝕,傳熱面積太小造成的冷卻器傳熱效果差;
?。?)冷卻器中間隔板破裂;
?。?)冷卻水量減少。
6.壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速降低
?。?)原動(dòng)機(jī)功率不足,轉(zhuǎn)速達(dá)不到額定值;
?。?)皮帶傳動(dòng)的壓縮機(jī)傳動(dòng)帶太松,皮帶打滑。
(二)吸、排氣壓力異常
常見的壓縮機(jī)吸、排氣異常故障原因:
1.吸氣壓力低
(1)吸氣管阻力大,進(jìn)氣濾清器堵塞,吸氣閥門升程高度不夠,供氣量不足導(dǎo)致的第一級吸氣壓力低;
?。?)由前級吸氣閥或排氣閥漏氣,前級管路漏氣或阻力大,前級氣缸與活塞環(huán)漏氣或填料函漏氣,前級系統(tǒng)不正常導(dǎo)致的多級壓縮機(jī)中間級壓力低。
2.吸氣壓力高
?。?)高壓氣體進(jìn)入吸氣管線;
(2)吸、排氣閥關(guān)閉不嚴(yán)、不漏氣;
?。?)氣缸與活塞環(huán)漏氣;
(4)前級冷卻器冷卻效果不好;
?。?)級后通本級的吸氣管旁通閥泄漏。
3.排氣壓力低
(1)本級吸氣排氣閥泄漏或工作不正常;
?。?)氣缸與活塞環(huán)漏氣或填料函漏氣;
?。?)本級吸氣壓力偏低;
(4)排氣管或閥門漏氣,旁通管、泄漏閥漏氣;
?。?)耗氣量過大。
4.排氣壓力高
(1)本級用氣量偏少;
(2)本級吸氣壓力和后級氣體壓力偏高;
?。?)后級管路或氣缸向本級漏氣;
(4)本級冷卻器工作不正常,排氣管路不暢通,閥門工作不正常;
(5)排氣管路嚴(yán)重積碳。
5.壓力不穩(wěn)定
?。?)壓力脈動(dòng)過大,氣閥啟閉不穩(wěn)定,壓力表氣隙阻尼太小;
?。?)驅(qū)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定。
(三)溫度異常
溫度異常包括壓縮機(jī)吸、排氣溫度過高,氣缸軸承、活塞桿、機(jī)體等各部件過熱。前者屬于介質(zhì)在壓縮過程中的狀態(tài)不正常產(chǎn)生氣體溫度過高,帶來氣缸、閥門積碳、磨損和零部件變形、損壞。后者發(fā)生過熱的原因是摩擦發(fā)熱過大,或者摩擦副潤滑、冷卻狀態(tài)惡化。摩擦過熱情況可引起的兩種后果:一是在較高溫度下摩擦副加快磨損;二是熱量不斷積累,直至燒毀摩擦表面,釀成重大事故。因此需要用測溫儀器或手摸、眼看等方法,加強(qiáng)對壓縮機(jī)各部位的溫度監(jiān)測。
1.吸氣溫度高
?。?)排氣旁通閥向吸氣管漏氣;
(2)吸氣閥漏氣;
?。?)級前冷卻器工作不正常。
2.排氣溫度高
?。?)吸氣溫度偏高;
(2)氣閥、活塞環(huán)漏氣;
?。?)本級壓比偏高;
?。?)氣缸冷卻效果不好。
3.氣缸過熱
?。?)冷卻水供給不足;
?。?)級的壓比過高,吸、排氣閥漏氣;
?。?)活塞支承環(huán)熱膨脹間隙太小產(chǎn)生抱缸;
?。?)氣缸與滑道對中不良,氣缸鏡面粗糙度不符合要求,氣缸拉傷。
4.軸承過熱
?。?)軸頸與軸瓦接觸不良,軸承徑向、軸向間隙過??;
?。?)曲軸發(fā)生彎曲或扭曲;
(3)潤滑油不足或中斷,油污染,油牌號(hào)不對;
?。?)主軸與電動(dòng)機(jī)軸之間聯(lián)軸器不對中,量太大。
5.活塞桿過熱
(1)活塞桿與填料盒有偏斜,造成局部摩擦,活塞桿與填料環(huán)磨合不良;
?。?)填料環(huán)的抱緊彈簧太緊,摩擦力太大,填料環(huán)中有雜物,密封圈卡??;
?。?)填料盒中密封圈裝錯(cuò),油道堵塞,潤滑油供應(yīng)不上,造成干摩擦;
(4)無油潤滑壓縮機(jī),活塞與填料函冷卻不良。
6.曲軸兩端蓋發(fā)熱
?。?)采用滾珠軸承的主軸承咬住;
?。?)靠電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器端的曲軸前端發(fā)熱,是聯(lián)軸器連接間隙太小,電動(dòng)機(jī)竄軸時(shí)頂住壓縮機(jī)曲軸。曲軸后端發(fā)熱,聯(lián)軸器間隙太大。
(四)工況改變對壓縮機(jī)主要參數(shù)的影響
在流程工業(yè)中使用的多級壓縮機(jī),常因工藝參數(shù)的變化改變了壓縮機(jī)的工作條件,從而影響壓縮機(jī)的某些性能參數(shù)。經(jīng)常用到的工藝參數(shù)變化有:壓縮機(jī)吸氣壓力變化、排氣壓力變化以及各級吸氣溫度變化,這些參數(shù)的變化直接影響到壓縮機(jī)的各級壓力、排氣終了壓力、排氣溫度、排氣量和功率消耗。
1.吸氣壓力變化
進(jìn)入壓縮機(jī)的氣體壓力變高或變低,引起壓縮機(jī)和各級排氣壓力、排氣溫度、排氣量和功率的變化。
(1)對各級排氣壓力影響。在活塞行程不變情況下,各級排氣壓力與第一級吸氣壓力成正比例增減。
?。?)對各級排氣溫度影響。單級壓縮機(jī)排氣溫度是隨吸氣壓力的上升而降低。多級壓縮機(jī)和吸氣壓力變化產(chǎn)生壓比變化,同時(shí)也引起排氣溫度變化,但影響最大的是末級。因此,如果吸氣壓力下降,末級壓比增大最明顯,末級排氣溫度最容易超出允許范圍。
?。?)對排氣量影響。當(dāng)排氣壓力不變時(shí),吸氣壓力下降,則壓比上升。對于單級壓縮機(jī),主要導(dǎo)致末級壓比上升,依次影響到第一級,使第一級吸氣量下降,最終排氣量也下降。
?。?)對功率影響。壓比降低的壓縮機(jī),吸氣壓力下降,指示功上升,功耗也上升;壓比較大的壓縮機(jī),吸氣壓力下降,指示功下降,功耗下降。
2.排氣壓力變化
由于工藝條件變化,使壓縮機(jī)終了壓力變高或變低,影響到壓縮機(jī)的排氣量、排氣溫度、各級間壓力和功率消耗。
?。?)對排氣量影響。單級壓縮機(jī)的排氣壓力上升,壓比增大,容積系數(shù)下降,排氣量下降,多級壓縮機(jī)的排氣壓力上升,首先是末級壓比上升,直至影響到第一級,使第一級排氣量減少。級數(shù)較多時(shí)對排氣量的影響較小。
?。?)對排氣溫度影響。排氣壓力上升,主要引起末級排氣溫度上升,對其余各級的影響依次減小。反之,排氣壓力下降,也只使末級排氣溫度下降。
?。?)對級間壓力影響。排氣壓力上升,壓比增大、容積系數(shù)下降,從末級起吸入壓力上升,使所有級的級間壓力上升;排氣壓力下降,使所有級的級間壓力下降。但是在多級壓縮機(jī)中只有末級的壓比變化較為明顯,隨著級數(shù)前移,壓比變化迅速減弱。
(4)對功率影響。多級壓縮機(jī)的排氣壓力上升,僅末級和前級的功率消耗增大,其他級的功耗基本不變。
3.吸氣溫度變化
中間級冷卻器工作情況的好還,會(huì)影響到各級吸氣溫度的高低,從而影響到壓縮機(jī)的排氣量、排氣壓力、排氣溫度和功率消耗。
(1)對排氣量影響。吸氣溫度的變化改變了氣體氣體的比體積,使吸入氣體的體積有變化。吸氣溫度越高,吸入氣體越少。另外,吸氣溫度變化以后,吸入氣體與氣缸壁的熱交換情況也發(fā)生了變化,影響到壓縮機(jī)的溫度系數(shù)和排氣量。吸氣溫度變化對排氣量的影響主要在第一級,第一級的吸氣溫度升高,則第一級的容積系數(shù)下降,吸氣量減少,排氣量也減少。往后各級的變化是越到高壓影響越小。
(2)對排氣壓力影響。單級壓縮機(jī)的吸氣溫度變化不影響排氣壓力;多級壓縮機(jī)的終了壓力不受吸氣溫度影響,但是級間壓力將隨吸氣溫度的變化而變化,級間溫度變化將影響到前級的排氣壓力和后一級吸氣壓力,使前一級的排氣壓力和壓比降低,但后一級壓比上升。
(3)對排氣溫度影響。壓縮機(jī)各級排氣溫度在壓比一定時(shí),完全取決于各級的吸氣溫度,吸氣溫度上升,排氣溫度也上升。
(4)對功率影響。單級壓縮機(jī)所消耗功率與吸氣溫度無關(guān),但多級壓縮機(jī)的吸氣溫度上升,使壓縮過程偏離等溫壓縮線,因而功耗增大。
(五)油路故障
壓縮機(jī)油路包括油泵、注油器以及油路系統(tǒng)中的過濾器、冷卻器、管路壓力表等部分。故障主要表現(xiàn)在油壓偏低、偏高、油溫過高、油量不足、局部潤滑不良、注油不正確等方面。油路系統(tǒng)的故障會(huì)引起機(jī)器摩擦、發(fā)熱、燒損、咬死等一系列問題。必須查明原因,及時(shí)處理。
1.油壓偏低
?。?)油泵供油量不足,可能是泵轉(zhuǎn)子間隙過大、磨損、泄漏、各運(yùn)動(dòng)部件間隙過大、油位太低,泵吸不上來。油壓調(diào)節(jié)閥漏油,流回油池。油管接頭處松動(dòng)漏油等。
?。?)潤滑油污染,油泵過濾器堵塞;
?。?)油溫過高,油的黏度太低;
(4)壓力表失靈。
2.油溫偏高
?。?)壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)部件因間隙太小,配合不良,氣缸和滑道表面粗糙度或磨損等原因,摩擦發(fā)熱量過大;
(2)徑向或軸向軸承故障;
?。?)潤滑油黏度過大,摩擦產(chǎn)生的功耗大,油溫升高;潤滑油冷卻效果不好、潤滑油太臟、油過濾器堵塞、壓力偏高等原因引起潤滑油供應(yīng)不足。
3.注油器壓力不足或油量不足
?。?)吸油過濾網(wǎng)堵塞或油路堵塞;
(2)注油器柱塞與柱塞套孔磨損,注油器調(diào)節(jié)不合適,止逆閥不嚴(yán)密,供油量過少。
壓縮機(jī)主要零部件的機(jī)械故障
(一)氣閥故障
氣閥工作狀態(tài)的好壞是壓縮機(jī)技術(shù)發(fā)展的核心問題之一,往復(fù)壓縮機(jī)有60%以上的故障發(fā)生在氣閥上。氣閥一旦發(fā)生故障,馬上影響壓縮機(jī)的產(chǎn)生量、降低效率,浪費(fèi)能源。閥件破損后破塊落入氣缸,引起氣缸拉毛,活塞和活塞環(huán)損壞,帶來更嚴(yán)重的問題。
氣閥的故障主要是閥片、彈簧破損、氣閥密封性差、閥片的開啟時(shí)間和安裝中產(chǎn)生的問題。
1.閥片破損
(1)閥片承受著頻繁的撞擊載荷和彎曲交變載荷,閥片容易產(chǎn)生疲勞破損,易引起徑向斷裂。
(2)環(huán)狀閥片與導(dǎo)向塊工作面之間產(chǎn)生的摩擦,可減弱閥片強(qiáng)度,降低使用壽命。磨損量過大時(shí)閥片可能卡死在導(dǎo)向塊上或者失去密封作用。
?。?)閥片材料夾渣、夾層、裂紋等缺陷引起閥片應(yīng)力集中,在循環(huán)載荷作用下,成為疲勞破壞的根源。
?。?)壓縮介質(zhì)本身有腐蝕性或介質(zhì)中含有水分,工作時(shí)沖刷閥片,破壞閥片表面保護(hù)膜,在閥片局部地方出現(xiàn)腐蝕麻點(diǎn)和空洞,引起應(yīng)力集中,產(chǎn)生腐蝕疲勞破壞。
2.氣閥彈簧損壞
(1)彈簧從閥片全閉到全啟,其載荷由預(yù)壓縮力變化到最大壓縮力,承受脈動(dòng)循環(huán)載荷,引起疲勞破壞;
(2)彈簧變形時(shí)與彈簧孔壁摩擦磨損,彈度下降而斷裂;
?。?)介質(zhì)對彈簧表面腐蝕,產(chǎn)生麻點(diǎn)、凹坑,引起應(yīng)力集中,加速彈簧疲勞破損;
?。?)材質(zhì)不符合要求,彈簧的加工、熱處理有缺陷。
3.氣閥漏氣
?。?)閥座、閥片產(chǎn)生磨損,閥座密封面不平,表面粗糙度達(dá)不到要求;
(2)彈簧端面與軸線不垂直,彈簧力過??;
(3)密封面被碰傷,閥片變形、破裂或者閥隙、通道有異物卡?。?/p>
(4)氣體溫度高,潤滑油易變成碳渣卡住密封面。
(二)活塞環(huán)常見故障
活塞環(huán)也是往復(fù)壓縮機(jī)易損壞的部件。其作用是封住氣體外泄,與氣缸形成壓縮容積。活塞環(huán)常見的故障有活塞環(huán)斷裂和活塞環(huán)漲死、失去彈性、不能自由膨脹。
活塞環(huán)不能起到密封作用的主要表現(xiàn)形式:一是該級排氣溫度升高;二是該級排氣壓力降低;三是壓縮機(jī)排氣量下降。在壓縮機(jī)中,當(dāng)某一級壓縮機(jī)活塞環(huán)損壞或者漲死時(shí),不能起到密封作用,使得蓋側(cè)(或軸側(cè))被壓縮的高壓高溫氣體通過活塞環(huán)串入軸側(cè)(或蓋側(cè))低壓低溫的氣體中,與吸入的低壓低溫氣體混合,混合后的氣體溫度升高。又由于壓縮氣體通過活塞環(huán)在互串,使該級的排氣壓力下降,壓縮機(jī)的排氣量也隨之下降。
(三)活塞桿斷裂
往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞桿斷裂事故約占事故的25%左右?;钊麠U斷裂,不僅損壞活塞和氣缸,而且還由于其他零部件的聯(lián)鎖性破壞,使易燃、易爆或有毒氣體向外泄漏,帶來人員傷亡、生產(chǎn)裝置毀壞等一系列嚴(yán)重事故?;钊麠U斷裂的地方多數(shù)是在活塞連接處與十字頭連接處,原因如下:
?。?)活塞桿的螺紋由于螺紋牙型圓周角半徑小,應(yīng)力集中嚴(yán)重,容易在循環(huán)載荷下產(chǎn)生裂紋和斷裂;
?。?)退刀槽、卸荷槽、螺紋表面的粗糙度達(dá)不到要求,容易產(chǎn)生裂紋;
?。?)活塞桿的材質(zhì)和熱處理有問題,例如存在粗晶、魏氏體組織、偏析以及強(qiáng)度和塑性不符合要求;
?。?)連接螺紋松動(dòng)或連接螺紋的預(yù)緊力不足;
(5)某一級因其他故障原因而嚴(yán)重超載;
?。?)活塞桿跳動(dòng)量過大;
(7)工藝其他腐蝕。
(四)連桿螺栓斷裂
由于連桿螺栓在工作時(shí)承受很大的交變載荷和幾倍于活塞力的預(yù)緊力,因此對它不僅要求具有足夠的靜強(qiáng)度,更重要的是要有較高的耐疲勞能力。對其結(jié)構(gòu)形狀,應(yīng)力集中情況和裝配精度等方面都有嚴(yán)格要求。連桿斷裂的原因如下:
(1)連桿螺栓擰得太緊或太松。太緊,螺栓承受過大拉力而折斷;擰得太松,工作時(shí)螺母松動(dòng),連桿大頭瓦在連桿體內(nèi)晃動(dòng),螺栓承受過大的沖擊力而折斷。
(2)開口銷折斷引起連桿螺栓松動(dòng)、斷裂;
?。?)連桿螺栓的材質(zhì)、鍛壓、熱處理、加工、探傷和裝配有問題;
(4)連桿螺栓疲勞斷裂;
?。?)連桿大頭瓦過熱,活塞卡住或超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),連桿螺栓因承受過大應(yīng)力而折斷;
?。?)運(yùn)動(dòng)部件出現(xiàn)故障,對連桿螺栓產(chǎn)生較大沖擊載荷;
(7)長期使用5000-8000h,未對連桿螺栓進(jìn)行磁粉探傷和殘余變形測量。
(五)曲軸斷裂
曲軸是壓縮機(jī)中傳遞動(dòng)力的重要運(yùn)動(dòng)件。由于承受較大的交變載荷和摩擦磨損,所以對疲勞強(qiáng)度和耐磨性要求較高。曲軸一旦斷裂,將使曲軸箱、連桿、十字頭或活塞等發(fā)生一系列聯(lián)鎖性破壞。曲軸多數(shù)發(fā)生拐臂處斷裂。其原因如下:
?。?)壓縮機(jī)地基與電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降,使聯(lián)軸器嚴(yán)重不對中,曲軸承受巨大的附加載荷;
?。?)壓縮機(jī)超載或在緊急停機(jī)時(shí)產(chǎn)生的劇烈沖擊;
?。?)安裝不正確或在工作中氣缸軸線發(fā)生變化,與曲軸軸線不垂直,使曲軸承受附加彎矩;
?。?)軸瓦在曲軸上裝配不良,支承面貼合不均,間隙過小,軸承發(fā)熱,軸頸拉溝、咬住或彎曲變形;
?。?)設(shè)計(jì)不合理、材質(zhì)不良、熱處理不合要求,探傷不及時(shí)等原因產(chǎn)生裂紋和斷裂。
?。┗钊ㄗ?,咬住或撞裂原因
(1)潤滑油質(zhì)量低劣,注油器供油中斷、發(fā)生干摩擦,因摩擦發(fā)熱,阻力增大被卡住、咬??;
(2)氣缸冷卻水供應(yīng)不足或氣缸過熱狀態(tài)下突然通冷卻水強(qiáng)烈冷卻,使氣缸急劇收縮(抱缸),把活塞咬?。?/p>
?。?)氣缸帶液,可撞裂活塞,甚至擊破氣缸;
?。?)氣缸內(nèi)掉入活塞螺母、氣閥破片等堅(jiān)硬物,活塞撞擊時(shí)破裂;
?。?)氣缸與活塞間隙太?。换钊馁|(zhì)不良,鑄件質(zhì)量低劣,強(qiáng)度達(dá)不到要求。
壓縮機(jī)故障振動(dòng)
往復(fù)式壓縮機(jī)由于存在旋轉(zhuǎn)慣性力、往復(fù)慣性力和力矩,將會(huì)引起機(jī)器和基礎(chǔ)振動(dòng)。除了這種機(jī)械運(yùn)動(dòng)引起的振動(dòng)外,往復(fù)壓縮機(jī)由于間歇性吸氣和排氣,氣流的壓力脈動(dòng)還會(huì)引起管路振動(dòng)。如果氣流脈動(dòng)頻率恰好與氣栓或管道自振頻率相同,就會(huì)產(chǎn)生管道共振,這種共振將帶來嚴(yán)重的后果,不僅引起壓縮機(jī)和基礎(chǔ)、管道各連續(xù)部分松動(dòng),嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)窳压艿馈?/p>
(一)故障振動(dòng)
振動(dòng)問題往往是設(shè)計(jì)、制造時(shí)產(chǎn)生的。另外,往復(fù)式壓縮機(jī)由于安裝和操作不當(dāng)也會(huì)帶來一些故障振動(dòng)問題。
1.氣缸振動(dòng)
?。?)氣缸與底座調(diào)整不良,連接螺栓松動(dòng);氣缸與活塞環(huán)磨損或間隙過大;氣缸余隙太小,活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中碰撞閥座,發(fā)出沉悶的金屬撞擊聲和振動(dòng);
?。?)活塞和閥座上的螺栓螺母因松動(dòng)落入氣缸,發(fā)生敲擊振動(dòng);
?。?)壓縮機(jī)運(yùn)行中中斷供水,閥門、缸壁、活塞溫度迅速上升,在高溫下突然通入冷卻水冷卻氣缸,使壁缸驟然冷卻而把住活塞,產(chǎn)生很大振動(dòng),甚至嚴(yán)重?fù)p壞缸體、活塞。
2.機(jī)體振動(dòng)
?。?)往復(fù)慣性力和力矩沒有平衡好;曲軸中心線與機(jī)身滑道中心線不垂直;對稱平衡型壓縮機(jī)機(jī)身的主軸承不同心,機(jī)身水平度不符合要求;
?。?)地腳螺栓松動(dòng),運(yùn)動(dòng)部件連接不牢、基礎(chǔ)剛性不好、底座不均勻下沉;聯(lián)軸器對中不良或機(jī)體基礎(chǔ)與電動(dòng)機(jī)不均勻下沉;
(3)主軸承間隙過大或軸瓦磨損;連桿大頭和曲拐銷之間間隙過大,曲拐銷向反方向運(yùn)動(dòng)時(shí)對大頭瓦產(chǎn)生撞擊;十字頭上下滑板與十字頭滑道間隙過大,具有浮動(dòng)銷的十字頭銷能在銷孔中轉(zhuǎn)動(dòng),雖然磨損均勻,但磨損后沖擊和振動(dòng)較大;
?。?)活塞桿彎曲或活塞桿連接螺母松動(dòng),活塞桿負(fù)載過大,連桿軸承損壞。
3.基礎(chǔ)振動(dòng)
?。?)壓縮機(jī)機(jī)體振動(dòng)引起基礎(chǔ)振動(dòng);
(2)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)薄弱,與機(jī)體或管道某一部分發(fā)生共振;
?。?)由壓縮機(jī)振動(dòng)等原因產(chǎn)生基礎(chǔ)下沉。
(二)不正常聲音
運(yùn)轉(zhuǎn)中壓縮機(jī)發(fā)生故障聲音的部位及其原因如下:
1.運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)
?。?)曲軸和聯(lián)軸器、主軸和電動(dòng)機(jī)之間的切向鍵連接松動(dòng),產(chǎn)生異常聲音;
?。?)連桿大頭與連桿之間的配合間隙過大,壓縮機(jī)部件在運(yùn)行中磨損、松動(dòng)、曲軸與連桿大頭間隙過大,曲軸瓦螺栓、連桿螺栓、十字頭螺栓等松動(dòng)、折斷、脫扣等;曲軸瓦突然斷油或者由于軸瓦與曲軸配合間隙過小而使軸瓦發(fā)熱,升高而燒毀,都會(huì)造成曲軸箱內(nèi)的撞擊聲;
?。?)壓縮機(jī)十字頭銷與十字頭、活塞銷與活塞銷座之間的連接松動(dòng)或磨損,十字頭在滑道內(nèi)的位置與滑道中心線不重合,間隙過大,產(chǎn)生歪斜或橫移跑偏,電動(dòng)機(jī)與主軸的轉(zhuǎn)向不正確,都會(huì)產(chǎn)生不正常聲音。
2.氣缸
?。?)安裝和檢修時(shí)氣缸余隙容積留得過小,氣缸蓋與活塞的前后死點(diǎn)間隙小,產(chǎn)生直接碰撞;活塞桿與十字頭緊固不牢或者十字頭側(cè)向間隙不符合圖紙要求,使 活塞桿在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生跳動(dòng),帶動(dòng)活塞向上串動(dòng),撞擊氣缸產(chǎn)生不正常聲音;
(2)氣缸潤滑油過多或過少,也會(huì)引起氣缸產(chǎn)生不正常響聲;
?。?)氣缸內(nèi)掉入異物,有積水或者壓縮機(jī)吸入氣體太潮濕所產(chǎn)生的液體,都會(huì)使氣缸產(chǎn)生異常響聲;
?。?)安裝時(shí)曲軸與氣缸軸線不垂直,連桿、十字頭、活塞,與氣缸中心線不重合,以及壓縮機(jī)長期運(yùn)行導(dǎo)致氣缸和活塞、活塞環(huán)磨損嚴(yán)重,相對間隙增大,都會(huì)產(chǎn)生不正常的響聲。
3.吸氣閥、排氣閥
?。?)吸、排氣閥的閥片易于在沖擊載荷下折斷,當(dāng)發(fā)生閥片起落被卡住、彈簧傾斜或損壞、閥片材質(zhì)不良、彈簧力太大等原因時(shí)都會(huì)造成閥片過早破損,產(chǎn)生氣閥的異常響聲;
?。?)氣閥彈簧折斷和變軟,會(huì)加大閥片對閥座或升限器的沖擊力,發(fā)出不正常聲響;
(3)閥座安裝位置不當(dāng),或閥室上壓蓋螺栓沒有擰緊,造成氣閥串動(dòng),產(chǎn)生響聲;
具有負(fù)荷調(diào)節(jié)的壓縮機(jī),調(diào)節(jié)器位置不正確、閥片與壓開吸氣調(diào)節(jié)裝置中的壓叉頂撞,使氣閥產(chǎn)生敲擊,發(fā)出金屬碰擊聲。
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【壓縮機(jī)網(wǎng)】往復(fù)式壓縮機(jī)發(fā)生故障的部位基本上是由三部分組成:一是傳遞動(dòng)力部分,曲軸、連桿、十字頭、活塞銷、活塞等零部件的故障;二是氣體的進(jìn)出機(jī)器密封部分,氣缸、進(jìn)氣和排氣閥門、彈簧、閥片、活塞環(huán)、填料函及排氣量調(diào)節(jié)裝置等部分的故障;三是輔助部分,包括水、氣、油三路的各種冷卻器、緩沖器、分離器、油泵、安全閥及各種管路系統(tǒng)的故障。
往復(fù)式壓縮機(jī)的故障種類雖然很多,但從反應(yīng)故障狀態(tài)的監(jiān)測參數(shù)(征兆參數(shù))上可分為兩類:一類故障征兆表現(xiàn)在機(jī)器的熱力參數(shù)變化上,如機(jī)器的排氣量變化,吸、排氣壓力變化,各部分溫度變化以及油路、水路故障所表現(xiàn)出來的熱力參數(shù)變化;另一類故障征兆表現(xiàn)在機(jī)器的動(dòng)力性能參數(shù)變化上,如壓縮機(jī)的主要零部件的缺陷、磨損、損壞和斷裂故障所表現(xiàn)的故障征兆,既可以反映在熱力參數(shù)的變化上,又可以反映在機(jī)器的動(dòng)力參數(shù)變化上。
壓縮機(jī)熱力參數(shù)異常及故障原因
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壓縮機(jī)排氣量降低的原因很多,大部分屬于氣流通道受阻,內(nèi)、外泄漏,余隙過大,轉(zhuǎn)速降低等方面的原因。
1.多級壓縮機(jī)的第一級和其后各級氣閥漏氣,多由閥片原因造成
?。?)閥片嚴(yán)重磨損、變形、破裂或卡住;
?。?)閥座密封面不平,碰傷或粗糙度達(dá)不到要求,閥隙通道積碳或有異物卡住;
?。?)彈簧力過小,彈簧磨損、斷裂;
(4)閥體安裝不當(dāng),位置歪斜,裝反,閥體密封墊失效等。
2.氣缸內(nèi)泄漏與外泄漏
(1)氣缸或缸套過度磨損、偏磨或拉傷,造成的原因有氣缸鏡面的精度、表面粗糙度、橢圓度、圓錐度未達(dá)到要求,氣缸與十字頭滑道同心度不夠要求,或者氣缸或缸套材質(zhì)不良;
(2)活塞與氣缸配合間隙過大;
?。?)潤滑油不足,油質(zhì)不佳,使缸內(nèi)溫度過高,活塞環(huán)失去彈力造成活塞環(huán)咬死或嚴(yán)重磨損。
?。?)氣缸冷卻不良,氣體經(jīng)閥室時(shí)受到預(yù)熱,影響吸氣效率。
(5)活塞桿過度磨損或拉傷,活塞桿工作時(shí)有跳動(dòng)造成的原因有滑道與氣缸不同心,十字頭與滑道、活塞與氣缸間隙過大或磨損量過大,十字頭銷與連桿、活塞桿不垂直;
?。?)密封圈與活塞桿間隙太小,其圈內(nèi)表面缺陷,或者與閉鎖環(huán)裝反,起不到密封作用造成的填料密封磨損、泄漏;
?。?)氣缸蓋或缸座與缸體端面貼合不嚴(yán),墊片破損,發(fā)生漏氣。
3.吸氣受阻
(1)進(jìn)氣濾清器堵塞;
?。?)進(jìn)氣閥門沒全開;
(3)進(jìn)氣管太長或管徑太小,阻力增大。
4.系統(tǒng)外泄漏
?。?)安全閥泄漏,主要包括安全閥彈簧失靈;閥芯與閥座密封面接觸不良;安全閥開啟后關(guān)閉不嚴(yán);
(2)中間冷卻器泄漏;
?。?)管路連接法蘭漏氣。
5.冷卻器效率低
(1)冷卻水進(jìn)水溫度高;
?。?)冷卻器傳熱表面水垢、油垢、傳熱面金屬銹蝕,傳熱面積太小造成的冷卻器傳熱效果差;
?。?)冷卻器中間隔板破裂;
?。?)冷卻水量減少。
6.壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速降低
?。?)原動(dòng)機(jī)功率不足,轉(zhuǎn)速達(dá)不到額定值;
?。?)皮帶傳動(dòng)的壓縮機(jī)傳動(dòng)帶太松,皮帶打滑。
(二)吸、排氣壓力異常
常見的壓縮機(jī)吸、排氣異常故障原因:
1.吸氣壓力低
(1)吸氣管阻力大,進(jìn)氣濾清器堵塞,吸氣閥門升程高度不夠,供氣量不足導(dǎo)致的第一級吸氣壓力低;
?。?)由前級吸氣閥或排氣閥漏氣,前級管路漏氣或阻力大,前級氣缸與活塞環(huán)漏氣或填料函漏氣,前級系統(tǒng)不正常導(dǎo)致的多級壓縮機(jī)中間級壓力低。
2.吸氣壓力高
?。?)高壓氣體進(jìn)入吸氣管線;
(2)吸、排氣閥關(guān)閉不嚴(yán)、不漏氣;
?。?)氣缸與活塞環(huán)漏氣;
(4)前級冷卻器冷卻效果不好;
?。?)級后通本級的吸氣管旁通閥泄漏。
3.排氣壓力低
(1)本級吸氣排氣閥泄漏或工作不正常;
?。?)氣缸與活塞環(huán)漏氣或填料函漏氣;
?。?)本級吸氣壓力偏低;
(4)排氣管或閥門漏氣,旁通管、泄漏閥漏氣;
?。?)耗氣量過大。
4.排氣壓力高
(1)本級用氣量偏少;
(2)本級吸氣壓力和后級氣體壓力偏高;
?。?)后級管路或氣缸向本級漏氣;
(4)本級冷卻器工作不正常,排氣管路不暢通,閥門工作不正常;
(5)排氣管路嚴(yán)重積碳。
5.壓力不穩(wěn)定
?。?)壓力脈動(dòng)過大,氣閥啟閉不穩(wěn)定,壓力表氣隙阻尼太小;
?。?)驅(qū)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定。
(三)溫度異常
溫度異常包括壓縮機(jī)吸、排氣溫度過高,氣缸軸承、活塞桿、機(jī)體等各部件過熱。前者屬于介質(zhì)在壓縮過程中的狀態(tài)不正常產(chǎn)生氣體溫度過高,帶來氣缸、閥門積碳、磨損和零部件變形、損壞。后者發(fā)生過熱的原因是摩擦發(fā)熱過大,或者摩擦副潤滑、冷卻狀態(tài)惡化。摩擦過熱情況可引起的兩種后果:一是在較高溫度下摩擦副加快磨損;二是熱量不斷積累,直至燒毀摩擦表面,釀成重大事故。因此需要用測溫儀器或手摸、眼看等方法,加強(qiáng)對壓縮機(jī)各部位的溫度監(jiān)測。
1.吸氣溫度高
?。?)排氣旁通閥向吸氣管漏氣;
(2)吸氣閥漏氣;
?。?)級前冷卻器工作不正常。
2.排氣溫度高
?。?)吸氣溫度偏高;
(2)氣閥、活塞環(huán)漏氣;
?。?)本級壓比偏高;
?。?)氣缸冷卻效果不好。
3.氣缸過熱
?。?)冷卻水供給不足;
?。?)級的壓比過高,吸、排氣閥漏氣;
?。?)活塞支承環(huán)熱膨脹間隙太小產(chǎn)生抱缸;
?。?)氣缸與滑道對中不良,氣缸鏡面粗糙度不符合要求,氣缸拉傷。
4.軸承過熱
?。?)軸頸與軸瓦接觸不良,軸承徑向、軸向間隙過??;
?。?)曲軸發(fā)生彎曲或扭曲;
(3)潤滑油不足或中斷,油污染,油牌號(hào)不對;
?。?)主軸與電動(dòng)機(jī)軸之間聯(lián)軸器不對中,量太大。
5.活塞桿過熱
(1)活塞桿與填料盒有偏斜,造成局部摩擦,活塞桿與填料環(huán)磨合不良;
?。?)填料環(huán)的抱緊彈簧太緊,摩擦力太大,填料環(huán)中有雜物,密封圈卡??;
?。?)填料盒中密封圈裝錯(cuò),油道堵塞,潤滑油供應(yīng)不上,造成干摩擦;
(4)無油潤滑壓縮機(jī),活塞與填料函冷卻不良。
6.曲軸兩端蓋發(fā)熱
?。?)采用滾珠軸承的主軸承咬住;
?。?)靠電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器端的曲軸前端發(fā)熱,是聯(lián)軸器連接間隙太小,電動(dòng)機(jī)竄軸時(shí)頂住壓縮機(jī)曲軸。曲軸后端發(fā)熱,聯(lián)軸器間隙太大。
(四)工況改變對壓縮機(jī)主要參數(shù)的影響
在流程工業(yè)中使用的多級壓縮機(jī),常因工藝參數(shù)的變化改變了壓縮機(jī)的工作條件,從而影響壓縮機(jī)的某些性能參數(shù)。經(jīng)常用到的工藝參數(shù)變化有:壓縮機(jī)吸氣壓力變化、排氣壓力變化以及各級吸氣溫度變化,這些參數(shù)的變化直接影響到壓縮機(jī)的各級壓力、排氣終了壓力、排氣溫度、排氣量和功率消耗。
1.吸氣壓力變化
進(jìn)入壓縮機(jī)的氣體壓力變高或變低,引起壓縮機(jī)和各級排氣壓力、排氣溫度、排氣量和功率的變化。
(1)對各級排氣壓力影響。在活塞行程不變情況下,各級排氣壓力與第一級吸氣壓力成正比例增減。
?。?)對各級排氣溫度影響。單級壓縮機(jī)排氣溫度是隨吸氣壓力的上升而降低。多級壓縮機(jī)和吸氣壓力變化產(chǎn)生壓比變化,同時(shí)也引起排氣溫度變化,但影響最大的是末級。因此,如果吸氣壓力下降,末級壓比增大最明顯,末級排氣溫度最容易超出允許范圍。
?。?)對排氣量影響。當(dāng)排氣壓力不變時(shí),吸氣壓力下降,則壓比上升。對于單級壓縮機(jī),主要導(dǎo)致末級壓比上升,依次影響到第一級,使第一級吸氣量下降,最終排氣量也下降。
?。?)對功率影響。壓比降低的壓縮機(jī),吸氣壓力下降,指示功上升,功耗也上升;壓比較大的壓縮機(jī),吸氣壓力下降,指示功下降,功耗下降。
2.排氣壓力變化
由于工藝條件變化,使壓縮機(jī)終了壓力變高或變低,影響到壓縮機(jī)的排氣量、排氣溫度、各級間壓力和功率消耗。
?。?)對排氣量影響。單級壓縮機(jī)的排氣壓力上升,壓比增大,容積系數(shù)下降,排氣量下降,多級壓縮機(jī)的排氣壓力上升,首先是末級壓比上升,直至影響到第一級,使第一級排氣量減少。級數(shù)較多時(shí)對排氣量的影響較小。
?。?)對排氣溫度影響。排氣壓力上升,主要引起末級排氣溫度上升,對其余各級的影響依次減小。反之,排氣壓力下降,也只使末級排氣溫度下降。
?。?)對級間壓力影響。排氣壓力上升,壓比增大、容積系數(shù)下降,從末級起吸入壓力上升,使所有級的級間壓力上升;排氣壓力下降,使所有級的級間壓力下降。但是在多級壓縮機(jī)中只有末級的壓比變化較為明顯,隨著級數(shù)前移,壓比變化迅速減弱。
(4)對功率影響。多級壓縮機(jī)的排氣壓力上升,僅末級和前級的功率消耗增大,其他級的功耗基本不變。
3.吸氣溫度變化
中間級冷卻器工作情況的好還,會(huì)影響到各級吸氣溫度的高低,從而影響到壓縮機(jī)的排氣量、排氣壓力、排氣溫度和功率消耗。
(1)對排氣量影響。吸氣溫度的變化改變了氣體氣體的比體積,使吸入氣體的體積有變化。吸氣溫度越高,吸入氣體越少。另外,吸氣溫度變化以后,吸入氣體與氣缸壁的熱交換情況也發(fā)生了變化,影響到壓縮機(jī)的溫度系數(shù)和排氣量。吸氣溫度變化對排氣量的影響主要在第一級,第一級的吸氣溫度升高,則第一級的容積系數(shù)下降,吸氣量減少,排氣量也減少。往后各級的變化是越到高壓影響越小。
(2)對排氣壓力影響。單級壓縮機(jī)的吸氣溫度變化不影響排氣壓力;多級壓縮機(jī)的終了壓力不受吸氣溫度影響,但是級間壓力將隨吸氣溫度的變化而變化,級間溫度變化將影響到前級的排氣壓力和后一級吸氣壓力,使前一級的排氣壓力和壓比降低,但后一級壓比上升。
(3)對排氣溫度影響。壓縮機(jī)各級排氣溫度在壓比一定時(shí),完全取決于各級的吸氣溫度,吸氣溫度上升,排氣溫度也上升。
(4)對功率影響。單級壓縮機(jī)所消耗功率與吸氣溫度無關(guān),但多級壓縮機(jī)的吸氣溫度上升,使壓縮過程偏離等溫壓縮線,因而功耗增大。
(五)油路故障
壓縮機(jī)油路包括油泵、注油器以及油路系統(tǒng)中的過濾器、冷卻器、管路壓力表等部分。故障主要表現(xiàn)在油壓偏低、偏高、油溫過高、油量不足、局部潤滑不良、注油不正確等方面。油路系統(tǒng)的故障會(huì)引起機(jī)器摩擦、發(fā)熱、燒損、咬死等一系列問題。必須查明原因,及時(shí)處理。
1.油壓偏低
?。?)油泵供油量不足,可能是泵轉(zhuǎn)子間隙過大、磨損、泄漏、各運(yùn)動(dòng)部件間隙過大、油位太低,泵吸不上來。油壓調(diào)節(jié)閥漏油,流回油池。油管接頭處松動(dòng)漏油等。
?。?)潤滑油污染,油泵過濾器堵塞;
?。?)油溫過高,油的黏度太低;
(4)壓力表失靈。
2.油溫偏高
?。?)壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)部件因間隙太小,配合不良,氣缸和滑道表面粗糙度或磨損等原因,摩擦發(fā)熱量過大;
(2)徑向或軸向軸承故障;
?。?)潤滑油黏度過大,摩擦產(chǎn)生的功耗大,油溫升高;潤滑油冷卻效果不好、潤滑油太臟、油過濾器堵塞、壓力偏高等原因引起潤滑油供應(yīng)不足。
3.注油器壓力不足或油量不足
?。?)吸油過濾網(wǎng)堵塞或油路堵塞;
(2)注油器柱塞與柱塞套孔磨損,注油器調(diào)節(jié)不合適,止逆閥不嚴(yán)密,供油量過少。
壓縮機(jī)主要零部件的機(jī)械故障
(一)氣閥故障
氣閥工作狀態(tài)的好壞是壓縮機(jī)技術(shù)發(fā)展的核心問題之一,往復(fù)壓縮機(jī)有60%以上的故障發(fā)生在氣閥上。氣閥一旦發(fā)生故障,馬上影響壓縮機(jī)的產(chǎn)生量、降低效率,浪費(fèi)能源。閥件破損后破塊落入氣缸,引起氣缸拉毛,活塞和活塞環(huán)損壞,帶來更嚴(yán)重的問題。
氣閥的故障主要是閥片、彈簧破損、氣閥密封性差、閥片的開啟時(shí)間和安裝中產(chǎn)生的問題。
1.閥片破損
(1)閥片承受著頻繁的撞擊載荷和彎曲交變載荷,閥片容易產(chǎn)生疲勞破損,易引起徑向斷裂。
(2)環(huán)狀閥片與導(dǎo)向塊工作面之間產(chǎn)生的摩擦,可減弱閥片強(qiáng)度,降低使用壽命。磨損量過大時(shí)閥片可能卡死在導(dǎo)向塊上或者失去密封作用。
?。?)閥片材料夾渣、夾層、裂紋等缺陷引起閥片應(yīng)力集中,在循環(huán)載荷作用下,成為疲勞破壞的根源。
?。?)壓縮介質(zhì)本身有腐蝕性或介質(zhì)中含有水分,工作時(shí)沖刷閥片,破壞閥片表面保護(hù)膜,在閥片局部地方出現(xiàn)腐蝕麻點(diǎn)和空洞,引起應(yīng)力集中,產(chǎn)生腐蝕疲勞破壞。
2.氣閥彈簧損壞
(1)彈簧從閥片全閉到全啟,其載荷由預(yù)壓縮力變化到最大壓縮力,承受脈動(dòng)循環(huán)載荷,引起疲勞破壞;
(2)彈簧變形時(shí)與彈簧孔壁摩擦磨損,彈度下降而斷裂;
?。?)介質(zhì)對彈簧表面腐蝕,產(chǎn)生麻點(diǎn)、凹坑,引起應(yīng)力集中,加速彈簧疲勞破損;
?。?)材質(zhì)不符合要求,彈簧的加工、熱處理有缺陷。
3.氣閥漏氣
?。?)閥座、閥片產(chǎn)生磨損,閥座密封面不平,表面粗糙度達(dá)不到要求;
(2)彈簧端面與軸線不垂直,彈簧力過??;
(3)密封面被碰傷,閥片變形、破裂或者閥隙、通道有異物卡?。?/p>
(4)氣體溫度高,潤滑油易變成碳渣卡住密封面。
(二)活塞環(huán)常見故障
活塞環(huán)也是往復(fù)壓縮機(jī)易損壞的部件。其作用是封住氣體外泄,與氣缸形成壓縮容積。活塞環(huán)常見的故障有活塞環(huán)斷裂和活塞環(huán)漲死、失去彈性、不能自由膨脹。
活塞環(huán)不能起到密封作用的主要表現(xiàn)形式:一是該級排氣溫度升高;二是該級排氣壓力降低;三是壓縮機(jī)排氣量下降。在壓縮機(jī)中,當(dāng)某一級壓縮機(jī)活塞環(huán)損壞或者漲死時(shí),不能起到密封作用,使得蓋側(cè)(或軸側(cè))被壓縮的高壓高溫氣體通過活塞環(huán)串入軸側(cè)(或蓋側(cè))低壓低溫的氣體中,與吸入的低壓低溫氣體混合,混合后的氣體溫度升高。又由于壓縮氣體通過活塞環(huán)在互串,使該級的排氣壓力下降,壓縮機(jī)的排氣量也隨之下降。
(三)活塞桿斷裂
往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞桿斷裂事故約占事故的25%左右?;钊麠U斷裂,不僅損壞活塞和氣缸,而且還由于其他零部件的聯(lián)鎖性破壞,使易燃、易爆或有毒氣體向外泄漏,帶來人員傷亡、生產(chǎn)裝置毀壞等一系列嚴(yán)重事故?;钊麠U斷裂的地方多數(shù)是在活塞連接處與十字頭連接處,原因如下:
?。?)活塞桿的螺紋由于螺紋牙型圓周角半徑小,應(yīng)力集中嚴(yán)重,容易在循環(huán)載荷下產(chǎn)生裂紋和斷裂;
?。?)退刀槽、卸荷槽、螺紋表面的粗糙度達(dá)不到要求,容易產(chǎn)生裂紋;
?。?)活塞桿的材質(zhì)和熱處理有問題,例如存在粗晶、魏氏體組織、偏析以及強(qiáng)度和塑性不符合要求;
?。?)連接螺紋松動(dòng)或連接螺紋的預(yù)緊力不足;
(5)某一級因其他故障原因而嚴(yán)重超載;
?。?)活塞桿跳動(dòng)量過大;
(7)工藝其他腐蝕。
(四)連桿螺栓斷裂
由于連桿螺栓在工作時(shí)承受很大的交變載荷和幾倍于活塞力的預(yù)緊力,因此對它不僅要求具有足夠的靜強(qiáng)度,更重要的是要有較高的耐疲勞能力。對其結(jié)構(gòu)形狀,應(yīng)力集中情況和裝配精度等方面都有嚴(yán)格要求。連桿斷裂的原因如下:
(1)連桿螺栓擰得太緊或太松。太緊,螺栓承受過大拉力而折斷;擰得太松,工作時(shí)螺母松動(dòng),連桿大頭瓦在連桿體內(nèi)晃動(dòng),螺栓承受過大的沖擊力而折斷。
(2)開口銷折斷引起連桿螺栓松動(dòng)、斷裂;
?。?)連桿螺栓的材質(zhì)、鍛壓、熱處理、加工、探傷和裝配有問題;
(4)連桿螺栓疲勞斷裂;
?。?)連桿大頭瓦過熱,活塞卡住或超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),連桿螺栓因承受過大應(yīng)力而折斷;
?。?)運(yùn)動(dòng)部件出現(xiàn)故障,對連桿螺栓產(chǎn)生較大沖擊載荷;
(7)長期使用5000-8000h,未對連桿螺栓進(jìn)行磁粉探傷和殘余變形測量。
(五)曲軸斷裂
曲軸是壓縮機(jī)中傳遞動(dòng)力的重要運(yùn)動(dòng)件。由于承受較大的交變載荷和摩擦磨損,所以對疲勞強(qiáng)度和耐磨性要求較高。曲軸一旦斷裂,將使曲軸箱、連桿、十字頭或活塞等發(fā)生一系列聯(lián)鎖性破壞。曲軸多數(shù)發(fā)生拐臂處斷裂。其原因如下:
?。?)壓縮機(jī)地基與電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降,使聯(lián)軸器嚴(yán)重不對中,曲軸承受巨大的附加載荷;
?。?)壓縮機(jī)超載或在緊急停機(jī)時(shí)產(chǎn)生的劇烈沖擊;
?。?)安裝不正確或在工作中氣缸軸線發(fā)生變化,與曲軸軸線不垂直,使曲軸承受附加彎矩;
?。?)軸瓦在曲軸上裝配不良,支承面貼合不均,間隙過小,軸承發(fā)熱,軸頸拉溝、咬住或彎曲變形;
?。?)設(shè)計(jì)不合理、材質(zhì)不良、熱處理不合要求,探傷不及時(shí)等原因產(chǎn)生裂紋和斷裂。
?。┗钊ㄗ?,咬住或撞裂原因
(1)潤滑油質(zhì)量低劣,注油器供油中斷、發(fā)生干摩擦,因摩擦發(fā)熱,阻力增大被卡住、咬??;
(2)氣缸冷卻水供應(yīng)不足或氣缸過熱狀態(tài)下突然通冷卻水強(qiáng)烈冷卻,使氣缸急劇收縮(抱缸),把活塞咬?。?/p>
?。?)氣缸帶液,可撞裂活塞,甚至擊破氣缸;
?。?)氣缸內(nèi)掉入活塞螺母、氣閥破片等堅(jiān)硬物,活塞撞擊時(shí)破裂;
?。?)氣缸與活塞間隙太?。换钊馁|(zhì)不良,鑄件質(zhì)量低劣,強(qiáng)度達(dá)不到要求。
壓縮機(jī)故障振動(dòng)
往復(fù)式壓縮機(jī)由于存在旋轉(zhuǎn)慣性力、往復(fù)慣性力和力矩,將會(huì)引起機(jī)器和基礎(chǔ)振動(dòng)。除了這種機(jī)械運(yùn)動(dòng)引起的振動(dòng)外,往復(fù)壓縮機(jī)由于間歇性吸氣和排氣,氣流的壓力脈動(dòng)還會(huì)引起管路振動(dòng)。如果氣流脈動(dòng)頻率恰好與氣栓或管道自振頻率相同,就會(huì)產(chǎn)生管道共振,這種共振將帶來嚴(yán)重的后果,不僅引起壓縮機(jī)和基礎(chǔ)、管道各連續(xù)部分松動(dòng),嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)窳压艿馈?/p>
(一)故障振動(dòng)
振動(dòng)問題往往是設(shè)計(jì)、制造時(shí)產(chǎn)生的。另外,往復(fù)式壓縮機(jī)由于安裝和操作不當(dāng)也會(huì)帶來一些故障振動(dòng)問題。
1.氣缸振動(dòng)
?。?)氣缸與底座調(diào)整不良,連接螺栓松動(dòng);氣缸與活塞環(huán)磨損或間隙過大;氣缸余隙太小,活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中碰撞閥座,發(fā)出沉悶的金屬撞擊聲和振動(dòng);
?。?)活塞和閥座上的螺栓螺母因松動(dòng)落入氣缸,發(fā)生敲擊振動(dòng);
?。?)壓縮機(jī)運(yùn)行中中斷供水,閥門、缸壁、活塞溫度迅速上升,在高溫下突然通入冷卻水冷卻氣缸,使壁缸驟然冷卻而把住活塞,產(chǎn)生很大振動(dòng),甚至嚴(yán)重?fù)p壞缸體、活塞。
2.機(jī)體振動(dòng)
?。?)往復(fù)慣性力和力矩沒有平衡好;曲軸中心線與機(jī)身滑道中心線不垂直;對稱平衡型壓縮機(jī)機(jī)身的主軸承不同心,機(jī)身水平度不符合要求;
?。?)地腳螺栓松動(dòng),運(yùn)動(dòng)部件連接不牢、基礎(chǔ)剛性不好、底座不均勻下沉;聯(lián)軸器對中不良或機(jī)體基礎(chǔ)與電動(dòng)機(jī)不均勻下沉;
(3)主軸承間隙過大或軸瓦磨損;連桿大頭和曲拐銷之間間隙過大,曲拐銷向反方向運(yùn)動(dòng)時(shí)對大頭瓦產(chǎn)生撞擊;十字頭上下滑板與十字頭滑道間隙過大,具有浮動(dòng)銷的十字頭銷能在銷孔中轉(zhuǎn)動(dòng),雖然磨損均勻,但磨損后沖擊和振動(dòng)較大;
?。?)活塞桿彎曲或活塞桿連接螺母松動(dòng),活塞桿負(fù)載過大,連桿軸承損壞。
3.基礎(chǔ)振動(dòng)
?。?)壓縮機(jī)機(jī)體振動(dòng)引起基礎(chǔ)振動(dòng);
(2)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)薄弱,與機(jī)體或管道某一部分發(fā)生共振;
?。?)由壓縮機(jī)振動(dòng)等原因產(chǎn)生基礎(chǔ)下沉。
(二)不正常聲音
運(yùn)轉(zhuǎn)中壓縮機(jī)發(fā)生故障聲音的部位及其原因如下:
1.運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)
?。?)曲軸和聯(lián)軸器、主軸和電動(dòng)機(jī)之間的切向鍵連接松動(dòng),產(chǎn)生異常聲音;
?。?)連桿大頭與連桿之間的配合間隙過大,壓縮機(jī)部件在運(yùn)行中磨損、松動(dòng)、曲軸與連桿大頭間隙過大,曲軸瓦螺栓、連桿螺栓、十字頭螺栓等松動(dòng)、折斷、脫扣等;曲軸瓦突然斷油或者由于軸瓦與曲軸配合間隙過小而使軸瓦發(fā)熱,升高而燒毀,都會(huì)造成曲軸箱內(nèi)的撞擊聲;
?。?)壓縮機(jī)十字頭銷與十字頭、活塞銷與活塞銷座之間的連接松動(dòng)或磨損,十字頭在滑道內(nèi)的位置與滑道中心線不重合,間隙過大,產(chǎn)生歪斜或橫移跑偏,電動(dòng)機(jī)與主軸的轉(zhuǎn)向不正確,都會(huì)產(chǎn)生不正常聲音。
2.氣缸
?。?)安裝和檢修時(shí)氣缸余隙容積留得過小,氣缸蓋與活塞的前后死點(diǎn)間隙小,產(chǎn)生直接碰撞;活塞桿與十字頭緊固不牢或者十字頭側(cè)向間隙不符合圖紙要求,使 活塞桿在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生跳動(dòng),帶動(dòng)活塞向上串動(dòng),撞擊氣缸產(chǎn)生不正常聲音;
(2)氣缸潤滑油過多或過少,也會(huì)引起氣缸產(chǎn)生不正常響聲;
?。?)氣缸內(nèi)掉入異物,有積水或者壓縮機(jī)吸入氣體太潮濕所產(chǎn)生的液體,都會(huì)使氣缸產(chǎn)生異常響聲;
?。?)安裝時(shí)曲軸與氣缸軸線不垂直,連桿、十字頭、活塞,與氣缸中心線不重合,以及壓縮機(jī)長期運(yùn)行導(dǎo)致氣缸和活塞、活塞環(huán)磨損嚴(yán)重,相對間隙增大,都會(huì)產(chǎn)生不正常的響聲。
3.吸氣閥、排氣閥
?。?)吸、排氣閥的閥片易于在沖擊載荷下折斷,當(dāng)發(fā)生閥片起落被卡住、彈簧傾斜或損壞、閥片材質(zhì)不良、彈簧力太大等原因時(shí)都會(huì)造成閥片過早破損,產(chǎn)生氣閥的異常響聲;
?。?)氣閥彈簧折斷和變軟,會(huì)加大閥片對閥座或升限器的沖擊力,發(fā)出不正常聲響;
(3)閥座安裝位置不當(dāng),或閥室上壓蓋螺栓沒有擰緊,造成氣閥串動(dòng),產(chǎn)生響聲;
具有負(fù)荷調(diào)節(jié)的壓縮機(jī),調(diào)節(jié)器位置不正確、閥片與壓開吸氣調(diào)節(jié)裝置中的壓叉頂撞,使氣閥產(chǎn)生敲擊,發(fā)出金屬碰擊聲。
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